L'uso medievale di fabbricare le campane nei pressi o all'interno delle strutture alle quali erano destinate è ora ben conosciuto, ed è anzi un po' strano l'aver rinvenuto un solo pozzo di gettata all'interno della Torre Civica, per la quale dal '300 in poi esiste un'ampia documentazione riguardante ripetute fabbricazioni di nuove campane.
Il testo indispensabile per capire il procedimento medievale di fabbricazione delle campane è il De Diversis Artibus scritto da Teofilo nel secolo XII; purtroppo questo testo è di difficile reperimento in Italia, si è ritenuto utile dare quindi un sommario dettagliato del libro III cap. LXXXV De campanis fundendis.
1) Viene costruito un tornio con asse orizzontale.
(Malgrado Teofilo, nella suo testo didattico, faccia riferimento ad un tornio ad asse verticale, la fonderia alla base della nostra Torre Civica aveva in uso un tornio ad asse verticale)
2) Sull’asse verticale viene realizzata un'anima in legno.
(Secondo le indicazioni dell'epoca, doveva essere di legno di quercia e di forma piramidale a base quadrata.)
3) Sull’anima piramidale viene ammassata una sufficiente quantità di argilla per modellare lo stampo della parte interna della campana.
4) La massa argillosa deve essere modellata nella forma che dovrà rappresentato il profilo interno cavo della campana.
(Per tale operazione, per rendere la forma accuratamente rotonda, si utilizzava una dima opportunamente sagomata e incernierata sull'asse verticale)
5) La dima, opportunamente inserita nella massa argillosa, viene fatta ruotare intorno all'asse verticale, asportando in tal modo l'argilla in eccesso
(Al termine della rotazione si otteneva una bozza grezza che andrà a costituire il profilo interno della campana)
6) La bozza dell'interno, grezza, viene opportunamente lisciata e rifinita.
(Il miglior sistema era l'utilizzo di spatole metalliche e uno straccio imbevuto di acqua)
7) Sopra questa bozza viene costruita l’anima della campana con strisce di cera.
(Lo spessore delle striscie di cera era lo stesso che avrebbe dovuto avere la campana dopo la colata del metallo; lo spessore della campana era stabilito in relazione alla dimensione della campana stessa e all'ampiezza del suono che si voleva ottenere.)
8) Quando la cera diventa completamente solida viene lisciata con arnesi affilati, e sono incise le eventuali decorazioni o iscrizioni. Alla base vengono applicati cilindretti di cera quale drenaggio per lo svuotamento successivo della cera.
(Era consuetudine dare ad ogni campana un preciso nome, lo stesso veniva inciso sul bordo inferiore, unitamente alla data di fabbricazione)
9) Terminata la preparazione dell'anima, viene tolto l'asse verticale e, sempre con la cera, sono realizzati gli ancoraggi superiori e il cono di colata.
(Gli ancoraggi superiori costituiti da un collum circolare centrale e da un gruppo di aures irradianti da questo, con alla sommità anche le anime di due canali per l’introduzione del bronzo e l’uscita dell’aria, erano progettati in numero e dimensione dipendente dalla dimensione e dal peso previsto della campana)
10) L’anima cerata viene coperta quindi con argilla ben decantata; questa viene fatta asciugare e poi si aggiunge altra argilla per realizzare una forma grossolana esterna.
(Nella realizzazione della forma venivano lasciati sporgere dalla forma stessa i cilindretti di cera che serviranno successivamente per il drenaggio della cera)
11) Lo stampo, ormai completato, viene tolto dal tornio ed adagiato in un forno per sciogliere la cera e creare, quindi, lo spazio per la colata del bronzo.
(Il calore del fuoco, acceso nel forno, rendeva liquida la cera che attraverso i fori creatisi dai cilindretti fusi, si raccoglieva sul fondo del forno stesso)
Recuperata la cera e rinchiusi i buchi, lo stampo viene cotto per un giorno e una notte.
12) Viene scavata una buca di profondità adeguata sul fondo della quale si appoggia lo stampo.
