Complejo sistema de arbotantes y contrafuertes, que permite aligerar al máximo el muro y establecer uno de los conjuntos de vidrieras que, con los de la catedral de Chartres, se consideran de los mejores del Gótico europeo.
El espacio central está cubierto por una cúpula muy ligera sobre tambor —construida con vasijas de arcilla encajadas para aligerar su peso—, por lo que no necesita contrafuertes y se apoya únicamente en ocho arcos que descansan sobre otros tantos pilares.
Las columnas del sector oriental de la naos, también dóricas, se disponen en dos pisos para disminuir su grosor y aligerar así el espacio interior.
Pero la fama de esta iglesia se debe sobre todo a su altísimo campanario, rasgo propio de la arquitectura segoviana, que en este caso constituye además uno de los tipos más característicos del Románico, consistente en una torre de robusto basamento de sección cuadrada, de un número variable de pisos, con vanos por sus cuatro lados (a veces el número de vanos aumenta con la altura para aligerar el muro), y rematado en chapitel.
Sus ventajas eran numerosas: resultaba barato (piedras, arena, conglomerante y agua); podía adoptar cualquier forma que se le diera a los dos muros de contención, de ladrillo o madera, entre los cuales se introducía; adquiría una dureza extraordinaria; y se podía aumentar o aligerar su resistencia y su peso utilizando diferentes tipos de piedra (muy pesadas en las bases, por ejemplo, y ligeras, como la piedra pómez, en las cúpulas).
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