Panoramica
C’erano molte fonti di energia usate prima della rivoluzione industriale del XVIII secolo. L’uso del lavoro degli schiavi fu la prima fonte di energia su larga scala. Questo fu seguito dai progressi nella potenza degli animali che furono resi possibili dall’invenzione di strumenti come il collare del cavallo. Ancora più significativo fu il successo della tecnologia medievale nello sfruttamento dell’acqua e dell’energia eolica. La ruota ad acqua è una delle più antiche fonti di energia conosciute dall’uomo. Fu il primo tipo di energia sfruttata dall’uomo che non fosse generata da animali o da esseri umani. Se combinata con l’attrezzatura appropriata per formare un mulino, la ruota ad acqua veniva usata per macinare il grano, azionare le segherie, alimentare i torni, muovere le pompe, forgiare i mantici, produrre oli vegetali e alimentare i mulini tessili. Serviva come principale fonte di energia per l’Europa medievale e rendeva necessario che la maggior parte delle città esistesse vicino all’acqua per utilizzare questo tipo di fonte di energia. È stato stimato nel Domesday Book (un libro basato sul rilevamento dell’Inghilterra di Guglielmo I nel 1086) che c’erano quasi 6.000 mulini ad acqua in Inghilterra a quel tempo, e molte fonti ritengono che questo numero sia più che raddoppiato nei successivi duecento anni. Il mulino ad acqua servì come fonte di energia primaria fino all’avvento del motore a vapore durante la rivoluzione industriale.
Da una prospettiva moderna, i principi di funzionamento del mulino ad acqua sono abbastanza semplici. Per generare energia, l’acqua è diretta a una ruota e la spinge in un movimento circolare. La ruota che gira trasferisce l’energia ad un albero motore che può essere usato per muovere molti pezzi di equipaggiamento. Questi erano originariamente usati per girare le macine e macinare il grano. Più tardi, questa potenza generata è stata sfruttata per azionare altri tipi di utensili.
Sfondo
Ci sono prove che l’energia idrica è stata utilizzata almeno dal 300 a.C. in Egitto. È possibile che questa tecnologia sia stata adattata da culture come i persiani o i cinesi. I primi esempi conosciuti di mulini ad acqua usavano esempi passati di potenza dell’acqua per utilizzare ruote che erano piatte sull’acqua e attaccate direttamente all’albero motore in un design orizzontale. Quando la ruota girava, lo faceva anche l’albero motore. Poiché questo tipo di configurazione era inefficiente, furono presto prodotte ruote idrauliche con un design verticale. Questi tipi richiedevano un’ingegneria diversa perché c’era bisogno di ingranaggi e ruote dentate per trasferire la potenza ai mulini. C’erano due tipi di ruote idrauliche verticali messe in uso in questo periodo. La ruota sottobattente poggia direttamente sulla corrente e dipende dalla forza dell’acqua per spingere la ruota. Perciò, senza un livello e un flusso d’acqua costante, la ruota non può generare molta forza, ed è inutile in tempi di basso flusso d’acqua. Il modello overshot è molto più efficiente e dipende molto meno dalla quantità e dalla forza dell’acqua perché usa la forza di gravità per aiutare a guidare la ruota. L’acqua è incanalata alla ruota tramite un canale o un tubo e viene fatta cadere direttamente sulla pala della ruota. La ruota gira e aziona l’albero permettendo di sfruttare la potenza come l’utente desidera. Con l’aumento della tecnologia verso il tardo Medioevo, le operazioni di macinazione divennero sempre più complesse.
La prima forma di macinazione del grano tra due pietre fu adattata per l’uso in un mulino ad acqua. Il grano veniva pestato tra due macine finché non diventava farina. La macina inferiore era fissa mentre la macina superiore, che era alimentata dalla ruota ad acqua, poteva essere separata per controllare quanto grossolana fosse la farina. Entrambe le pietre erano ondulate in modo che il movimento di macinazione della pietra superiore avrebbe poi schiacciato la farina alla consistenza desiderata. Altro grano da macinare poteva essere aggiunto al mulino attraverso un’apertura nella pietra superiore. La farina veniva poi setacciata attraverso dei setacci per ottenere la farina.
Un gruppo di individui che approfittò pienamente della tecnologia dei mulini ad acqua durante il Medioevo furono i monaci cistercensi. Questo ordine monastico fu fondato nell’anno 1098, subito dopo che la ruota ad acqua aveva rivoluzionato l’Europa occidentale. All’inizio del dodicesimo secolo, San Bernardo (1090-1153) prese in mano l’ordine e cercò di ottenere la libertà sociale utilizzando i mulini ad acqua per ottenere l’indipendenza finanziaria. Nei 50 anni successivi, i Cistercensi avevano raggiunto l’avanguardia della tecnologia dell’energia idrica e dell’agricoltura. I monasteri furono costruiti su canali artificiali che correvano in tutto il complesso. Questa fonte di acqua corrente forniva energia per attività come la macinazione, il taglio del legno, la forgiatura dei metalli e la produzione di olio d’oliva. Era anche una fonte di acqua dolce per le necessità quotidiane e soddisfaceva le esigenze di smaltimento delle acque reflue. I monasteri cistercensi erano grandi esempi di fabbriche organizzate che si rivelarono importanti nel commercio di quel tempo.
