Stoom in de industriële revolutie

De stoommachine, alleen of als onderdeel van een trein, is de iconische uitvinding van de industriële revolutie. Experimenten in de zeventiende eeuw veranderden halverwege de negentiende eeuw in een technologie die enorme fabrieken aandreef, diepere mijnen toestond en een transportnetwerk verhuisde.

Industriële kracht pre 1750

Vóór 1750, de traditionele willekeurige startdatum voor de industriële revolutie, waren de meeste Britse en Europese industrieën traditioneel en vertrouwden ze op water als de belangrijkste krachtbron. Dit was een gevestigde technologie, met behulp van beekjes en waterraderen, en was zowel bewezen als algemeen beschikbaar in het Britse landschap. Er waren grote problemen omdat je in de buurt van geschikt water moest zijn, wat je naar afgelegen plaatsen kon brengen en het de neiging had te bevriezen of opdrogen. Aan de andere kant was het goedkoop. Water was ook van vitaal belang voor transport, met rivieren en kusthandel. Dieren werden ook gebruikt voor zowel stroom als transport, maar deze waren duur om te rennen vanwege hun voedsel en verzorging. Voor een snelle industrialisatie waren alternatieve energiebronnen nodig.

De ontwikkeling van stoom

Mensen hadden in de zeventiende eeuw met stoommotoren geëxperimenteerd als een oplossing voor stroomproblemen, en in 1698 vond Thomas Savery zijn 'Machine for Raising Water by Fire' uit. Gebruikt in Cornish tinmijnen, pompte dit water met een eenvoudige op en neer beweging die slechts beperkt gebruik had en niet op machines kon worden toegepast. Het had ook de neiging om te exploderen, en stoomontwikkeling werd tegengehouden door het patent, Savery vijfendertig jaar lang. In 1712 ontwikkelde Thomas Newcomen een ander type motor en omzeilde de patenten. Dit werd voor het eerst gebruikt in kolenmijnen van Staffordshire, had de meeste van de oude beperkingen en was duur in gebruik, maar had het duidelijke voordeel dat het niet opblies.

In de tweede helft van de achttiende eeuw kwam uitvinder James Watt, een man die voortbouwde op de ontwikkeling van anderen en een belangrijke bijdrage leverde aan stoomtechnologie. In 1763 voegde Watt een afzonderlijke condensor toe aan de motor van Newcomen die brandstof bespaarde; tijdens deze periode werkte hij met mensen die betrokken zijn bij de ijzerproducerende industrie. Toen ging Watt samenwerken met een voormalige speelgoedfabrikant die van beroep was veranderd. In 1781 Watt bouwden voormalig speelgoedman Boulton en Murdoch de 'roterende actie stoommachine'. Dit was de grote doorbraak omdat het kon worden gebruikt om machines van stroom te voorzien, en in 1788 werd een centrifugaalregelaar gemonteerd om de motor op een gelijkmatige snelheid te houden. Nu was er een alternatieve stroombron voor de bredere industrie en na 1800 begon de massaproductie van stoommachines.

Gezien de reputatie van stoom in een revolutie die traditioneel vanaf 1750 zou lopen, was stoom relatief traag in gebruik. Veel industrialisatie had al plaatsgevonden voordat stoomkracht in gebruik was, en veel was gegroeid en verbeterd zonder dat. De kosten waren aanvankelijk motoren die één factor tegenhielden, omdat industriëlen andere energiebronnen gebruikten om de opstartkosten laag te houden en grote risico's te vermijden. Sommige industriëlen hadden een conservatieve houding die slechts langzaam in stoom veranderde. Misschien nog belangrijker, de eerste stoommachines waren inefficiënt, gebruikten veel kolen en hadden grootschalige productiefaciliteiten nodig om goed te werken, terwijl veel industrie kleinschalig was. Het duurde lang (tot de jaren 1830/40) voordat de kolenprijzen daalden en de industrie groot genoeg werd om meer stroom nodig te hebben.

De effecten van stoom op textiel

De textielindustrie had in de vele arbeiders van het binnenlandse systeem veel verschillende krachtbronnen gebruikt, van water tot mens. De eerste fabriek was gebouwd aan het begin van de achttiende eeuw en gebruikte waterkracht omdat textiel toen met slechts een kleine hoeveelheid stroom kon worden geproduceerd. Expansie nam de vorm aan van uitbreiding over meer rivieren voor de waterwielen. Toen machines met stoom mogelijk werden c. 1780 was textiel aanvankelijk traag in het toepassen van de technologie, omdat het duur was en hoge startkosten vereiste en problemen veroorzaakte. Na verloop van tijd daalden de kosten van stoom en het gebruik groeide. Water- en stoomkracht werden zelfs in 1820 en tegen 1830 was stoom goed vooruit, wat een grote toename van de productiviteit van de textielindustrie veroorzaakte toen nieuwe fabrieken werden gecreëerd.

De effecten op kolen en ijzer

De kolen-, ijzer- en staalindustrie stimuleerden elkaar tijdens de revolutie. Er was duidelijk behoefte aan steenkool om stoommachines aan te drijven, maar deze motoren maakten ook diepere mijnen en een grotere kolenproductie mogelijk, waardoor de brandstof goedkoper en stoom goedkoper werd, waardoor meer vraag naar steenkool werd geproduceerd.

De ijzerindustrie profiteerde ook. Aanvankelijk werd stoom gebruikt om water terug in reservoirs te pompen, maar dit ontwikkelde zich snel en stoom werd gebruikt om grotere en betere hoogovens aan te drijven, waardoor de ijzerproductie kon worden verhoogd. Roterende actie stoommachines kunnen worden gekoppeld aan andere delen van het ijzerproces, en in 1839 werd de stoomhamer voor het eerst in gebruik. Stoom en ijzer werden al in 1722 met elkaar verbonden toen Darby, een ijzermagnaat en Newcomen samenwerkten om de kwaliteit van ijzer voor de productie van stoommachines te verbeteren. Beter ijzer betekende meer precisie-engineering voor stoom. Meer over kolen en ijzer.

Het belang van de stoommachine

De stoommachine is misschien het icoon van de industriële revolutie, maar hoe belangrijk was deze in deze eerste industriële fase? Historici zoals Deane hebben gezegd dat de motor aanvankelijk weinig impact had, omdat deze alleen van toepassing was op grootschalige industriële processen en tot 1830 was de meerderheid kleinschalig. Ze is het ermee eens dat sommige industrieën het gebruikten, zoals ijzer en kolen, maar dat de kapitaaluitgaven pas na 1830 voor het grootste deel de moeite waard werden vanwege vertragingen bij de productie van levensvatbare motoren, hoge kosten in het begin en het gemak waarmee handarbeid kan worden uitgevoerd ingehuurd en ontslagen in vergelijking met een stoommachine. Peter Mathias betoogt ongeveer hetzelfde, maar benadrukt dat stoom nog steeds moet worden beschouwd als een van de belangrijkste vooruitgangen van de industriële revolutie, die zich aan het einde van de revolutie voltrok en een tweede door stoom aangedreven fase in gang zette.