Tecnologia e Cultura materiale

I MULINI NELLA STORIA

All’origine della macinazione dei cereali troviamo, fin da epoche lontanissime, utensili e procedimenti molto semplici quali la frantumazione in mortai tramite pestelli o rulli di pietra. Una prima evoluzione si ebbe con l’introduzione della macina girevole, questa permise la sostituzione della forza umana, con quella a trazione animale (asini o cavalli). In seguito fu ideato il mulino ad acqua. La mola azionata dall’uomo fu comunque utilizzata ancora per lungo tempo. Alcuni studiosi ritengono che una delle ragioni della persistenza del mulino ad azionamento manuale sia da ricercarsi nella sovrabbondanza di schiavi; altri sottolineano la convenienza economica del mantenimento di uomini piuttosto che di animali da traino oltre al fatto che l’inadeguatezza dei finimenti per la trazione applicati agli animali finivano per far loro dissipare gran parte dell’energia. La costruzione di un mulino ad acqua comportava comunque notevoli spese e, probabilmente, i proprietari dei latifundia non avvertivano la necessità di questa innovazione potendo disporre di manodopera a buon mercato. Comunque sia, solo con la fine dell’Impero, il calo demografico, l’indebolimento dell’istituzione della schiavitù, questa nuova energia motrice ricevette impulso per sua diffusione.

Il primo mulino ad acqua è testimoniato nel I secolo a.C. a Cabira nel Ponto tra le dipendenze del Palazzo eretto da Mitridate (circa 65 a.C.). Plinio rileva la presenza di mulini ad acqua lungo i corsi d’acqua in Italia, probabilmente riferendosi a territori montani1. Inizialmente la preparazione del pane era una pratica quotidiana domestica, in ogni casa vi era uno strumento che era spesso indicato col termine manumolae e che fa pensare ad una piccola mola piuttosto che ad un mortaio: diverse fonti descrivono schiavi o donne intente a “spingere” o “far girare” la macina. Vi erano poi i fornai, addetti sia alla produzione della farina che del pane, e che erano dotati di macine più grandi azionate da schiavi o animali. Nel IV secolo la carenza di mano d’opera incoraggiò la diffusione del mulino idraulico con conseguente specializzazione della macinazione del grano e 1 nascita di una nuova classe di artigiani, i molitores o molendarii, mugnai che di solito possedevano il mulino. Con l’aumento dei mulini ad acqua iniziamo a trovare i primi documenti che si occupano degli abusi che si verificavano nell’utilizzo disinvolto delle acque. Per esempio un editto del 395 proibiva la deviazione delle acque del vecchio acquedotto di Traiano nella zona del Gianicolo2. Altri editti di questo genere testimoniano l’aumento dei mulini idraulici fino al VI secolo. Tra i presupposti che erano necessari per la costruzione di un simile opificio vi era indubbiamente il diritto giuridico di disporre del corso d’acqua, inoltre le spese di realizzazione e le eventuali riparazioni rendevano l’operazione redditizia a patto che la quantità di grano macinata fosse rilevante: la maggior parte di mulini menzionati dalle fonti servivano all’approvvigionamento di popolazioni urbane. Ma non solo: a Barbegal, vicino ad Arles, su un condotto che riceveva acqua dall’acquedotto di Les Baux, di epoca posteriore a quella di Adriano, nel 308-16 fu costruita una serie di otto mulini in sequenza aventi ciascuno una coppia di ruote. Il condotto aveva una pendenza di 30° e un dislivello di 18,60 m, le ruote colpite per di sopra presentavano un diametro di 220 cm e larghezza pari a 70 cm, avevano ingranaggi in legno ed erano fissate con piombo agli assiali in ferro, mentre gli ingranaggi erano sistemati in vani sotto le macine. Questo sistema aveva una capacità oraria di 15-20 chilogrammi di grano per ogni serie di macine con una produzione totale di 240-320 chilogrammi di farina all’ora, circa 2,8 tonnellate in una giornata di dieci ore. Tale quantità era sufficiente ad alimentare 80.000 persone, e dato che Arles all’epoca contava circa 10.000 abitanti è logico pensare che la farina servisse a soddisfare richieste che andavano oltre il consumo locale, come per esempio per gli uomini dell’esercito del Narbonese.

Più tardi i Merovingi ritennero gli opifici idraulici d’importanza tale da essere protetti dalle leggi saliche ed anche i Visigoti promulgarono severe leggi rivolte alla tutela dei mulini e delle opere idrauliche connesse, stabilendo che i guasti provocati dovevano essere riparati entro 30 giorni. Naturalmente i mulini non tardarono a divenire una fonte di reddito fiscale, come appare nel Capitulare de Villis di Carlomagno dell’800.

