Yleiskatsaus
Kahdeksaatoista vuosisataa edeltäneen teollisen vallankumouksen aikana käytettiin monia voimanlähteitä. Orjatyövoiman käyttö oli ensimmäinen laajamittainen voimanlähde. Tätä seurasi eläinvoiman kehittyminen, jonka mahdollisti työkalujen, kuten hevoskauluksen, keksiminen. Vielä merkittävämpää oli keskiaikaisen teknologian menestys vesi- ja tuulivoiman hyödyntämisessä. Vesipyörä on yksi vanhimmista ihmisen tuntemista voimanlähteistä. Se oli ensimmäinen ihmisen valjastama voimatyyppi, jota ei ollut tuotettu eläimillä tai ihmisillä. Kun vesipyörät yhdistettiin sopiviin laitteisiin myllyksi, niitä käytettiin viljan jauhamiseen, sahojen käyttämiseen, sorvien pyörittämiseen, pumppujen liikuttamiseen, palkeiden takomiseen, kasviöljyjen valmistamiseen ja tekstiilimyllyjen pyörittämiseen. Se oli keskiaikaisen Euroopan tärkein voimanlähde, ja sen vuoksi useimpien kaupunkien oli sijaittava lähellä vettä, jotta ne pystyivät hyödyntämään tämäntyyppistä voimanlähdettä. Domesday Book -kirjassa (kirja, joka perustuu Vilhelm I:n vuonna 1086 tekemään Englannin kartoitukseen) arvioitiin, että Englannissa oli tuolloin lähes 6 000 vesimyllyä, ja monet lähteet uskovat, että määrä yli kaksinkertaistui seuraavan kahdensadan vuoden aikana. Vesimylly toimi ensisijaisena voimanlähteenä siihen asti, kunnes höyrykone tuli käyttöön teollisen vallankumouksen aikana.
Nykyaikaisesta näkökulmasta katsottuna vesivoimalla toimivan myllyn toimintaperiaate on varsin yksinkertainen. Energian tuottamiseksi vesi ohjataan pyörään ja se liikuttaa sitä ympyräliikkeessä. Pyörivä pyörä siirtää voiman vetoakselille, jota voidaan käyttää monien laitteiden liikuttamiseen. Näitä käytettiin alun perin myllynkivien pyörittämiseen ja viljan jauhamiseen. Myöhemmin tämä tuotettu voima valjastettiin käyttämään muuntyyppisiä työkaluja.
Tausta
On todisteita siitä, että vesivoimaa on käytetty Egyptissä ainakin vuodesta 300 eaa. lähtien. On mahdollista, että tämä tekniikka on omaksuttu sellaisista kulttuureista kuin persialaiset tai kiinalaiset. Varhaisimmissa tunnetuissa vesimyllyissä käytettiin vesivoiman aiempia esimerkkejä hyödyntämällä pyöriä, jotka olivat tasaisesti veden päällä ja kiinnitetty suoraan vetoakseliin vaakasuorassa rakenteessa. Kun pyörä kääntyi, myös vetoakseli kääntyi. Koska tämäntyyppinen järjestely oli tehoton, pian alettiin valmistaa pystysuoraan suunniteltuja vesipyöriä. Tämäntyyppiset pyörät vaativat erilaista suunnittelua, koska niissä tarvittiin hammaspyöriä ja hammasrattaita voiman siirtämiseksi myllyihin. Tuolloin otettiin käyttöön kahdenlaisia pystysuoria vesipyöriä. Alapuolinen pyörä lepää suoraan virrassa ja on riippuvainen veden voimasta pyörän työntämiseksi. Ilman tasaista vedenkorkeutta ja -virtausta pyörä ei voi tuottaa paljon voimaa, ja se on hyödytön silloin, kun veden virtaama on alhainen. Ylivuotomalli on paljon tehokkaampi ja paljon vähemmän riippuvainen veden määrästä ja voimasta, koska se käyttää painovoimaa pyörän käyttämiseen. Vesi ohjataan pyörälle kourun tai putken kautta, ja se pudotetaan suoraan pyörän lapaan. Pyörä pyörii ja pyörittää akselia, jolloin voima voidaan valjastaa käyttäjän haluamalla tavalla. Teknologian kehittyessä kohti myöhempää keskiaikaa myllytystoiminnot muuttuivat yhä monimutkaisemmiksi.