Altre fonti di energia che apparvero durante il Medioevo furono il mulino a vento e il mulino a marea. Il mulino a vento apparve prima della fine del XII secolo. Anche se non era efficiente a causa della dipendenza dalla quantità di vento prevalente per la potenza, i mulini a vento potevano macinare il grano ed eseguire altri compiti simili ai mulini ad acqua. Con l’avanzare della tecnologia, furono sviluppati mulini a vento più efficienti. Questi permettevano di utilizzare l’energia in aree che erano lontane da fonti d’acqua, purché ci fosse una quantità affidabile di vento. Il mulino a marea, che apparve più o meno nello stesso periodo, tentava di usare la potenza della marea che cambiava per fornire energia al mulino. Anche se il loro uso non sembra essere stato diffuso, il mulino di marea probabilmente ebbe un impatto favorevole significativo sulle popolazioni locali che lo usavano.
Impatto
I mulini ad acqua contribuirono a cambiare lo stile di vita nell’Europa medievale, e influenzarono tutti i livelli della società, da ogni individuo a interi paesi. Certamente i mulini ad acqua ebbero un impatto immediato e diretto sulle persone che li azionavano. Questa influenza positiva sarebbe stata principalmente nel risparmio di tempo e denaro. Le persone potevano fare una maggiore quantità di lavoro in un tempo più breve e a costi inferiori con un mulino ad acqua. Anche se di solito non è considerato parte della rivoluzione industriale, il mulino è stato un precursore di quell’era. Il prezzo del lavoro umano era abbastanza costoso, quindi permettere a un mulino di fare la maggior parte del lavoro era molto conveniente. Una sola persona poteva ora fare lo stesso lavoro di molti con l’aiuto della potenza generata dalla ruota ad acqua. Non sembra, tuttavia, che molte persone abbiano usato questa tecnologia per aumentare il loro tempo libero. Piuttosto, sembra che questo progresso tecnologico sia stato usato per aumentare notevolmente la produzione di certi beni e materiali per la vendita e il profitto.
Il mulino servì spesso a spostare l’organizzazione industriale e il potere dai centri urbani alle aree più rurali più vicine alle fonti di acqua. Così le città divennero più potenti, spesso a spese delle città. Un buon esempio di questo fu l’applicazione del potere dell’acqua al processo industriale noto come follatura. La follatura era il processo di restringimento e ispessimento del tessuto. Prima del suo utilizzo nei mulini ad acqua nel tredicesimo secolo, la follatura veniva effettuata da individui che calpestavano il tessuto a piedi o lo battevano con una mazza. Questo era ovviamente un processo che richiedeva molto tempo e lavoro. Il mulino per la follatura permetteva di fare il lavoro con martelli di legno alimentati dall’acqua. Ora, solo un uomo era necessario per assicurare che il tessuto si muovesse correttamente attraverso il macchinario. Questo processo rivoluzionò l’industria e iniziò la riforma. La maggior parte del lavoro era ora centrata nelle aree rurali invece che nei centri urbani.
L’effetto che questa meccanizzazione ebbe sulla creazione di mercati nazionali non può essere trascurato. Ora che le merci venivano prodotte ad un ritmo più veloce, con maggiore quantità e con meno spese, si potevano esplorare nuove frontiere economiche. Furono stabiliti grandi mercati nazionali per trovare sbocchi alla maggiore disponibilità di beni. I mulini ad acqua diminuivano gran parte dei costi del lavoro umano, fornendo energia per macinare i cereali e altri beni, per conciare le pelli, per spremere i vegetali per l’olio, per segare il legno, per forgiare i metalli, per lucidare le armature, per polverizzare la roccia, per far funzionare i mantici degli altiforni e per schiacciare il mosto per la birra. Il mulino ad acqua era la principale fonte di energia prima dell’invenzione del motore a vapore. La sua tecnologia veniva costantemente migliorata, e si trovavano nuovi usi per l’energia generata.
Questi progressi nella tecnologia che portarono al miglioramento del mulino ad acqua furono poi applicati in altri campi. Per esempio, il passaggio dalla ruota ad acqua orizzontale a quella verticale richiedeva l’uso di ingranaggi sulla trasmissione per trasferire la potenza. Questo processo meccanizzato divenne abbastanza complesso con i successivi miglioramenti e queste idee furono poi adattate su una scala più piccola per fare orologi e altri dispositivi meccanici simili.
I mulini ad acqua servirono anche a cambiare l’equilibrio del potere, sia a livello locale che nazionale. A livello locale, chi gestiva e controllava il mulino aveva il maggior potere. Con un mulino funzionante, la città poteva prosperare dall’aumento del commercio. L’aumento della produzione di beni intensificava la domanda di materie prime, che era ampiamente soddisfatta dai mercanti locali. Con l’aumento delle entrate, la città poteva permettersi una maggiore protezione e quindi era più sicura. Queste stesse idee potevano essere applicate su scala più ampia per un livello nazionale. L’uso dei mulini ad acqua permise a paesi come l’Inghilterra di aprire nuovi mercati e beneficiare significativamente di questo commercio. Il mulino ad acqua ebbe un’influenza significativa sulla società medievale e lasciò il suo segno a molti livelli.
JAMES J. HOFFMANN
Altre letture
Gies, F., and J. Gies. Cattedrale, fucina e ruota ad acqua: Tecnologia e invenzione nel Medioevo. Londra: HarperTrade, 1995.
Holt, R. The Mills of Medieval England. London: Longman, 1988.