Il Medioevo fu il periodo di miglior diffusione di questa antica invenzione, tra le istituzioni che maggiormente contribuirono alla costruzione dei mulini vi sono i monasteri. Il monachesimo occidentale nella società altomedievale ebbe un ruolo di primo piano dal punto di vista culturale ed economico, nel suo ambito circolavano conoscenze di cui i religiosi erano i depositari. Il sapere ed il “saper fare”, in parte disperso con la caduta dell’Impero romano, fu tramandato nei codici trascritti dagli amanuensi, come il De Architettura di Vitruvio e il De re rustica di Colummella. Inoltre i monaci rivestirono essi stessi i panni di costruttori mettendo in opera il patrimonio di conoscenze custodito nelle proprie biblioteche: San Benedetto nella sua regola, diffusa in tutta la Chiesa latina a partire dal VI secolo, fissò che ciascun monastero disponesse di tutto il necessario: acqua, un mulino, un giardino e dei laboratori così da poter praticare i diversi mestieri all’interno della clausura. Dalla “Carta di Wala”, documento bobbiese del IX secolo veniamo a sapere che nei monasteri vi erano figure quali il supervisore alla costruzione degli edifici (prepositus primis) e il responsabile dei carpentieri e muratori (magister carpentarius). Questi monaci-architetti attendevano alla costruzione di nuove chiese ed edifici cenobitici contando anche su gruppi esterni di operarii.

Le prime abbazie, che per regola dovevano trovarsi in prossimità di un corso d’acqua, furono edificate nelle zone di confluenza di fiumi, allora poco antropizzate, così si trovavano vicine al corso principale e al tempo stesso protette dalle piene. Nel periodo in cui la regola proibiva la consumazione di carne, il pesce era un alimento importante e per coprire i propri bisogni ciascun monastero disponeva di peschiere nei fiumi e nei laghi, ma verso la fine dell’Alto Medioevo comparvero anche peschiere artificiali e stagni di alimentazione per i mulini. Naturalmente tutte queste esigenze necessitavano la messa in opera di adeguati sistemi di approvvigionamento e smaltimento delle acque tramite canalizzazioni e dighe. Oltre che nei propri monasteri le conoscenze di idraulica venivano sperimentate anche altrove: a capo di domini talvolta considerevoli, le abbazie possedevano diritti sulle acque, sui mulini, sulle peschiere, sulle terre che dovevano essere drenate o irrigate, sulle paludi da bonificare. Fuori dalla clausura troviamo monaci e abati impegnati fino a secoli recenti in problemi di idraulica, e in che misura essi siano stati degli innovatori o si siano limitati ad applicare un sapere messo a punto altrove è un tema ancora tutto da approfondire. Anche i signori laici, principi e feudatari, che nei possedimenti mantenevano numerosi armigeri e famigli, e necessitavano quindi di grandi quantità di farina, contribuirono tra i primi alla costruzione di mulini idraulici. Essi introdussero un monopolio e istituirono il diritto signorile di ricavare una rendita dalla macinazione del grano. In alcune aree si arrivò anche ad imporre un regime di monopolio con la distruzione delle macine domestiche, così icontadini che già dovevano versare al signore gran parte dei frutti della terra che lavoravano, dovevano poi recarsi dallo stesso a macinare il grano per il proprio fabbisogno uscendone gravati di un’ulteriore tassa, la molenda (o bannalità). Il mugnaio, figura che si delineò sempre più con la diffusione del mulino, doveva spesso provvedere autonomamente alle macine e pagare il signore per l’affitto in parte in contanti in parte in natura, oltre che con la farina talvolta anche con i pesci pescati nella gora del mulino. Con l’indebolimento del potere feudale spesso il controllo del mulino passò alle singole comunità grazie a pubblici incanti per la gestione degli opifici. Il sistema di sfruttamento delle acque toccava numerosi interessi che mettevano in conflitto i vari soggetti coinvolti: mugnai, contadini, pescatori, traghettatori. Numerose notizie ci testimoniano di controversie sorte nella gestione di canali, gore, e pescaie. Con il perfezionamento dei meccanismi della ruota e degli ingranaggi l’energia idraulica fu utilizzata anche per la molitura delle olive, per la frantumazione di pigmenti e minerali, il taglio di legname, la follatura dei tessuti, la conciatura delle pelli, la produzione della carta, l’irrigazione. L’applicazione in campo metallurgico permise di ottenere mantici e forge idrauliche di potenza tale da ottenere notevoli progressi nella produzione di ferro saldato e ghisa, di conseguenza anche lo sfruttamento delle miniere ebbe nuovo impulso sia per l’aumentata capacità di lavorare i metalli sia per la diretta applicazione dell’energia idraulica nell’estrazione degli stessi.

All’inizio del sedicesimo secolo la ruota idraulica si presentava come la prima fonte di energia nel vecchio continente. Con il diciottesimo secolo le vicende storiche del mulino seguono lo sviluppo del pensiero scientifico che si interessa direttamente del problema di come migliorare il rendimento delle ruote idrauliche. La costruzione dei mulini fino ad allora era stata guidata dalle conoscenze empiriche e dalla sapienza della tradizione, da questo momento veniva invece progettata valutando attentamente i risultati di indagini sulla potenza sviluppata dalle ruote in numerosi esperimenti ed osservazioni scientifiche. Si iniziò a sfruttare l’acqua per alimentare le macchiene a vapore e turbine.

