La Catedral de Florencia, fue construida a pedido del clero florentino para ser la catedral más grande del mundo, por el arquitecto Arnolfo di Cambio en el 1200. Este fallece sin desarrollar la cúpula o domo.
Tomó su relevo Felipe Brunelleschi para desarrollar la cúpula o domo, quien propuso un método sin los tradicionales muros de carga, andamios interiores ni soportes de madera. Fue criticado duramente ya que el proyecto parecía imposible, pero al final logró imponer su diseño. Tuvo que realizar el trabajo junto a su rival y uno de los constructores más prestigiosos, el arquitecto Lorenzo Ghiberti. El 7 de agosto de 1420 empezó la construcción de la cúpula que no tendría soportes internos.
Brunelleschi creó dos cúpulas, una interna y que vería la gente con sus frescos y utilizó una segunda capa para proteger la cúpula interior de la lluvia.
Querían hacer una catedral inmensa para demostrar la grandiosidad de la ciudad de Florencia frente a otras repúblicas como Siena. Para fundamentar la cúpula se colocaron piezas de mármol en todos los ángulos de la estructura octogonal.
Después se rellenaron con una estructura de ladrillos de 90° de inclinación.
Sin embargo durante la construcción Brunelleschi se enfrentó a varios desafíos. Uno de ellos fue un problema logístico, como elevaría material a 60 metros de altura. Para ello creó un montacargas con poleas. Un mecanismo de ruedas dentadas para bajar y subir la carga, cuya pieza clave era un apolea que cambiaba el sentido de las poleas si tenían que hacer subir o bajar la carga. Además no debían girar a los bueyes podían seguir caminando en la misma dirección. Al terminar el proyecto se subieron 35 millones de kilos.
Sin embargo el material que habían levantado con tanto cuidado tenía que ser desplazado lateralmente y colocado perfectamente a cientos de metros en el aire. Para completar esta tarea casi imposible, Brunelleschi diseñó otro mecanismo llamado Castello que era una especie de grúa que utilizaban para desplazar el peso en forma horizontal. Colocado sobre la cúpula y similar a una horca, utilizaba una viga transversal y un sistema de contrapesos por el cual los albañiles podían colocar el material con precisión milimétrica.
La cuestión más importante era evitar que todo se viniese abajo mientras lo estaban construyendo. Los ladrillos debían permanecer en su sitio mientras colocaban la mampostería.
Para ello utilizó la técnica del antiguo imperio romano conocida como disposición en forma de espina de pez, una técnica basada de decoración de ladrillos ubicados en ángulos. Se coloca un ladrillo corto entre dos más largos y lo que hace es repartir el peso horizontalemente para evitar que la cúpula se derrumbe.
Para evitar que los ladrillos saliesen hacia afuera, diseñó un sistemade refuerzos horizontales que rodeaban la circunferencia de la cúpula y que mantenían el empuje lateral de la cúpula. Se intercalaron cinco refuerzos en espacios regulares para aguantar la cúpula.
El 30 de agosto de 1436, tras 16 años de tareas se completó la construcción de la cúpula más grande del mundo.
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