Antecedentes y comienzo de la nueva catedral
La nueva catedral incorporó la antigua iglesia de Santa Reparata, además de otros edificios y pequeñas iglesias situados en el área destinada al templo. Arnolfo di Cambio preparó el modelo y dirigió el proyecto, que debía superar en magnificencia a cualquier construcción anterior de la ciudad. Su concepción incluía muros exteriores revestidos de mármoles pulidos, cornisas, pilastras, columnas, follajes esculpidos y figuras.
La cronología inicial presenta una pequeña divergencia documental: algunas referencias sitúan la fundación en 1294, mientras que otras la colocan en 1298. La actividad constructiva de Arnolfo queda documentada en torno a 1295-1296, dentro del gran programa edilicio de la Florencia medieval.
Arnolfo integró en el nuevo complejo la llamada torre de la Vacca, o torre de la Vaca, que contenía una gran campana de la ciudad. La adaptación de aquella estructura al centro del edificio exigió una cimentación especialmente sólida, capaz de soportar posteriormente el peso de la gran cúpula.
La obra de Arnolfo di Cambio
El proyecto de Arnolfo pertenecía al gótico italiano, aunque su monumentalidad respondía también a las aspiraciones cívicas y religiosas de la Florencia comunal. La catedral debía manifestar la grandeza de la ciudad, pero su finalidad primera continuaba siendo el culto cristiano y la celebración solemne de la liturgia.
Arnolfo murió cuando el ábside circular del templo se aproximaba a su terminación. La construcción prosiguió bajo otros maestros y sufrió modificaciones respecto del proyecto inicial. El edificio conservó, sin embargo, la estructura esencial concebida por su primer arquitecto.
La cúpula de Brunelleschi
El gran problema constructivo consistía en cerrar el amplio espacio octogonal del crucero. En marzo de 1419, una reunión de arquitectos examinó las posibles soluciones. Filippo Brunelleschi propuso levantar la cúpula sin la tradicional cimbra de madera, pues la altura y las dimensiones del vano hacían impracticable un andamiaje convencional.
Brunelleschi proyectó una cúpula octogonal apuntada y de doble cascarón. La estructura exterior protegía y aligeraba la interior, mientras que el espacio entre ambas permitía disponer nervaduras, pasos y escaleras. El tambor octogonal contribuía a estabilizar el conjunto y reducía los empujes sobre la estructura medieval.
La linterna superior desempeñaba una función tanto arquitectónica como visual. Su peso ayudaba a completar el sistema constructivo y añadía dieciséis metros a la altura de la cúpula, cuya elevación alcanza aproximadamente noventa y un metros según la descripción tradicional recogida por la enciclopedia católica.
La linterna quedó terminada cinco años después de la muerte de Brunelleschi. La cúpula se convirtió en el modelo de numerosas construcciones posteriores y marcó un punto decisivo en la historia de la arquitectura renacentista.