Overzicht
Vóór de Industriële Revolutie van de achttiende eeuw waren er veel energiebronnen in gebruik. Het gebruik van slavenarbeid was de eerste bron van grootschalige energie. Dit werd gevolgd door de vooruitgang van de dierlijke kracht die mogelijk werd door de uitvinding van werktuigen zoals de paardenhoef. Nog belangrijker was het succes van de middeleeuwse technologie bij het benutten van water- en windkracht. Het waterrad is een van de oudste krachtbronnen die de mens kent. Het was de eerste vorm van energie die door de mens werd gebruikt en niet door dieren of mensen werd opgewekt. In combinatie met de juiste apparatuur om een molen te vormen, werden waterraderen gebruikt om graan te malen, zagerijen aan te drijven, draaibanken aan te drijven, pompen te verplaatsen, blaasbalgen te smeden, plantaardige oliën te maken en textielfabrieken aan te drijven. Het was de belangrijkste krachtbron voor middeleeuws Europa en maakte het noodzakelijk dat de meeste steden in de buurt van water lagen om van dit type krachtbron gebruik te kunnen maken. In het Domesday Book (een boek gebaseerd op de inventarisatie van Engeland door Willem de Eerste in 1086) werd geschat dat er in die tijd bijna 6.000 watermolens in Engeland waren, en veel bronnen geloven dat dit aantal in de tweehonderd jaar daarna meer dan verdubbeld is. De watermolen diende als primaire energievoorziening tot de komst van de stoommachine tijdens de Industriële Revolutie.
Vanuit een modern perspectief zijn de werkingsprincipes van de door water aangedreven molen vrij eenvoudig. Om energie op te wekken, wordt water naar een wiel geleid dat het in een cirkelvormige beweging voortstuwt. Het draaiende wiel brengt de kracht over op een aandrijfas die kan worden gebruikt om vele werktuigen in beweging te brengen. Oorspronkelijk werden deze gebruikt om molenstenen te draaien en graan te malen. Later werd deze opgewekte kracht gebruikt om andere soorten werktuigen aan te drijven.
Achtergrond
Er zijn bewijzen dat waterkracht al minstens sinds 300 v. Chr. in Egypte wordt gebruikt. Het is mogelijk dat deze technologie is overgenomen van culturen als de Perzen of de Chinezen. De vroegst bekende voorbeelden van watermolens maakten gebruik van waterkracht uit het verleden om wielen te gebruiken die plat op het water lagen en in een horizontaal ontwerp rechtstreeks aan de aandrijfas waren bevestigd. Wanneer het wiel draaide, deed de aandrijfas dat ook. Omdat dit type opstelling inefficiënt was, werden al snel waterraderen met een verticaal ontwerp vervaardigd. Deze types vereisten een andere constructie omdat er tandwielen en radertjes nodig waren om de kracht naar de molens over te brengen. Er werden in deze tijd twee soorten verticale waterraderen in gebruik genomen. Het onderslagrad rust direct in de stroom en is afhankelijk van de kracht van het water om het rad voort te stuwen. Zonder een constant waterniveau en -debiet kan het wiel niet veel kracht opwekken en is het nutteloos in tijden van laag waterdebiet. Het overshot-model is veel efficiënter en veel minder afhankelijk van de hoeveelheid en de kracht van het water, omdat het gebruik maakt van de zwaartekracht om het wiel te helpen aandrijven. Het water wordt via een goot of pijp naar het wiel geleid en valt rechtstreeks op de schoepen van het wiel. Het wiel draait en drijft de as aan, zodat de gebruiker de kracht naar eigen goeddunken kan aanwenden. Naarmate de technologie toenam in de latere Middeleeuwen, werd het malen steeds ingewikkelder.
De vroegste vorm van graan malen tussen twee stenen werd aangepast voor gebruik in een watermolen. Het graan werd tussen twee molenstenen gemalen tot het meel werd. De onderste molensteen lag vast, terwijl de bovenste molensteen, die door het waterrad werd aangedreven, kon worden gescheiden om te regelen hoe grof het meel werd. Beide stenen waren geribbeld, zodat de maalbeweging van de bovenste steen het meel tot de gewenste consistentie kon malen. Extra tarwe kon door een opening in de bovenste steen in de molen worden gebracht. Het meel werd vervolgens door zeven gezeefd om meel te verkrijgen.
Een groep personen die tijdens de Middeleeuwen ten volle gebruik maakte van de watermolentechnologie waren de Cisterciënzer monniken. Deze kloosterorde werd gesticht in het jaar 1098, juist nadat het waterrad een revolutie in West-Europa teweeg had gebracht. In het begin van de twaalfde eeuw nam St. Bernard (1090-1153) de orde over en probeerde sociale vrijheid te verwerven door watermolens te gebruiken om financiële onafhankelijkheid te verschaffen. Binnen de volgende 50 jaar hadden de Cisterciënzers de spits afgebeten van de waterkracht en de landbouwtechnologie. Kloosters werden gebouwd op kunstmatig aangelegde kanalen die door het hele complex liepen. Deze bron van stromend water leverde energie voor activiteiten als malen, houtsnijden, smeden van metalen, en het maken van olijfolie. Het was ook een bron van zoet water voor de dagelijkse behoeften en voorzag in de behoefte aan afvalwaterzuivering. De cisterciënzer kloosters waren grote voorbeelden van georganiseerde fabrieken die belangrijk bleken te zijn in de handel van die tijd.
