A cúpula de Santa María do Fiore ou cúpula de Santa María da Flor, tamén coñecida como cúpula de Brunelleschi ou cúpula do Duomo de Florencia, constitúe a cuberta do cruceiro da catedral de Santa María del Fiore de Florencia. Foi a cúpula máis grande do mundo trala caída do Imperio romano e considérase aínda a maior xamais realizada en albanelaría. Foi ideada, proxectada e construída por Filippo Brunelleschi, quen iniciou con esta obra o Renacemento italiano e florentino en arquitectura. Está considerada como a construción máis importante edificada en Europa desde a época romana, debido á relevancia fundamental que desempeñou para o desenvolvemento posterior da arquitectura e da concepción moderna da construción.
A cúpula ten unha forma apuntada e está formada por oito caras ou panos apuntados, cubertos con tella de barro vermello e bordeados por oito nervios de pedra branca. Toda a estrutura descansa sobre un tambor tamén octogonal, perforado por oito óculos para a iluminación do interior. Os nervios converxen nun anel octogonal superior, coroado por unha lanterna, elemento que tamén colabora na entrada de luz. O interior está constituído por dous casquetes ou domos, un interior e outro exterior, construídos con ladrillo disposto en forma de espiña de peixe. Están conectados entre si por medio dunha retícula interior formada por costelas e nervaduras, que sostén a cúpula e colabora na súa estabilidade. O oco que queda entre ambos os casquetes forma un espazo polo que se ascende ata a lanterna. O exterior do tambor está revestido con mármores polícromos e cunha balaustrada incompleta que só se construíu nunha das súas caras. A cara interna da cúpula está decorada con pinturas ao fresco e a temple que representan o Xuízo Final.
As proporcións do conxunto son monumentais. A altura máxima da cúpula é de 116,50 metros, o diámetro máximo do casquete interior é de 45,5 metros e o do exterior, de 54,8 metros. A base das impostas atópase a 55 metros do chan. O tambor, de 13 metros de altura e 43 de anchura, sitúase a 54 metros do chan. O casquete interior ten un espesor na súa base de 2,20 metros, que diminúe ata os 2 metros no cume, mentres que o casquete exterior ten un espesor que pasa dun metro a 0,40 metros. O anel superior de peche da cúpula atópase a 86,70 metros do chan. A lanterna ten 6 metros de diámetro e 22 de altura. Os panos trapezoidais miden 17,50 metros de lonxitude e teñen unha altura de 32,65 metros. O peso estimado total da cúpula é de máis de 30.000 toneladas (aínda que noutras fontes danse cifras moi superiores: en torno ás 37.000) e calcúlase que se necesitaron para a súa construción máis de 4 millóns de ladrillos polo que segue a ostentar o récord da cúpula máis grande do mundo realizada en ladrillo.
As súas enormes dimensións fixeron inviable o emprego dos métodos construtivos tradicionais mediante cimbras, o cal favoreceu a especulación de diversas teorías sobre a técnica construtiva empregada. Brunelleschi non deixou rexistro de ningún debuxo, maqueta ou esbozo que indicase o procedemento utilizado na edificación da cúpula
O arquitecto e humanista Leon Battista Alberti afirmou, referíndose á cúpula:
As obras de construción da cúpula duraron 16 anos, desde 1420 até 1436. Aínda que a cúpula non se rematou ata o 31 de agosto coa cerimonia da colocación da última pedra, a celebración oficial foi o 25 de marzo de 1436, día da festa da Anunciación, primeiro día do ano do calendario florentino. Esta durou 5 horas, e houbo que construír, entre os apartamentos papais do mosteiro de Santa María Novella e a porta da catedral, unha pasarela de madeira cuberta por un baldaquino púrpura decorado con bandeiras e grilandas. Á hora sinalada para a solemne bendición, apareceu o papa Uxío IV, vestido de branco e comezou unha lenta procesión pola alfombra estendida pola pasarela, seguido por sete cardeais, trinta e sete bispos e arcebispos e polas autoridades da cidade, encabezadas polo Gonfaloniero e o Prior. Tamén se conmemorou coa primeira estrea do motete isorítmico de Guillaume Dufai Nuper rosarum flores, con referencias ao escudo de Florencia e a dedicación da basílica a Santa María da Flor (palabra da que derivaba a denominación da cidade, "Florencia".
