Fue construida entre los años 532-537. Sus autores fueron Antemio de Tralles (experto en matemáticas y geometría) e Isidoro de Mileto

Durante siglos fue el templo más importante de la cristiandad.

En 1453, fue transformada en mezquita por los turcos

En la actualidad tiene función de museo.

Los arquitectos de Santa Sofía diseñaron un edificio que une las tradiciones de Oriente y Occidente: es de planta centralizada y basilical dentro de un rectángulo de 70 x 76 metros.
Como planta basilical está precedida de un doble nártex y tiene tres naves separadas por arcos de medio punto sobre columnas. 

La nave central es el doble de ancha y conduce como espacio longitudinal hacia el ábside.  

En cambio las laterales acaban en un testero plano y tienen dos niveles, en el segundo las tribunas se abren a la nave central mediante arcos  de medio  punto y columnas con capiteles bellamente decorados y cimacios labrados a trépano.

Los materiales utilizados fueron piedra, ladrillo, hormigón. La cúpula posee materiales más ligeros como ánforas.

El mármol se empleó en el revestimiento de muros, arcos, columnas, capiteles. Los muros se recubrieron de mosaicos de temas geométricos y figurativos cuyo brillo al incidir el sol creaba una atmósfera de espacio inmaterial y suntuoso.

Como elementos sustentantes las columnas están decorados con bellos capiteles labrados a trépano y con cimacio que permiten levantar el arco. Este sistema fue posteriormente continuado por los musulmanes.

El sistema constructivo en todo el edificio es el abovedado: bóvedas de arista en las naves laterales que quedan aisladas visualmente de la gran sala central y, por tanto, con un papel muy secundario y la cúpula en la nave central.

La gran cúpula gallonada, carece de tambor, construida con materiales de poco peso, como ánforillas que permite abrir el anillo de ventanas dando la sensación de que la cúpula flota. La cúpula tiene 31 metros de diámetro y se levanta a 50 metros del suelo 

La transición del espacio cuadrangular a la planta a la circular se realizó con cuatro grandes pechinas, en forma de triángulo curvilíneo, que recogen parte del peso y lo trasladan sobre cuatro grandes pilares o machones cuyo empuje exterior se contrarresta con contrafuertes.

Para contrarrestar el empuje de la gran la cúpula se utiliza todo un sistema de contrarrestos. Así, mediante dos grandes arcos de refuerzo, el peso se traslada hacia dos medias cúpulas una en la cabecera y otra en los pies y estas dos se contrarrestan, a su vez, mediante otras dos pequeñas exedras

El interior impresiona por el tamaño de la cúpula, la disposición de arcos y columnas que crean un espacio amplio y diáfano.

También es luminoso: la luz de la ventanales -tuvo vidrios coloreados-, al incidir sobre mármoles y mosaicos creaba una atmósfera irreal y de espacio desmaterializado.      

El sentido del espacio une: lo centralizado -la cúpula- como símbolo del cosmos regido por Dios, y lo longitudinal camino del ábside-altar.  

Es un espacio dinámico y continuo en el que los espacios curvos crean un gran dinamismo.     

En el alzado se observan tres niveles:

  • las arquerías inferiores con arcos de medio punto que descansan sobre finas columnas con capitales elaborados a trépano y sobre los que se superpone un cimacio. Estas arquerías dan paso a las naves laterales cubiertas con bóvedas de arista
  • las tribunas, una para hombre y otra para mujeres o matroneum, abovedadas y que asoman a la nave central mediante vanos separados por columnas con capiteles a trepano y con cimacio para elevar las arquerias
  • muro horadado por vanos por el que entra la luz                              

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En el exterior, Santa Sofía ofrecía a la vista una organización en volúmenes que descienden en «cascada» de manera escalonada, desde la cúpula a las exedras. De este exterior sobrio, no se deduce el brillante espacio interior.                                                          

Después de la caída del Imperio de Occidente en 476, el imperio Bizantino o Imperio de Oriente se convirtió en el heredero de la cultura romana. No obstante, pronto y por su situación geográfica se hicieron notar las influencias orientales y griegas.

El reinado de Justiniano (siglo VI), es el de mayor esplendor del Imperio bizantino. Su organización es césaropapista, es decir, Justiniano es el jefe político y también religioso.

A este periodo de esplendor, la primer Edad de Oro, corresponden las iglesias de Santa Sofía, Santa Irene, Baco en Constantinopla; San Vital y San Apolinar de Rávena y los Mosaicos de Justiniano y Teodora en San Vital.

La función de este templo es religiosa pero también de propaganda imperial al ser el promotor de la construcción.

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