MULINO AD ASSE VERTICALE

(A RITRECINE, NOTO ANCHE COME “GRECO” O “SCANDINAVO”)

I primi mulini ad acqua erano composti da un albero verticale alla cui estremità inferiore era fissata una ruota con pale, l’altra estremità attraversava la macina inferiore e si collegava alla macina superiore con una barra trasversale. Questo tipo di mulino veniva azionato dall’acqua che attraverso una doccia (canale inclinato) si riversava in forma di getto vivo sulle pale mettendole in movimento. Noto in seguito anche come “mulino scandinavo”, produceva una limitata potenza ed una lenta rotazione delle macine. Queste, di piccola dimensione, compivano un’intera rotazione per ogni giro di ruota e non macinavano grandi quantità di grano. Il sistema ben si adattava alle esigenze agricole di comunità prevalentemente montane, riuscendo a funzionare con piccoli volumi d’acqua a corrente rapida senza necessità di bottacci e sistemi di regolazione di flusso come i tipi che saranno costruiti più tardi. Secondo Marc Bloch “disseminato – così sembra - da un capo all’altro del nostro mondo, in contrade tanto lontane tra loro quali la Siria, la Romania, la Norvegia e le Shetland, questa invenzione non sembra poter essere attribuita a una civiltà ben determinata: imitare l‘impiego di una forza che tutti conoscevano, come quella dell’acqua, doveva apparire più semplice che riprodurre dei sistemi già più complessi”. I mulini ad asse verticale (o a ruota orizzontale) si diffusero gradualmente fino al tardo Medioevo, rimanendo in uso fino al secolo scorso in zone circoscritte di cui abbiamo alcuni esempi nel territorio camaiorese solo lungo la parte alta del torrente Lombricese (nel territorio italiano: l’alto Metauro, Pesaro; la valle dell’Enza, tra Parma e Reggio Emilia; il Chianti, la Lunigiana, il Casentino). In seguito, grazie all’introduzione intorno all’XI secolo dell’albero a camme si potè trasformare il moto della ruota in movimento alternato sul piano verticale di percussione, innalzamento o schiacciamento, L’enrgia dell’acqua venne così sfruttata anche per la lavorazione del ferro, dei tessuti, per il taglio del legname e per la pestatura di polveri.

MULINO AD ASSE ORIZZONTALE

Un miglioramento in termini di efficienza si ebbe quando, sfruttando le conoscenze delle ruote dentate e della meccanica, il movimento trasmesso dalla ruota alla mola cambiò di piano e la ruota idraulica fu sistemata in posizione verticale: il suo asse orizzontale fu collegato tramite ingranaggio ad un albero verticale che faceva girare la macina superiore. Il gioco di ingranaggi doveva essere familiare ai romani che ben conoscevano macchine di cantiere, per il sollevamento dei carichi, e macchine da guerra per gli assedi. Il nuovo principio permetteva al mulino ad asse orizzontale di far compiere cinque giri alle macine contro uno della ruota, sviluppando una maggiore potenza di uscita. Ciò compensava la maggior complessità costruttiva e al tempo stesso introduceva un elemento tecnico gravido di conseguenze nell’avvenire, il mulino rappresenta infatti uno dei primi modelli di turbina idraulica.

L’impianto ad asse orizzontale è conosciuto anche come mulino vitruviano in quanto il suo funzionamento è per la prima volta illustrato in modo chiaro nel testo di Vitruvio dove è indicato col suo nome greco, hydraletes, cosa che confermerebbe la sua provenienza dal vicino Oriente mediterraneo 3.

LE VARIANTI DEL MULINO AD ASSE ORIZZONTALE

I mulini ad asse orizzontale possono essere di tre tipi: Mulini in cui la ruota è colpita “di sotto”, probabilmente il primo tipo ad essere costruito. L’energia viene ricevuta come forza viva, funziona prevalentemente su fiumi rapidi con portata costante, senza opere quali dighe, bottacci o docce. Mulini in cui la ruota è colpita a gravità “per di sopra”, che comportano canalizzazioni dove l’acqua è convogliata da una sorgente posta a monte, regolata nella sua portata da chiuse, talvolta raccolta in bottacci, per essere rilasciata in caduta sulle pale della ruota. Questo sistema permette lo sfruttamento di corsi d’acqua a flusso lento o a volume variabile, creando le condizioni per regolarizzare e ottimizzare l’energia idraulica. Mulini in cui la ruota è colpita “di fianco” (o alle reni), tipologia meno diffusa, intermedia tra le due precedenti.

1) Plinio, XVIII, 23, in Lavoro e tecnica nel Medioevo, M. Bloch, Bari, 1973, pag. 78.

2 ) Codex Theodosianus, XV, 2, 6, in “Storia della tecnologia”, a cura di C. Singer e altri, vol. 2 Torino, pag. 116.

3) Vitruvio, X, 257, in Lavoro e tecnica nel Medioevo, pag. 78.


BIBLIOGRAFIA:

M. BLOCH, Avvento e conquis te del mulino ad acqua, in Lavoro e tecnica nel Medioevo, Bari 1973