Contrafforte e arco rampante: come funziona il sistema di sostegno del gotico

Un contrafforte è un robusto rinforzo all'esterno di una parete che assorbe la spinta delle volte all'interno della chiesa. Un arco rampante è un mezzo arco che parte da un tale pilastro, supera il tetto della navata laterale e arriva alla parete della navata centrale, e scarica all'esterno la spinta delle volte. Insieme formano il sistema di contrafforti. Esso permise alle cattedrali gotiche di diventare alte e alle pareti di dissolversi in finestre: non è la parete a reggere la volta, bensì lo scheletro di pietra all'esterno.

Fatti

Il problema: la volta spinge verso l'esterno

La pietra resiste alla compressione ma non alla trazione. Perciò un arco o una volta reggono perché ogni pietra viene premuta contro le vicine, e il carico è condotto verso i sostegni. Ma un arco non spinge solo verso il basso, bensì anche verso l'esterno, come un libro appoggiato a un altro. La spinta verso l'esterno si chiama spinta laterale, e se nulla la assorbe i sostegni scivolano via e la volta crolla. Le basi su archi e volte spiegano il perché.

Il modo più semplice per assorbire la spinta laterale è rendere spessa la parete. Così costruivano i maestri del romanico: muri di oltre un metro, piccole finestre e spazi pesanti e scuri. Quanto più in alto sta la volta, tanto più lunga diventa la leva della spinta e tanto più spesso deve essere il muro. Chi voleva uno spazio sacro alto e luminoso doveva dunque trovare un altro modo di resistere.

Il disegno della linea delle forze qui sotto mostra l'idea. La spinta segue un percorso preciso attraverso le pietre, e l'arco sta in piedi finché quel percorso rientra al loro interno. L'arco a sesto acuto indirizza la spinta più ripidamente verso il basso rispetto all'arco a tutto sesto, una delle ragioni per cui il gotico lo scelse. Ma anche l'arco acuto spinge verso l'esterno.

Il contrafforte: la parete è ispessita dove serve

Le volte a crociera costolonate del gotico raccolgono la spinta della volta in pochi punti, agli angoli di ogni campata. La parete non deve quindi essere spessa ovunque, ma solo dove arriva la spinta. Il contrafforte è proprio questo: un tratto di muro spesso che sporge dalla parete a ogni attacco della volta, spesso a risalti che si restringono verso l'alto. Tra i contrafforti la parete può essere sottile e aprirsi in finestre.

I contrafforti esistono molto prima del gotico, come piatti rinforzi murari nelle chiese romaniche, e restano molto dopo, su chiese, castelli e fienili. Ciò che rende speciale il contrafforte gotico è la profondità: può sporgere di vari metri dalla parete. In molte cattedrali furono costruite in seguito cappelle nello spazio tra i contrafforti, come a Notre-Dame a Parigi, dove le cappelle furono completate nel Trecento. Dall'esterno i contrafforti possono allora essere difficili da vedere.

Un esempio chiaro è la Sainte-Chapelle a Parigi, la cappella di Luigi IX degli anni Quaranta del Duecento. Non ha navate laterali e dunque non ha archi rampanti. Le volte sono sorrette da contrafforti all'esterno e da tiranti di ferro che legano le superfici delle finestre, e le pareti della cappella superiore sono quasi solo vetro.

L'arco rampante: la spinta è condotta oltre la navata laterale

Una cattedrale ha una navata centrale alta e navate laterali più basse. Le volte della navata centrale sono molto più alte dei tetti delle navate laterali, ed è lì che serve il sostegno. Un contrafforte direttamente contro la parete della navata centrale riempirebbe la navata laterale. La soluzione fu l'arco rampante: un mezzo arco che parte da un contrafforte isolato all'esterno della navata laterale, ne supera il tetto e arriva alla parete della navata centrale, proprio dove agisce la spinta della volta. Spesso vi sono due archi sovrapposti, o due contrafforti in fila quando vi sono navate laterali doppie.

