Potere dell’acqua

Nonostante la vivida associazione tra l'energia a vapore e la preminenza manifatturiera degli Stati Uniti, è l'energia idrica che ha fornito le basi per i successi industriali della nazione. Gli abbondanti siti di energia idrica del New England, combinati con una comprensione sempre più sofisticata di come ripartire e capitalizzare il potere in quei siti, hanno permesso alla giovane nazione di evolversi in un gigante industriale emergente.

Inizi coloniali

L'immagine della ruota idraulica che gira pigramente - un'immagine preferita nelle raffigurazioni della vita di campagna del diciottesimo secolo - smentisce la convergenza di tecnologia sofisticata e forze naturali incorporate nel mulino ad acqua. L'uso di alberi e ingranaggi per trasmettere la potenza, la scelta del sito (vicino a un adeguato calo del livello del torrente o del fiume e abbastanza vicino al bosco da consentire il deflusso dell'acqua piovana gradualmente nel corso d'acqua) e la costruzione di altre strutture come canali di scolo, dighe e stagni di stoccaggio (per sostenere l'operatività nei periodi di bassa acqua): tutti parlano alla comprensione del mugnaio di come gli elementi tecnologici ei processi naturali potrebbero interagire per svolgere un lavoro utile. Questo non vuol dire che l'integrazione dei mulini nell'ambiente sia stata perfetta: la costruzione di dighe ha causato l'interruzione della migrazione dei pesci e spesso ha causato l'allagamento dei terreni agricoli a monte.

Anche la tecnologia Waterpower è stata coinvolta nello sviluppo della comunità. I mulini furono tra le prime strutture costruite in una comunità; infatti, era un potenziale sito di mulino che spesso ha spinto la creazione di un insediamento. La costruzione dei mulini ad acqua è stata guidata da questioni fondamentali di cibo e riparo: la macinazione del grano e la preparazione del legno per la costruzione. Il mulino coloniale, sia a vento che ad acqua, era una naturale continuazione della pratica inglese dei mulini; la segheria coloniale doveva di più alla pratica nell'Europa continentale. La forza dell'acqua veniva impiegata anche per azionare macchine follatrici e cardatrici, nonché soffietti e martelli da viaggio nel settore dei metalli.

Scala e raffinatezza

Alla fine del diciottesimo secolo, la comunità rurale autosufficiente era apprezzata come una specie di ideale americano, in netto contrasto con le città industriali degradate dell'Inghilterra settentrionale. Questo ideale era seducente ma a malapena sostenibile data la continua dipendenza delle ex colonie da molti materiali importati; divenne impossibile in seguito all'embargo commerciale del 1807-1809 con Francia e Inghilterra. Il mulino attrezzato da Samuel Slater (1768–1835) a Pawtucket, Rhode Island, nel 1790 è stata la prima importante applicazione delle moderne macchine tessili inglesi nel Nuovo Mondo. Lo stabilimento di Slater era un gruppo di macchine interdipendenti e alimentato centralmente che convertiva il cotone pulito in filato. I materiali strutturali, la fonte di energia ei metodi di costruzione del mulino erano tutti tradizionali, ma le sue attrezzature e l'interconnessione lo pongono all'avanguardia dello sviluppo industriale americano. L'esperienza di Slater, radicata in una forma passiva di spionaggio industriale (come apprendista in Inghilterra aveva acquisito familiarità con le macchine tessili di Richard Arkwright) sostenne la costruzione di ulteriori mulini: un'installazione più grande per Oziel Wilkinson e Moses Brown nel 1792, e poi molti di il suo stesso. Va anche notato che il successo di Slater derivava in larga misura dall'impiego di bambini, una linea di condotta che era allettante non solo in termini di bassi salari che potevano essere pagati, ma anche per la loro capacità di muoversi all'interno di installazioni meccaniche anguste. .

La comprensione di base delle macchine per mulini ad acqua - derivata dalla pratica europea e in una certa misura forse intuita - è progredita in modo significativo durante questo periodo, spinta per la maggior parte da Il giovane Mill-Wright e la guida di Miller di Oliver Evans (1755-1819). Pubblicato per la prima volta nel 1795, questo lavoro combinava indagini di vari mulini, tabelle di calcoli e spiegazioni dei metodi di costruzione, ed era in qualche modo un resoconto scritto di quella che fino a quel momento era stata una tradizione essenzialmente orale. Ma questa pubblicazione non era semplicemente radicata nell'esperienza pratica: includeva anche spiegazioni complete del lavoro pionieristico di Evans nella progettazione di un mulino integrato meccanicamente: il mulino come una macchina multipiano, di dimensioni di un edificio, elevatrice, convogliatrice, molatrice, vagliatrice e insaccatrice - tutte di esso alimentato centralmente. Il con guida rimase un riferimento popolare fino alla metà del diciannovesimo secolo e senza dubbio giocò un ruolo importante nella proliferazione dei mulini ad acqua americani (da circa 7,500 nel 1790 a 55,000 nel 1840), molti dei quali costruiti sul principio di Evans.

L'applicazione più avanzata della forza idrica durante questo periodo fu l'installazione iniziata adiacente alle cascate Pawtucket sul fiume Merrimack, in Massachusetts, nel 1821. Le radici di questo sviluppo erano nel mulino del 1813 di Francis Cabot Lowell a Waltham, Massachusetts, che fu il primo fabbrica in grado di lavorare il cotone dallo stato grezzo fino al tessuto finito. La forza lavoro di questa fabbrica era costituita da giovani donne contadine, alloggiate negli edifici dell'azienda accanto alle fabbriche tessili. Questo approccio, più tardi noto come il sistema Waltham, ha consentito la concentrazione di una grande forza lavoro nelle vicinanze di una fabbrica; il frequente ricambio evitava la creazione di un proletariato trincerato. Il sito di Pawtucket Falls prende il nome da Lowell, morto nel 1817. Una rete di canali elettrici attentamente pianificata è stata costruita in più fasi. Accanto a questi canali società indipendenti potevano costruire mulini e l'energia elettrica, misurata in "potenza dei mulini", veniva affittata dai proprietari del sistema di canali. Nel 1836 ventisei fabbriche tessili, più altre officine, erano state fondate sul sito. Lowell non solo ha posto gli Stati Uniti in prima linea nello sviluppo dell'energia idrica, ma ha anche gettato le basi per la preminenza del New England nella costruzione di macchine utensili. Una generazione di meccanici e ingegneri è stata addestrata nelle officine meccaniche in loco costruite per mantenere le macchine tessili di Lowell, ei metodi sviluppati in queste officine hanno portato l'ingegneria meccanica americana a nuovi livelli di precisione.

Alla fine di questo periodo il sistema Lowell era ancora in espansione, ma la sua scala e la sua raffinatezza lo avevano già collocato ben oltre i mulini di sussistenza che caratterizzavano l'energia idrica a metà del XVIII secolo. Va notato, tuttavia, che i mulini rudimentali venivano ancora costruiti nelle comunità pioniere, il che indica che il progresso della tecnologia dell'energia idrica non poneva necessariamente fine all'uso di forme primitive e soluzioni modeste. E inevitabilmente Lowell condivideva molti dei problemi di questi siti: un sito definito dalla geografia piuttosto che dalla vicinanza ai mercati, interruzioni prevedibili dovute a congelamenti e rinfreschi, l'imprevedibilità di inondazioni e siccità, in breve, i tipi di problemi intrinsecamente associati all'uso di una fonte di energia naturale, indipendentemente dall'ingegnosità impiegata.