Unha vez rematada a construción da cúpula, convocouse outro concurso público para a lanterna, gañado de novo por Brunelleschi, e que comezou as obras en 1446, poucos meses antes de morrer, polo que os traballos houberon ser retomados baixo a dirección do seu amigo e discípulo Michelozzo di Bartolomeo, rematándose totalmente o 23 de abril de 1461. O revestimento exterior do tambor executouse entre 1512 e 1515, e a decoración pictórica do interior da cúpula prolongouse desde 1572 até 1579.
A lanterna sufriu diversos contratempos ao longo da historia por mor dos raios. Os máis importantes rexistráronse en 1492 e en 1601, no que se produciu o derrubamento da da cruz e da bóla realizada por Verrocchio, que danou gravemente a lanterna e que foron restaurados en 1602. A estrutura tamén sufriu diversos terremotos, sendo os máis salientables os que se produciron en 1453, 1542 e 1695.
En 1639, rexistráronse diversas fendas na cúpula que discorrían verticalmente dende o alto dos soportais dos paneis cegos, pasando polos óculos ata chegar á lanterna. Posteriormente, púidose observar que estas fendas experimentaban ciclos de dilatación e contracción estacionais alternativos en función da temperatura. En 1757, o xesuíta e matemático Leonardo Ximenes xa sinalaba a existencia de varias fendas angulares na cara interna das oito arestas que se cruzaban dos paneis, situadas no terceiro cúpula. Estas fisuras desenvolvéronse lentamente ao longo dos séculos, razón pola que se levaron a cabo, dende os anos 80 do século pasado, diversas investigacións e estudos para realiza-lo seguimento e control do comportamento estrutural da cúpula.
En 1982, o centro histórico de Florencia, incluíndo a catedral de Santa María do Fiore e a súa cúpula, foron declarados Patrimonio da Humanidade pola UNESCO.
Antecedentes miniatura|Representación de Santa María del Fiore por Andrea di Bonaiuto. Obra do 1355 aproximadamente, no Cappellone degli Spagnoli, Florencia. Escena cos fieis á esquerda, un grupo dunhas cinco ducias de figuras que representan a cristiandade, e ilustran as xerarquías relixiosa e secular. No centro están o papa e o emperador. As figuras seculares van dende o emperador ata os mendigos e os lisiados. Detrás deles está o gran Duomo florentino, que representa a Igrexa. A construción en estilo gótico sufriu un declive a partir de finais do século XIV. Neste período os estados-nación emerxentes comezaron a competir coa Igrexa como centros de poder. Para estas novas entidades, o Imperio Romano era o Estado-nación modelo, e pareceu oportuno empregar as formas construtivas dos edificios romanos como símbolos do novo poder, especialmente o arco de medio punto, a bóveda de canón e, sobre todo, a cúpula, seguindo o exemplo do Panteón de Roma. En Florencia, engadiuse outra razón de peso; o estilo gótico foi practicado polos tradicionais adversarios da cidade, especialmente Milán e tamén Francia.
A cúpula orixinal de Arnolfo di Cambio As obras do actual edificio da catedral de Santa María do Fiore iniciáronse entre os anos 1294 e 1295 para substituír a antiga igrexa de Santa Reparata, de dimensións máis pequenas. Entre 1410 e 1413 construíuse o tambor, quedando finalizada a súa base superior entre 1414 e 1415. Con todo, a principios do século XV aínda non se expuxera en profundidade o problema da cuberta, cuxa edificación preocupaba aos membros da Opera del Duomo dende había tempo. Non era unha tarefa fácil construír e situar o punto onde se tiñan que apoiar as enormes cimbras de madeira que debían soster a cúpula até o seu peche final coa clave. Máis aínda, resultaba inviable que unha obra de tales dimensións puidese ser suxeitada mediante as andamiaxes tradicionais, posto que ningunha variedade de madeira podería soportar provisionalmente un peso tan grande.