L'arco rampante nacque nella regione di Parigi nella seconda metà del XII secolo. Notre-Dame, iniziata nel 1163, è tra le prime chiese in cui fu usato per sorreggere alte volte, e gli archi furono rifatti già nel Duecento. A Chartres, ricostruita dopo l'incendio del 1194, gli archi rampanti furono fin dall'inizio parte della struttura. Qui i costruttori poterono dare a ogni campata due grandi finestre a sesto acuto e un rosone in alto, e la parete su tre livelli divenne il modello del gotico classico.

Sulla sommità dei contrafforti stanno pinnacoli, piccole guglie che sembrano pura decorazione. Ma il loro peso preme sul pilastro e lo fa resistere meglio alla spinta obliqua che l'arco rampante vi porta. La maggior parte di ciò che sta all'esterno di una cattedrale ha una funzione, anche ciò che sembra giocoso. Anche l'acqua viene allontanata: spesso un canale corre sul dorso dell'arco rampante e termina in un doccione, che può essere scolpito come un grottesco.

Fin dove si poteva arrivare?

Con il sistema di contrafforti l'altezza divenne una questione di ambizione. La navata centrale di Amiens, iniziata nel 1220, raggiunge circa 42 metri fino alla volta, e quasi tutta la parete tra i pilastri è vetro. A Beauvais si tentò di salire ancora. Il coro ebbe volte a circa 48 metri, ma nel 1284 una parte crollò, e il coro dovette essere ricostruito con più sostegni. La navata non fu mai costruita. Beauvais mostra dove si collocava il limite con la tecnica medievale.

I costruttori non calcolavano come un ingegnere di oggi. Usavano regole geometriche ed esperienze di edifici precedenti, e imparavano dagli errori. Solo nel Seicento il naturalista inglese Robert Hooke descrisse che un arco sta in piedi al meglio se ha la forma di una catena sospesa rovesciata, lo stesso principio su cui si basa il disegno della linea delle forze. I costruttori medievali erano comunque giunti a forme che vi si avvicinano.

Il duomo di Colonia mostra quanto a lungo visse l'idea. I lavori iniziarono nel 1248 su modelli francesi e furono completati nel 1880 secondo i disegni medievali, con archi rampanti su più ordini attorno al coro. Sul duomo di Milano si può camminare sul tetto tra gli archi rampanti e le guglie, ed è il modo migliore per vedere da vicino il sistema di contrafforti.

Contrafforti in Svezia e dopo il Medioevo

Nel Nord il gotico fu costruito soprattutto in mattoni e su scala minore, e gli archi rampanti sono rari. I contrafforti si trovano invece su moltissime chiese. La cattedrale di Uppsala, la più grande chiesa del Nord, ha contrafforti e la stessa parete a tre livelli delle cattedrali francesi. Molte chiese parrocchiali svedesi ricevettero contrafforti in un secondo momento, quando nel Quattrocento vi furono costruite volte in mattoni e i vecchi muri avevano bisogno di aiuto per resistere alla spinta.

Un'altra via fu la chiesa a sala, in cui le navate laterali sono alte come la navata centrale. Le volte delle navate laterali sostengono allora quelle centrali, e la spinta è assorbita da contrafforti nei muri esterni senza archi rampanti. La chiesa del monastero di Vadstena è una chiesa a sala di questo tipo.

Dopo il Medioevo gli architetti volevano spesso nascondere il sistema di contrafforti. Christopher Wren diede alla cattedrale di St Paul's a Londra archi rampanti sopra le navate laterali ma costruì alte pareti di facciata davanti ad essi, così che la chiesa appaia classica dall'esterno. I tratti distintivi dell'intero stile si trovano nella guida su come riconoscere il gotico, la costruzione nella guida su come fu costruita una cattedrale gotica e i termini nel glossario.

Cosa osservare

Esercizio

Che cosa fa un arco rampante?