Varhaisin tapa jauhaa viljaa kahden kiven välissä mukautettiin käytettäväksi vesimyllyssä. Viljaa jauhettiin kahden myllynkiven välissä, kunnes siitä tuli jauhoa. Alempi myllynkivi oli kiinteä, kun taas vesipyörän käyttämä ylempi myllynkivi voitiin irrottaa toisistaan, jotta voitiin säätää, kuinka karkeaa jauhosta tuli. Molemmat kivet olivat aaltomaisia, jotta ylimmän kiven jauhatusliike murskasi jauhon haluttuun koostumukseen. Myllyyn voitiin lisätä lisää jauhettavaa vehnää ylimmässä kivessä olevan aukon kautta. Jauho siivilöitiin sitten seulojen läpi, jolloin saatiin jauhoja.
Yhteisö, joka hyödynsi vesimyllytekniikkaa keskiajalla, olivat sisterttiläismunkit. Tämä luostarijärjestö perustettiin vuonna 1098, juuri sen jälkeen kun vesipyörä oli mullistanut Länsi-Euroopan. Kahdentoista vuosisadan alkupuolella Pyhä Bernard (1090-1153) otti veljeskunnan haltuunsa ja yritti saavuttaa yhteiskunnallista vapautta hyödyntämällä vesimyllyjä taloudellisen riippumattomuuden takaamiseksi. Seuraavien 50 vuoden aikana sisarukset olivat saavuttaneet vesivoiman ja maatalousteknologian huipputason. Luostarit rakennettiin keinotekoisesti valmistetuille kanaville, jotka kulkivat koko kompleksin läpi. Tämä juoksevan veden lähde tarjosi voimaa muun muassa myllytykseen, puunleikkaukseen, metallien takomiseen ja oliiviöljyn valmistukseen. Se oli myös makean veden lähde päivittäisiä tarpeita varten ja täytti jätevesihuollon tarpeet. Sistertsialaisluostarit olivat loistavia esimerkkejä organisoiduista tehtaista, jotka osoittautuivat tärkeiksi tuon ajan kaupankäynnissä.
Muita keskiajalla esiintyneitä voimanlähteitä olivat tuulimylly ja vuorovesimylly. Tuulimylly ilmestyi ennen kahdentoista vuosisadan loppua. Vaikka tuulimyllyt eivät olleet tehokkaita, koska niiden voimantuotto oli riippuvainen vallitsevan tuulen määrästä, niillä pystyttiin jauhamaan viljaa ja suorittamaan muita vesimyllyjen kaltaisia tehtäviä. Tekniikan kehittyessä kehitettiin entistä tehokkaampia tuulimyllyjä. Niiden avulla energiaa voitiin hyödyntää alueilla, jotka sijaitsivat kaukana vesilähteistä, kunhan tuulen määrä oli luotettava. Samoihin aikoihin syntyneissä vuorovesimyllyissä pyrittiin käyttämään vuoroveden vaihtelun voimaa myllyn energian tuottamiseen. Vaikka niiden käyttö ei näyttänyt olevan laajalle levinnyttä, vuorovesimyllyillä oli enemmän kuin todennäköisesti merkittävä suotuisa vaikutus paikalliseen väestöön, joka niitä käytti.
Vaikutus
Vesimyllyt auttoivat muuttamaan elämäntapaa keskiajan Euroopassa, ja ne vaikuttivat yhteiskunnan kaikkiin tasoihin yksittäisistä ihmisistä kokonaisiin maihin. Varmasti vesimyllyillä oli välitön ja suora vaikutus niihin ihmisiin, jotka niitä käyttivät. Tämä myönteinen vaikutus näkyi ennen kaikkea ajan ja rahan säästönä. Ihmiset pystyivät tekemään suuremman työmäärän lyhyemmässä ajassa ja pienemmillä kustannuksilla vesivoimalla toimivan myllyn avulla. Vaikka myllyä ei yleensä pidetäkään osana teollista vallankumousta, se oli sen edeltäjä. Ihmistyövoiman hinta oli melko kallis, joten myllyn käyttö suurimman osan työstä oli hyvin kustannustehokasta. Yksi ihminen pystyi nyt tekemään saman työn kuin moni muu vesipyörän tuottaman voiman avulla. Ei kuitenkaan näytä siltä, että monet ihmiset käyttivät tätä teknologiaa vapaa-aikansa lisäämiseen. Pikemminkin näyttää siltä, että tätä teknologista edistystä käytettiin lisäämään huomattavasti tiettyjen tavaroiden ja materiaalien valmistusta myyntiä ja voittoa varten.
