Великите изобретения на човечеството: Воденица

І век пр.н.е.

ХИДРАВЛИЧНАТА СИЛА В ОСНОВАТА НА ИНДУСТРИЯТА

Все още употребявана в Азия и Африка, водното колело, или норията, се появява през ІІ хилядолетие пр.н.е. в Близкия изток. Този метод за напояване ще бъде в основата на воденицата, с която човечеството влиза в първата индустриална ера.

Норията се задвижва от човек или животно: върху периферията на едно колело с хоризонтална ос се закрепва редица от тасчета, които се потапят в кладенец или канал. Тасчетата задържат водата при издигането си нагоре, след което я изливат при обръщане, дължащо се на въртеливото движение на колелото.

/ ВОДАТА КАТО ДВИЖЕЩА СИЛА

В Месопотамия и Сирия норията е използвана най-вече за напояване. По-късно е усъвършенствана от римляните, които я заместват с водно колело за изпомпване на вода. Преминаването от машини, пестящи човешката и животинската енергия, към машини, произвеждащи механична енергия в резултат на водната сила, е решителен етап в историята на техниката. За съжаление, не притежаваме сведения за формите на това преминаване, то вероятно се е извършило постепенно, по линията на някоя качествена промяна при употребата на повдигащите водни колела. Историкът Жак Бонен подчертава: „потребителите със сигурност са забелязали, че когато машината се захранва от речна сила, тя сякаш се върти сама…”

/ СИСТЕМИТЕ ОТ ЗЪБНИ КОЛЕЛА НА АРХИМЕД

Първите двигателни хидравлични машини са усъвършенствани нории, които задвижват помпи с бутала за индиректно издигане на водата. Предполага се, че са функционирали от ІІІ век пр.н.е. в Сирия и Китай. Едновременното преминаване към воденицата позволява на Римския запад да се възползва по-късно от разработките на зъбни колела, осъществени от Архимед (ІІІ век пр.н.е.) и от Херон Александрийски (І век), което е позволило изработването на задвижващи механизми.

/ ОПИСАНИЕ НА ВОДЕНИЦА

Студията „За архитектурата” написана от римския инженер и архитект Витрувий към 30 или 27 г. пр.н.е., е най-старото описание на машина, способна да произвежда механична енергия без каквато и да е човешка или животинска намеса.

„Водениците са устроени почти по същия начин като повдигащите колела.
С тази разлика, че единият от двата края на вала преминава през поставено отвесно зъбно колело, което се върти заедно с голямото колело.
Неподвижно закрепено към това колело има друго, по-малко, също зъбно, разположено хоризонтално, чийто вал в горния си край е железен, с формата на брадва, чрез която е неподвижно захванат към воденичния камък. Този механизъм от зъбни колела преобразува вертикалното въртеливо движение, предавано от водната сила на голямото колело, в хоризонтално въртеливо движение, което се предава на воденичния камък. Над него е провесена фунията, от която зърното се сипе върху воденичните камъни. Те го смилат чрез въртенето си и го превръщат в брашно.”

Разпространението на воденицата в Римската империя не е повсеместно явление. Знае се, че съществуват големи мелници в Арл и на връх Касен, фабриката за производство на зехтин в Северна Африка, както и механични триони за рязане на камък. От друга страна, мелници с хидравлични колела с лопатки са споменати в De rebus bellicis от 370 г.

Но Рим не се интересува от механизацията и използването на воденици тук е твърде ограничено. Наличието на изобилна работна ръка от роби и свободни граждани, в състояние да изпълни всякакви физически дейности при минимално заплащане, обяснява подобна липса. От друга страна, империята е разположена в голямата си част в средиземноморския климатичен регион, неподходящ за воденици поради нередовния дебит на водните потоци в него.

/ „ДВИГАТЕЛ” НА ПЪРВАТА „ИНДУСТРИАЛНА РЕВОЛЮЦИЯ”

Резултатите от изобретението се усещат едва през ХІ век, когато в Европа има демографски прилив и се започва първата „индустриална революция”, чийто основен двигател е воденицата, защото тя позволява значителна икономия на работна сила, освобождавайки по този начин работна ръка за другите дейности.

Според документи от епохата, най-характерен от които е Descriptio monasteri Claraevallensis, който произхожда от абатство Клерво, в Об, Франция, водната сила служи едновременно за смилане на зърно, за пресяване на брашно, за тепане на чаршафи и за щавене на кожи. Създаването на многобройни специализирани воденици става възможно по-късно чрез внедряването на разпределителния вал на двигателя, което позволява предаването не само на въртеливо, а и на алтернативно движение. Отбелязва се съществуването на воденици ковачници през 1197 г., на хидравлични дъскорезници през 1240 г., на мелници за хартия през 1276 г. и на хидравлични мехове от края на ХІV век.

В този контекст твърдението на френския историк Марк Блош, че воденицата е с римски произход според мястото на изобретяването и средновековна според епохата на експанзията, е твърде спорно.

< ВОДЕНИЦИТЕ ПРЕЗ СРЕДНОВЕКОВИЕТО >

В продължение на повече от 15 века, водната сила е единствената енергия на разположение в снета. За това свидетелстват и следващите извадки от Descriptio monasteri Claraevallensis (ХІІІ век)

> Подготовка на храната. „Един речен ръкав, пресичащ многобройните работилници на абатството, бива навсякъде благославян заради ползата, която принася. Реката стремително се втурва във воденицата, където е твърде ангажирана  и се вълнува, хем да смели пшеницата под тежестта на воденичните камъни, хем за да задвижи финото сито, което отдела брашното от триците. Ето я вече в съседната постройка – тук тя пълни котела и се оставя да бъде загрята от огъня, за да приготви бирата на монасите, в случай че гроздоберът е бил слаб.” 

> Реката и тепавичарите. „Реката не е свършила още задачите си. Сега я викат тепавичарите. Досега приготвяше храната на монасите, сега се грижи за облеклото им…Последователно вдига и смъква тези тежки стриващи копани, тези дървени чукове, или най-точно казано, тези дървени крака и така спестява на светите братя умората от тази дейност.”

> Универсална употреба. „Колко ли коне биха се изтощили, колко ли мъже биха преуморили ръцете си в дейностите, които извършва вместо нас грациозната река, на която дължим дрехите и храната си. След като с едно чевръсто движение е завъртяла толкова пъргави колела, тя излиза разпенена; сякаш на свой ред смляна. Сега пък влиза в табашката работилница, където приготвя необходимата за обувките на монасите кожа. Тук тя е колкото активна, толкова и грижовна, а след това се разделя на куп потоци, за да посети разнообразните служби (…), било то да свари, отсее, стрие, напои, измие или смели, неотказвайки никога помощта си.”

Из едноименният труд на Мишел Ривал.