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La cámara abovedada, elevada sobre el crucero en el sitio hipotético de la linterna del templo, es un caso único en el románico aragonés. Es una estancia cuadrada (Imágenes 6 y 7), con trompas en sus esquinas que posibilitan el paso del cuadrado al octógono y el soporte de la cúpula. En el centro de cada uno de sus lados hay una columna rematada en capitel, sobre los que apean nervaduras dobles de refuerzo para la bóveda (Imágenes 1 a 3).
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La imposta de los capiteles se continua a lo largo de toda la estancia, delimitando sus ocho lados de la bóveda de media esfera. Las trompas adoptan estructura claramente absidal con sus correspondientes ventanitas centrándolas en las situadas al este. Otros dos ventanales en los lados este y oeste, descentrados a causa de la situación de las columnas, completan los vanos de este espacio.
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De entre los capiteles, hay dos excepcionales: el de la imagen 6, prácticamente igual a otro de la catedral de Jaca; y el precioso capitel de las imágenes 4 y 5; de la mano del maestro de Doña Sancha, que efigia la anunciación. Los personajes mofletudos; el pelo a lo "frailón" y la maestría en la ejecución de los pliegues de las vestimentas, lo delatan. Además presenta la particularidad de incluir a un tercer personaje, al parecer San José en la representación. Lo hallamos en el lateral izquierdo del capitel y porta vara florida o palma (Imágenes 6 y 7).
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A través de una puerta en el muro sur de la cámara, se accede a la torre . La imagen 12 muestra una vista de su interior con la estructura metálica que permite el acceso a las campanas; a través de la cual se ve la bóveda de media esfera sobre trompas.
Hay un vano en la torre, nada más salir, a la derecha, el que da al oeste, que es con claridad una puerta. Ello, más la cámara pudieron constituir una salida de emergencia o un escondite en caso de ataque (Imagen 14).
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En el interior de la sala oculta, se guardan una serie de capiteles, quizá procedentes del claustro. Las imágenes 13 y 15, muestran dos de ellos. Uno es de grifos adosados con sus cabezas vueltas, al estilo de lo visto el uno de los lados cortos del sarcófago de Doña Sancha. En el otro, el personaje que destaca, guarda estrecho parecido con alguno de los Reyes Magos del Tímpano de San Pedro el Viejo de Huesca, tanto en los detalles de los pliegues de su vestido como en la composición y postura del mismo.