Meraviglie dell’architettura: dieci modelli di arco

Secondo l’opinione comune i Romani sarebbero gli inventori dell’arco. In realtà questoera stato utilizzato in precedenza dagli Etruschi e persino dai Sumeri, solo che questepopolazioni non ne avevano colto le enormi potenzialità architettoniche e non loavevano sfruttato in modo sistematico come poi faranno i Romani.

Un po’ come la nascita della lampadina: generalmente attribuita ad Edison era statain realtà inventata dall’inglese Swan, fu però Edison a comprenderne i punti didebolezza e ad apportarvi delle modifiche al filamento tali da farne un prodotto diconsumo planetario legandola per sempre al suo nome.

Ma torniamo all’arco. Il più antico che si conosca si trova presso la Ziqqurat di Ur,nell’antica Mesopotamia (oggi in Iraq), è realizzato in mattoni e risale al III millennioa.C.

Più recenti sono, invece, gli archi etruschi di Volterra e Falerii Novi nei quali ledimensioni sono già piuttosto importanti anche perché si tratta di porte urbane lungole mura di cinta.

Ma perché l’arco diventerà presto così importante? Cos’ha di tanto speciale? Beh, èsemplicemente una struttura geniale!

Per comprenderne al meglio la straordinarietà confrontiamolo con la struttura ad essoalternativa: l’architrave. Questo organismo architettonico è composto da dueelementi verticali e uno orizzontale.

È la tipologia più antica del mondo: il dolmen preistorico (o trilite) è basato proprio suquesto modello statico.

Semplice da edificare, il trilite ha un limite: la lunghezza dell’elemento orizzontale,l’architrave, non può essere eccessiva pena la sua rottura.

Ciò è dovuto al fatto che, nel flettersi al centro, l’architrave subisce una trazione dellasuperficie inferiore, sollecitazione alla quale la pietra offre una scarsissima resistenza(la compressione della parte superiore, invece, viene ben sopportata dal materialelapideo).

L’arco, invece, è una struttura nella quale i conci (cioè i blocchi trapezoidali che lo

compongono) sono sollecitati solo a compressione e, dunque, risulta molto piùresistente anche allargando parecchio i piedritti (distanza denominata “luce”).

Per realizzarlo occorre posare i conci su una struttura lignea chiamata “cèntina” echiudere in alto con la chiave di volta.

L’unico problema è che, mentre il trilite scarica sui piedritti un carico totalmenteverticale, l’arco produce una componente orizzontale (dato che la spinta è obliqua)che potrebbe far ribaltare i sostegni verticali.

Per questo motivo spesso gli archi si usano in sequenza in modo da contrastare lespinte orizzontali con controspinte uguali ed opposte. Quando non c’è una sequenza diarchi occorre rinforzare i piedritti con contrafforti o altri sistemi in grado di assorbirela spinta orizzontale.

Ma quali sono i dieci modelli a cui fa riferimento il titolo? In base alla costruzionegeometrica l’arco può assumere forme diverse dal semicerchio distinguendosicon denominazioni specifiche. Vediamole.

1. ARCO A TUTTO SESTO – È il modello più noto, quello in cui l’arco è perfettamentesemicircolare. La sua denominazione deriva da sextus, il nome latino del compasso. Ein effetti basta un solo colpo di compasso per disegnarlo. Sono a tutto sesto gli archidi trionfo, le arcate degli anfiteatri, degli acquedotti e dei ponti romani.

2. ARCO RIBASSATO AD UN CENTRO. In questo caso il centro dell’arco non si trovasul piano di imposta (cioè il punto in cui comincia l’arco) ma più in basso. Si determina,dunque, un angolo tra l’arco e il piedritto che non è presente nell’arco a tutto sesto (là,infatti, il piedritto è tangente all’arco). È utilizzato per passaggi di dimensionicontenute e spesso era realizzato dai romani in mattoni.

3. ARCO RIBASSATO POLICENTRICO – Tipo di arco utilizzato in epocatardomedievale con sesto ribassato ma raccordato ai piedritti mediante due archi dicirconferenza con centro posto sul piano di imposta. Denominato anche “arco ad ansadi paniere” è frequente nell’architettura siciliana di stile gotico-catalano.