Arnolfo di Cambio, o arquitecto que proxectou a nova catedral, probablemente previra este contratempo, debido a que imaxinara a conclusión do seu edificio cunha cúpula, un elemento moi distinto e de maiores dimensións que o tradicional ciborio das catedrais medievais. A súa idea de empregar un tipo de cubrición de aparencia máis convencional pódese apreciar nun coñecido fresco de Andrea di Bonaiuto situado na Capela dos Españois de Santa María Novella en Florencia. A pintura, datada de 1355 aproximadamente, mostra en segundo plano unha igrexa claramente recoñecible como Santa María del Fiore, na que se representa unha cúpula desprovista de tambor e con forma semiesférica, aínda que de lados moi curvados. Con todo, unha cúpula de medio punto, aínda que fose de menor tamaño e non tivese tambor, habería ter grandes problemas para soportar o peso da lanterna da imaxe sen a axuda de reforzos. De todos os xeitos, é posible que Bonaiuto dese ao debuxo unha forma máis redondeada que a que pretendía di Cambio para o seu proxecto.
O feito máis relevante é que Arnolfo di Cambio propuxo unha cúpula que evitaba a construción dos característicos contrafortes da arquitectura gótica imperantes naquela época, e adoptou un novo modelo. As escavacións realizadas na década de 1970 descubriron a localización da maqueta, e sacaron á luz os alicerces a escala dunha cúpula cunha luz de 36,27 metros. Este era un diámetro maior que a cúpula da igrexa de Santa Sofía en Constantinopla.
O concurso de 1366 O proxecto orixinal foi ampliado polo seguinte mestre, Francesco Talenti, facéndoo máis grande. As obras para a construción da catedral continuaron de xeito descontinuo. En 1330, a administración da Opera del Duomo, a organización encargada de financiar e construí-la obra, foi asumida polo gremio máis rico, o da Arte da La.
En 1366, o avance das obras xa fixo necesario contar cunha maqueta concreta da cúpula, polo que a Opera del Duomo encargou ao xefe de obras do momento, Giovanni di Lapo Ghini, que elaborase unha proposta para a cúpula. Pero tamén solicitou unha maqueta a un grupo de artistas e artesáns liderado por Neri di Fioravante. A proposta de Giovanni di Lapo Ghini foi de estilo gótico tradicional. Imaxinou unha estrutura con paredes finas e fiestras altas, e contrafortes en forma de arcobotantes para soporta-la cúpula.
Pola contra, a proposta de Neri di Fioravante eliminou os contrafortes e substituíu a súa función pola incorporación dunha serie de aneis de pedra ou madeira instalados ao redor da cúpula rodeándoa, do mesmo xeito, ca uns aros de ferro rodean as varas dun bocoi. Tiña dúas particularidades. A primeira era que incorporaba dúas cúpulas, unha disposta dentro da outra. A segunda era a forma da cúpula exterior, que era a dun arco apuntado, en lugar da forma máis previsible dunha esfera como no Panteón de Roma. A proposta definía claramente a forma e dimensións da cúpula, pero non resolveu os retos técnicos que supuña a súa construción.
En 1367, a Opera, elixiu a proposta de Neri di Fioravante, pero coa condición de que as columnas que sustentaban a cúpula fosen ampliadas para poder asumir as forzas da cúpula. O modelo converteuse nun obxecto de case veneración; tódolos finais de ano os confreires da Opera e o mestre de obras xuraban, poñendo as mans sobre un exemplar da Biblia, que só construirían unha igrexa como a que se mostraba na maqueta. Isto motivou que moitos dos estudosos actuais que esas instrucións da proposta xa prescribían a forma da cúpula mais non é así e, en todo caso, soamente excluían a posibilidade de empregar contrafortes e recomendaban empregar unións invisibles.
Brunelleschi miniatura|Retrato de Filippo Brunelleschi gravado nunha placa de cobre por Nicolas de Larmessin e impreso nun libro "Académie des Sciences et des Arts" escrito por Isaac Bullart e publicado en Ámsterdam por Elzevier en 1682.