Industriële Revolutie aangedreven door stoomkracht

Deze negentiende-eeuwse tandarts zou zelfs tanden trekken op stoomkracht. beeld Wikimedia, Wellcome Library

De Industriële Revolutie kwam pas echt op gang met de komst van de stoommachine. Steenkool, hitte, stoom, vette rook en stampende zuigers waren de kurk waarop de economie van de negentiende eeuw dreef. Weefgetouwen, zaagmachines, locomotieven, gemalen en waterpompen voor de mijnbouw: de stoommachine bracht ze allemaal in beweging.

De grote namen die bij deze uitvinding horen, zijn die van Thomas Newcomen (1663-1729) en James Watt (1736-1819). Maar de Chinezen waren de Britten voor; ze ontwierpen al een ”stoomwagen” ergens tussen 1125 en 255 vóór Christus.

De Griek Heron van Alexandrië (10-70) vond de zogeheten aeolipile uit, een soort premature stoommachine. Een luchtdichte bol gevuld met water wordt opgewarmd. Via gedraaide buizen ontsnapt stoom aan de bol, die daardoor gaat ronddraaien.

In 1892 werd een perkamenten rol gevonden met daarop de naam van de Fransman Suger, abt van Sint Dionysius (1081-1151). Op de rol stonden tekeningen en onderdelen van een stoommachine. Zijn latere landgenoot, de hugenoot Denis Papin (1647-1712), bedacht een stoommachine met een zuiger, die rond 1700 ook echt werd gebouwd in Engeland.

Daarna verliep de ontwikkeling van de stoommachine stormachtig. In 1698 patenteerde de Engelsman Thomas Savery zijn eerste stoommachine. Hij noemde het „een machine om water op te pompen met behulp van vuur.” Het onbetrouwbare apparaat bleek echter ongeschikt om kolenmijnen in Wednesbury en Staffordshire leeg te pompen.

Thomas Newcomen ging aan de slag om de machine van Savery te verbeteren, door daarin een zuiger toe te passen. Een machinist moest de pomp met de hand bedienen. Voor elke op-en-neergaande beweging van de zuiger moest hij de nodige kranen open en dicht draaien. De zogeheten atmosferische stoommachine van Newcomen werkte dan ook onhandig, uiterst traag en onrendabel.

De echte doorbraak kwam toen de Schotse werktuigbouwkundige James Watt de machine van Newcomen op tal van punten aanpaste, onder meer door er een vliegwiel en een krukas aan toe te voegen. Het rendement van de stoommachine verviervoudigde daardoor van 1 naar 4 procent. Later ging dat omhoog naar 10 procent.

Toen was het hek van de dam. De stoommachine –op goedkope steenkool– won het van de spierkracht van mens en dier. Fabrieken, molens, locomotieven, gemalen, schepen, vrachtkoetsen; ze kregen allemaal stoomkracht. En die techniek hield het zeker honderd jaar vol, voordat brandstof- en elektromotoren haar plaats innamen.

De klassieke stoommachine is vandaag de dag achterhaald. Stoom zelf niet. In elektriciteitscentrales draaien sinds jaar en dag efficiënte stoomturbines. En het Duitse bedrijf Enginion heeft wilde plannen om een schone stoommotor te bouwen voor in auto’s, de zogeheten Equal Zero Emission Engine.