Andere krachtbronnen die tijdens de Middeleeuwen hun intrede deden waren de windmolen en de getijdenmolen. De windmolen verscheen voor het einde van de twaalfde eeuw. Hoewel windmolens niet efficiënt waren omdat zij voor hun kracht afhankelijk waren van de heersende wind, konden zij graan malen en andere taken verrichten die vergelijkbaar waren met die van watermolens. Naarmate de technologie voortschreed, werden er efficiëntere windmolens ontwikkeld. Deze maakten het mogelijk stroom te gebruiken in gebieden die ver verwijderd waren van waterbronnen, op voorwaarde dat er een betrouwbare hoeveelheid wind was. De getijdenmolen, die rond dezelfde tijd verscheen, probeerde de kracht van het veranderende getij te gebruiken om de molen van energie te voorzien. Hoewel het gebruik ervan niet wijdverbreid leek te zijn, had de getijdenmolen meer dan waarschijnlijk een aanzienlijke gunstige invloed op de plaatselijke bevolking die er gebruik van maakte.
Impact
Watermolens hielpen de manier van leven in middeleeuws Europa te veranderen, en beïnvloedden alle niveaus van de samenleving, van elk individu tot hele landen. Watermolens hadden zeker een onmiddellijke en directe invloed op de mensen die ze bedienden. Deze positieve invloed zou vooral gelegen hebben in de besparing van tijd en geld. Met een door water aangedreven molen konden mensen een grotere hoeveelheid werk in een kortere tijd en tegen lagere kosten verrichten. Hoewel de molen gewoonlijk niet wordt beschouwd als een onderdeel van de Industriële Revolutie, was hij toch een voorloper van dat tijdperk. De prijs van menselijke arbeid was vrij hoog, zodat het zeer kosteneffectief was om het grootste deel van het werk door een molen te laten doen. Eén persoon kon nu hetzelfde werk doen als velen met behulp van de kracht die door het waterrad werd opgewekt. Het lijkt er echter niet op dat veel mensen deze technologie gebruikten om hun vrije tijd te vergroten. Het lijkt er eerder op dat deze technologische vooruitgang werd gebruikt om de produktie van bepaalde goederen en materialen voor verkoop en winst aanzienlijk te verhogen.
De molen diende vaak om de industriële organisatie en macht te verplaatsen van stedelijke centra naar meer landelijke gebieden dichter bij waterbronnen. Zo werden steden machtiger, vaak ten koste van steden. Een goed voorbeeld hiervan was de toepassing van waterkracht op het industriële proces dat bekend staat als vollen. Vollen was het proces van krimpen en dikker maken van stof. Voordat het in de dertiende eeuw in watermolens werd gebruikt, werd het vollen uitgevoerd door mensen die het laken met de voet stampten of er met een knuppel op sloegen. Dit was uiteraard een zeer tijdrovend en arbeidsintensief proces. Met de volmolen kon het werk worden gedaan met houten hamers die door water werden aangedreven. Nu was er nog maar één man nodig om ervoor te zorgen dat het doek goed door de machines werd geleid. Dit proces betekende een revolutie in de industrie en bracht hervormingen op gang. Het merendeel van het werk werd nu op het platteland verricht in plaats van in stedelijke centra.
Het effect dat deze mechanisatie had op de totstandkoming van nationale markten kan niet over het hoofd worden gezien. Nu goederen sneller, in grotere hoeveelheden en tegen lagere kosten werden geproduceerd, konden nieuwe economische grenzen worden verkend. Grote nationale markten werden opgericht om afzetmogelijkheden te vinden voor de toegenomen beschikbaarheid van goederen. Watermolens verminderden veel van de menselijke arbeidskosten door energie te leveren voor het malen van granen en andere goederen; het looien van huiden; het persen van groenten voor olie; het zagen van hout; het smeden van metalen; het polijsten van harnassen; het verpulveren van rotsen; het bedienen van blaasbalgen in hoogovens; en het fijnstampen van brij voor bier. De watermolen was de belangrijkste krachtbron vóór de uitvinding van de stoommachine. De technologie ervan werd voortdurend verbeterd en er werden nieuwe toepassingen gevonden voor de opgewekte kracht.
De vooruitgang in de technologie die leidde tot de verbetering van de watermolen werd uiteindelijk ook op andere gebieden toegepast. De overgang van het horizontale naar het verticale waterrad vereiste bijvoorbeeld tandwielen in de aandrijving om de kracht over te brengen. Dit gemechaniseerde proces werd vrij complex met opeenvolgende verbeteringen en deze ideeën werden later op kleinere schaal aangepast om klokken en andere soortgelijke mechanische apparaten te maken.
Watermolens dienden ook om het machtsevenwicht te veranderen, zowel plaatselijk als nationaal. Op lokaal niveau had degene die de molen bediende en controleerde de meeste macht. Met een werkende molen kon de stad profiteren van de toegenomen handel. Door de toegenomen productie van goederen steeg de vraag naar grondstoffen, waaraan de plaatselijke kooplieden grotendeels konden voldoen. Naarmate de inkomsten toenamen, kon de stad zich meer bescherming veroorloven en werd daardoor veiliger. Dezelfde ideeën konden op grotere schaal worden toegepast voor een land als geheel. Het gebruik van watermolens stelde landen als Engeland in staat nieuwe markten te ontsluiten en aanzienlijk van deze handel te profiteren. De watermolen had een grote invloed op de middeleeuwse samenleving en liet op vele niveaus zijn sporen na.
JAMES J. HOFFMANN
Verder lezen
Gies, F., and J. Gies. Kathedraal, Smederij en Waterrad: Technology and Invention in the Middle Ages. Londen: HarperTrade, 1995.
Holt, R. The Mills of Medieval England. Londen: Longman, 1988.