Myllyjen avulla siirrettiin usein teollista organisaatiota ja valtaa kaupunkikeskuksista maaseutumaisemmille alueille lähemmäksi vesilähteitä. Näin kaupungeista tuli voimakkaampia, usein kaupunkien kustannuksella. Yksi hyvä esimerkki tästä oli vesivoiman soveltaminen fullingiksi kutsuttuun teolliseen prosessiin. Fullaus oli kankaan kutistamis- ja paksuuntumisprosessi. Ennen kuin sitä käytettiin vesimyllyissä 1300-luvulla, päällystys suoritettiin tallomalla kangasta jalalla tai lyömällä sitä mailalla. Tämä oli ilmeisesti hyvin aikaa vievä ja työvoimavaltainen prosessi. Täyttömyllyn ansiosta työ voitiin tehdä vesivoimalla toimivilla puisilla vasaroilla. Nyt tarvittiin vain yksi mies varmistamaan, että kangas liikkui kunnolla koneiston läpi. Tämä prosessi mullisti alan ja käynnisti uudistuksen. Suurin osa työstä keskittyi nyt maaseudulle kaupunkikeskusten sijaan.
Ei voi olla huomaamatta sitä vaikutusta, joka tällä koneellistamisella oli kansallisten markkinoiden luomiseen. Nyt kun tavaroita tuotettiin nopeammin, suuremmalla määrällä ja pienemmillä kustannuksilla, voitiin tutkia uusia taloudellisia rajoja. Suuria kansallisia markkinoita perustettiin, jotta tavaroiden lisääntyneelle saatavuudelle löytyisi markkinoita. Vesimyllyt vähensivät suurelta osin ihmistyön kustannuksia tarjoamalla voimaa viljan ja muiden tavaroiden jauhamiseen, nahkojen parkitsemiseen, vihannesten puristamiseen öljyä varten, puun sahaamiseen, metallien takomiseen, panssareiden kiillottamiseen, kiven jauhamiseen, masuunien puhaltimien käyttämiseen ja oluen valmistukseen tarvittavan mössön murskaamiseen. Vesimylly oli tärkein voimanlähde ennen höyrykoneen keksimistä. Sen tekniikkaa kehitettiin jatkuvasti, ja tuotetulle energialle löydettiin uusia käyttökohteita.
Näitä vesimyllyn parantamiseen johtaneita teknisiä edistysaskeleita sovellettiin lopulta myös muilla aloilla. Esimerkkinä mainittakoon, että siirtyminen vaakasuorasta vesipyörästä pystysuoraan vaati hammaspyörien käyttämistä voiman siirtämiseksi voimansiirrossa. Tästä mekanisoidusta prosessista tuli melko monimutkainen peräkkäisten parannusten myötä, ja näitä ideoita sovitettiin myöhemmin pienemmässä mittakaavassa kellojen ja muiden vastaavien mekaanisten laitteiden valmistukseen.
Vesimyllyt palvelivat myös vallan tasapainon muuttamista sekä paikallisesti että kansallisesti. Paikallistasolla sillä, joka pyöritti ja hallitsi myllyä, oli eniten valtaa. Kun mylly oli toiminnassa, kaupunki saattoi vaurastua kaupan kasvusta. Tuotannon lisääntyminen lisäsi raaka-aineiden kysyntää, johon paikalliset kauppiaat vastasivat suurelta osin. Kun tulot kasvoivat, kaupungilla oli varaa parempaan suojeluun, ja se oli siten turvallisempi. Näitä samoja ajatuksia voitaisiin soveltaa laajemmassa mittakaavassa koko maan tasolla. Vesimyllyjen käyttö mahdollisti sen, että Englannin kaltaiset maat pystyivät avaamaan uusia markkinoita ja hyötymään merkittävästi tästä kaupankäynnistä. Vesimyllyllä oli merkittävä vaikutus keskiaikaiseen yhteiskuntaan, ja se jätti jälkensä monilla tasoilla.
JAMES J. HOFFMANN
Lisälukemista
Gies, F., ja J. Gies. Katedraali, takomo ja vesipyörä: Technology and Invention in the Middle Ages. London: HarperTrade, 1995.
Holt, R. The Mills of Medieval England. London: Longman, 1988.