(Lo spazio fra lo stampo e le pareti della buca veniva riempito con sabbia silicea per rendere immobile lo stampo stesso e aumentarne l'isolamento termico durante la colata.)
13) Quando lo stampo è ben disposto, viene fuso il bronzo nei crogiuoli con quattro parti di rame e una di stagno. Vengono preparati, a seconda delle dimensioni della campana, uno o più crogiuoli in ferro muniti di maniglie, rivestiti dentro e fuori di argilla con fori predisposti per i mantici. Inizia quindi la colata del bronzo fuso.
14) Il bronzo fuso riempie lo spazio lasciato vuoto dalla cera fusa creando la forma della campana.
(Si interrompeva la colata nel momento in cui il metallo fuso tracimava dal colmo dello stampo)
15) Terminato il riempimento dello stampo, e lasciato raffreddare lo stesso, si demolisce la massa argillosa esterna.
(Naturalmente l'operazione veniva effettuata dopo aver tolto lo stampo, con all'interno la fusione, dalla buca, nella quale era stato alloggiato; l'operazione era effettuata, con le dovute cautele, utilizzando mazzuole metalliche)
16) Tolta l'argilla esterna e quella interna la campana di bronzo è disponibile per le operazioni di finitura.
(Veniva pulita tutta la superficie interna ed esterna e quest'ultima levigata con cura e lucidata)
In linea generale il ritrovamento della fornace alla base della Torre Civica di Pavia corrisponde bene alla descrizione di Teofilo, anche se molti dettagli, ovviamente, non sono rilevabili dalle tracce archeologiche; ci sono però anche alcune differenze notevoli di tecnica.
È notevole che quasi tutti gli esempi nord-europei di fornaci per campane sono del tipo descritto da Teofilo, mentre gli altri due esempi italiani pubblicati sono del tipo a tiraggio verticale, in pratica con asse verticale.
Il pozzetto di Pavia consiste in una trincea ellittica, con la fornace ad ovest e la buca per l'alimentazione a est; la fornace è circolare, costruita contro i lati del pozzetto con frammenti di mattoni e pietre senza legante, e con la parte superiore incurvantesi verso l'interno, che è tutto rivestito con un sottile strato di argilla.
La campana alla quale si riferiscono i frammenti di stampo rinvenuti, e che fu sicuramente l'ultima costruita nella fornace, aveva un diametro esterno all'orlo di soltanto circa 52 cm., e quindi in questa stessa fornace furono realizzate almeno due campane.
La fornace era riempita fin quasi all'orlo con una sabbia fine con poche macerie, molto diversa dal riempimento della buca di alimentazione e dallo strato sovrastante, e questa sabbia conteneva alcuni frammenti di stampo, in gran parte provenienti dal sistema di sostegno e dalla base dello stampo interno, tolti intenzionalmente a questo punto o distaccatisi accidentalmente.
Non si è trovata alcuna traccia ancora in sito della struttura per la fusione del bronzo, anche se il piano di calpestio contemporaneo alla gettata mostrava estese zone bruciate. La fornace era quasi sicuramente molto simile al tipo descritto da Teofilo: una struttura temporanea intorno ai crogiuoli, che veniva demolita durante o dopo la gettata.
La campana, ultima costruita, era piccola, con un diametro esterno all'orlo di circa cm. 52, senza tracce di iscrizioni o decorazioni. Sulla cima aveva un tipico complesso di collum e aures per il fissaggio al supporto ligneo. Il numero delle aures è incerto, ma si sono rinvenuti frammenti di stampo relativi ad almeno quattro di queste ed è possibile che, sebbene piccola, la campana avesse sei aures collegate al collum.
Nei frammenti rinvenuti tutte le superfici che dovevano essere in contatto col bronzo sono perfettamente levigate e spesso conservano tracce di bronzo. Nel corpo dello stampo la parte in contatto col bronzo fuso si è cotta in ambiente riducente e si presenta di colore nero scuro, invece nella struttura di sospensione la cottura è avvenuta in ambiente ossidante ovviamente a causa dell'uscita dell'aria riscaldata.