L'energia dai fiumi: gli opifici idraulici in Toscana

La grande abbondanza di corsi d’acqua di corsi d’acqua sul territorio ha permesso nei secoli lo sviluppo di una fitta rete di opifici (cioè l’equivalente delle attuali industrie) mossi dalla forza idraulica, dai mulini ai frantoi, dalle gualchiere alle cartiere agli impianti di lavorazione del ferro, di cui ancora oggi si conservano moltissime testimonianze : edifici, canalizzazioni (“gore”), resti di ruote idrauliche.


Prima dell’invenzione della ruota idraulica (ed il più antico riferimento a tale congegno risale a circa l’85 a.C.), le uniche fonti di energia disponibili erano quelle dei muscoli dei lavoratori o degli animali domestici: l’utilizzo dell’energia idrica costituì quindi un grande passo in avanti sia in termini di migliori condizioni di lavoro che di produttività. Se le prime ruote idrauliche di cui si ha notizia servirono per la macinatura dei cereali, il successivo evolversi di questo meccanismo ha consentito l’impiego dell’energia fornita dall’acqua per tutti gli altri usi.
Il tipo di mulino più semplice era quello a ruota orizzontale, o “ritrecine”, costituito da un albero verticale con fissate all’estremità inferiore una ruota dotata di pale, che venivano colpite e fatte girare dall’acqua, ed a quella superiore la macina inferiore.

 

Questa era fissa ed ancorata con una barra trasversale alla macina superiore rotante. Non essendo necessari al funzionamento altri meccanismi, questo tipo di mulino risultava facile da costruire e mantenere, e poco costoso. Esso poteva funzionare unicamente con piccoli volumi d’acqua a flusso rapido ed era quindi adatto anche per le zone montane e per quelle prive di fiumi e torrenti di una certa consistenza: si diffuse perciò enormemente fino al taro medioevo, dalla Grecia alle isole Shetland, dalla Romania alla Scandinavia. In Toscana fu probabilmente il tipo di mulino più diffuso : sono di questo tipo i mulini del territorio di Lucca e di Pescia, dove è rimasto comune fino ai giorni nostri, così come quelli che erano presenti nel pratese, nel pistoiese, in Mugello e nel Chianti.


Un altro tipo di mulino, già descritto da Vitruvio ed oggetto di studio di due ingegneri senesi del ‘400 (Mariano Taccola e Francesco di Giorgio Martini) poiché offriva possibilità di miglioramento nello sfruttamento dell’energia idraulica, era con ruota verticale, di tipo “azionato per di sotto”: si trattava di una ruota con palette radiali piane fissate alla circonferenza, che era azionata dall’acqua che fluiva lungo la parte inferiore ella ruota stessa spingendo le palette. Questo tipo di ruota richiedeva per funzionare un flusso di acqua più o meno costante e piuttosto rapido: per portare l’acqua al mulino perciò spesso si provvedeva spesso alla costruzione di un canale (la cosiddetta gora) dotato di saracinesche che permettevano di regolarne l’afflusso.


Una maggiore efficienza, rispetto al mulino verticale per di sotto, si ottenne facendo cadere l’acqua dall’alto sul quadrante superiore della ruota entro cassette fissate alla circonferenza, cosicché fosse il peso dell’acqua e non la sua spinta ad azionare il meccanismo. Ancor più che nel caso precedente era necessaria un’alimentazione regolare e ben controllata: l’acqua, deviata dai fiumi attraverso la gora, veniva portata ad una chiusa che doveva essere in posizione elevata rispetto al mulino, e da qui fatta cadere con precisione nelle cassette della ruota.


La grande differenza trai mulini di tipo verticale e quelli di  tipo orizzontale era la presenza di ingranaggi che permettevano di ribaltare su un asse verticale il movimento fornito da un albero orizzontale: questo era possibile grazie ad una ruota dentata, il lubecchio, fissata ad una delle estremità dell’asse della ruota idraulica, i cui denti si incastravano nella lanterna, ingranaggio costituito da due dischi di legno collegati da fuselli e a sua volta fissato su un asse verticale. Il sistema lubecchio-lanterna permetteva inoltre di aumentare la velocità di rotazione delle macine rispetto a quella della ruota idraulica, e quindi di avere un maggior rendimento.


La diffusione di mulini prima e di altri opifici idraulici poi (è a partire dal IX secolo che si hanno notizie di uso di ruote idrauliche per scopi diversi dalla macinazione dei cereali)  comportò anche la costruzione di una serie di strutture accessorie come dighe, gore di derivazione, bacini di riserva, canali di rifiuto. Di rado, infatti, le ruote erano mosse direttamente dalla corrente: in genere veniva invece scavata una derivazione che deviava l’acqua dal fiume in un canale, parallelo al corso d’acqua, che riforniva i bacini di riserva e serviva sia ad isolare le ruote dalle variazioni stagionali del livello dei fiumi, sia ad evitare di ostruire l’alveo con strutture ingombranti in caso di piena.


Fra le varie modifiche apportate nei secoli a questi meccanismi, particolarmente interessante per la diffusione che ebbe sull’Arno fino al XV secolo è quella, applicata alla ruota verticale tradizionale, che permise di sfruttare direttamente l’acqua di grandi fiumi navigabili, nonostante le variazioni di flusso: il mulino su nave. Durante il Medioevo se ne svilupparono essenzialmente due tipi: il primo prevedeva due ruote montate su entrambi i lati di una nave, il secondo una sola ruota verticale che girava in mezzo a due navi. In entrambi i casi il moto veniva poi trasmesso ad una o due coppie di macine.


Mulini, frantoi ed opifici idraulici si diffusero rapidamente a partire dal medioevo, dando un grande impulso all'economia ed al commercio.
In Toscana, dove era attivissimo il commercio della lana, le gualchiere erano forse gli opifici idraulici più numerosi, diffuse un pò in tutto il territorio, anche se la maggior concentrazione si ebbe probabilmente nelle località prossime al fiume Arno, tramite il quale i panni raggiungevano i porti di Pisa e Livorno. L'abbondanza di corsi d'acqua sfruttabili per azionare le macchine idrauliche dette luogo ad una vastissima rete di industrie di piccole o medie dimensione, realtà che ancora oggi caratterizza l'economia della regione. E degli antichi opifici resta viva la grande tradizione di lavoro in alcuni dei settori dell' economia, che è alla base del successo attuale del made in Tuscany: basta pensare al distretto tessile di Prato, o al distretto della lavorazione del cuoio nella zona di Santa Croce sull'Arno (Pisa) o ancora alle cartiere del pistoiese.


Alcuni degli edifici stessi sono stati recuperati e restaurati, trasformati per lo più in musei, di altri invece ormai persi resta traccia nel nome di paesi e località.