4. ARCO A SESTO ACUTO – Tipico dello stile gotico europeo (ma già notonell’architettura islamica) è determinato dall’intersezione di due archi dicirconferenza con centri più o meno distanti e posti sul piano d’imposta. È chiamatoanche arco ogivale per via della sagoma ad ogiva che si ottiene.

Presenta, ovviamente, un angolo al centro dell’arco. Grazie alla “verticalizzazione”delle due metà dell’arco, questa tipologia si presta alla creazione di strutture più esili(come quelle gotiche) e all’apertura di grandi vetrate in quanto necessita di una massamuraria minore per assorbire la componente orizzontale.

5. ARCO RAMPANTE – Nell’architettura gotica, tuttavia, si ricorre anche all’usodell’arco rampante, un caso particolare di arco asimmetrico, per scaricare lungo ilperimetro della struttura le spinte orizzontali delle volte e degli archi ogivali. Gli archirampanti, dunque, non si trovano quasi mai dentro una chiesa ma al suo esterno.

6. ARCO INFLESSO – Detto anche fiammeggiante o “a carena di nave” è un arcopolicentrico simile a quello ogivale ma con una punta più accentuata dovuta allapresenza di un flesso e ad un cambio di curvatura. Si può trovare nell’architetturaislamica, nelle aree di influenza orientale ed anche nello stile gotico più tardo.

7. ARCO A FERRO DI CAVALLO – Tipo di arco prettamente orientale nel quale i duesemiarchi si prolungano verso il basso sotto il piano dei centri. In alcuni casi si puòavere anche un unico centro. È molto frequente nelle moschee.

8. ARCO POLILOBATO – Spesso si tratta di una variante dell’arco inflesso, di quello aferro di cavallo o anche di quello a tutto sesto nel quale sono inseriti degli archi minori.L’effetto finale è molto ricco e suggestivo. Si può riscontrare sia nelle strutture goticheche in quelle islamiche.

9. Arco Tudor – Tipico dell’architettura inglese del XVI secolo è una sorta di arcoribassato policentrico ad andamento acuto. Generalmente ha quattro centri ma inalcuni casi possono essere curvi solo i raccordi con i piedritti mentre le parti centraliproseguono con andamento rettilineo.

10. ARCO A CATENARIA – È un arco basato sulla catenaria, cioè sulla sagoma cheassume una catena tenuta per le estremità e lasciata pendere al centro. Somiglia aduna parabola ma dal punto di vista matematico le due curve sono differenti (Galileo,dunque, avrebbe preso una bella cantonata asserendo il contrario).

La caratteristica propria della catenaria è di avere una distribuzione del pesoperfettamente uniforme esprimibile tramite il coseno iperbolico.

Ne fece largo uso Gaudì, soprattutto nel collegio delle Teresiane a Barcellona,utilizzando per il calcolo dei modellini con catene rovesciate in modo da osservarne lanaturale disposizione determinata dalla gravità.

Naturalmente il favoloso mondo degli archi non finisce qui, c’è quello a piattabanda,quello a dorso di mulo, quello parabolico, quello ellittico e tante varianti di quelliprecedentemente esposti.

La cosa davvero straordinaria è l’idea che materiali “semplici” come la pietra o ilmattone, possano essere organizzati nello spazio in modo tale da coniugare in maniera

inscindibile arte e scienza per creare strutture che, come diceva il buon vecchioVitruvio, riescono a possedere “firmitas, utilitas e venustas”: solidità, utilità ebellezza.

E in tutti i tipi di arco c’è la poesia di unalinea che si proietta da un punto all’altrodello spazio di cui narra Italo Calvino neLe città invisibili:

Marco Polo descrive un ponte, pietra perpietra.“Ma qual è la pietra che sostiene il ponte?”chiede Kublai Kan“Il ponte non è sostenuto da questa o daquella pietra – risponde Marco – ma dallalinea dell’arco che esse formano.Kublai Kan rimane silenzioso, riflettendo.Poi soggiunge:” Perchè mi parli dellepietre? E solo dell’arco che m’importa.”Polo risponde: “Senza pietre non c’è arco”