16 جولای 2024 -توسط دانشگاه گلاسکو-سایت های آسیاب تاریخی، رودخانه ها، و نیروی آب. اعتبار: PNAS Nexus (2024). DOI
بازسازی جدید منابع آبی بریتانیا در قرن نوزدهم نشان داد که چگونه دسترسی محدود به نیروی آب در طول انقلاب صنعتی به پذیرش موتورهای بخار در کوتونوپلیس بزرگ منچستر کمک کرد.
جغرافی دانان و مورخان از بریتانیا و استرالیا پشت این تحقیق هستند که برای اولین بار نشان می دهد که کمبود آب محلی در طول گسترش سریع کارخانه های نساجی منطقه احتمالاً در تغییر آنها به برق بخار نقش داشته است.
این تحقیق اطلاعات جدیدی در مورد عوامل پیچیده ای که باعث انتقال بریتانیا به نیروگاه بخار شد، ارائه می دهد. کارخانه‌های نساجی که به طور سنتی با چرخ‌های آب کار می‌کردند، جزو اولین صنایعی بودند که به انواع جدیدی از کارخانه‌ها گسترش یافتند، که از ماشین‌آلاتی استفاده می‌کردند که در ابتدا با آب کار می‌کردند اما به زودی موتورهای بخار زغال سنگ را برای پاسخگویی به تقاضا برای محصولات خود به کار گرفتند.
تاریخ‌دانان مدت‌ها بحث کرده‌اند که انتقال بریتانیا از آب به نیروگاه بخار تا چه حد تحت تأثیر ناتوانی صنعت بریتانیا در دسترسی به نیروی آب کافی برای پشتیبانی از نیازهای کارخانه‌های این کشور بوده است.
این تیم با ساختن یک بازسازی ژئومورفولوژیکی با جزئیات بی سابقه از منابع نیروی آبی موجود در 15500 سایت آسیاب مختلف در بریتانیا، این موضوع را بررسی کرد.
مدل با وضوح بالا آنها با داده های آب و هوایی تاریخی و اطلاعات موجود در بازگشت کارخانه در سال 1838، اولین گزارش جامع در مورد استفاده از نیرو در کارخانه های نساجی، تقویت شد.آنها دریافتند که با سرعت گرفتن انقلاب صنعتی، دسترسی به نیروی آب در سراسر بریتانیا بسیار زیاد است، به استثنای یک استثنا: منچستر بزرگ، یکی از مراکز پررونق صنعت پنبه در این کشور.
محققان دریافتند که استفاده از کل نیروی آب اکثر شهرستان ها در سراسر بریتانیا کم است و در صنعتی ترین مناطق از کمتر از 2٪ تا 14٪ استفاده می شود. Cottonopolis استثنای قابل توجهی در این عدم استفاده بود، با برخی از شلوغ ترین شاخه های رودخانه منچستر بزرگ که بسیار فراتر از ظرفیت آنها می رسد.
این تیم پیشنهاد می‌کند که با افزایش تقاضای بازار، حوضه مرسی به طور فزاینده‌ای مملو از کارخانه‌ها می‌شود، صاحبان آسیاب مجبور شدند به سمت برق بخار حرکت کنند، زیرا رودخانه نمی‌تواند نیروی آب کافی برای رفع نیازهای آنها را تامین کند.
تغییر به بخار نیز احتمالاً با آب و هوای غیرعادی خشک اوایل قرن نوزدهم ترکیب شد که دسترسی محلی به آب را بیشتر کاهش داد. از آنجایی که کارخانه‌ها به دنبال کارآمدترین راه برای به حداکثر رساندن دسترسی محدود خود به آب بودند، مالکان موتورهای بخار را با سرعت بیشتری به کار گرفتند و الگویی برای صنعتی‌سازی فراهم کردند که کارخانه‌ها در سراسر کشور به زودی از آن استفاده خواهند کرد.
مقاله این تیم با عنوان “قدرت آب محدود به افزایش قدرت بخار در “Cottonopolis” بریتانیا کمک کرد، در PNAS Nexus منتشر شده است.
دکتر تارا جونل، از دانشکده علوم جغرافیایی و زمینی دانشگاه گلاسکو، نویسنده اصلی و مسئول مقاله است. او گفت: «انقلاب صنعتی اول یکی از دوره‌هایی است که به شدت مورد مطالعه قرار گرفته در تاریخ بریتانیا، اما درک ما از عواملی که منجر به پذیرش گسترده نیروی بخار شد، هنوز ناقص است.
تحقیق ما حجم وسیعی از داده‌ها را برای تولید اولین تحلیل از پتانسیل تاریخی نیروی آب در طول دوره‌ای کلیدی در تاریخ بریتانیا جمع‌آوری می‌کند و به ما این امکان را می‌دهد تا میزان دسترسی آسیاب‌ها در هر اندازه به آب را در طول انقلاب صنعتی بررسی کنیم.این واقعیت که آب به طور گسترده در سراسر کشور در دسترس بود، با برخی توضیحات در مورد تغییر به سمت بخار، مانند بحران انرژی ناشی از کمبود آب، مغایرت دارد. همچنین زمینه بیشتری برای درک ما از چگونگی و چرایی استفاده Cottonopolis از انرژی بخار کاملاً فراهم می کند.
ما مجذوب شدیم که برای اولین بار دیدیم که شرایط آب و هوایی سردتر و خشک‌تر در بریتانیا ممکن است در تغییر کوتونوپلیس از نیروی آب به سمت استفاده گسترده از نیروی بخار، علاوه بر بافت تاریخی به خوبی درک شده رونق صنعت پنبه، نقش داشته باشد..”
محققان دریافتند که تولیدکنندگان در سایر نقاط کشور که دسترسی آماده‌تری به آب داشتند، اغلب از رویکرد ترکیبی برای تولید برق خود استفاده می‌کردند. تحقیقات این تیم بیشتر از شواهد رو به رشدی حمایت می‌کند که نشان می‌دهد موتورهای بخار برای اولین بار به‌عنوان منبع انرژی تکمیلی برای چرخ‌های آب مورد استفاده قرار گرفتند، زیرا استفاده از نیروی آب تا نیمه دوم قرن نوزدهم ادامه یافت، طولانی‌تر از آنچه معمولاً تصور می‌شد.
این یافته‌ها دیدگاه رایج را که انتقال به نیروی بخار ناگهانی و فراگیر بود، به چالش می‌کشد. دکتر جونل افزود: “استفاده از سیستم های قدرت هیبریدی اغلب یک روش زیرکانه و بهترین کار تجاری بود.”
دکتر آدام لوکاس، از دانشگاه ولونگونگ، یکی از نویسندگان مقاله و محقق پروژه تحقیقاتی در حال انجام این تیم است. او گفت: «فرض رایج این است که بریتانیا درگرد و غبار به سرعت نیروی بخار را پذیرفت و در اوایل قرن نوزدهم نیروی آبی را که آسیاب‌ها را در بریتانیا برای نزدیک به 2000 سال به نفع برتری فن‌آوری بخار در نظر گرفته بود، کنار گذاشت.
“تحقیق ما از اجماع رو به رشدی پشتیبانی می کند که در یکی دو دهه اخیر ظاهر شده است که این گذار در واقع بسیار پیچیده تر بوده و از منطقه ای به منطقه دیگر به طور قابل توجهی متفاوت است.
“از آنجایی که سیاره ما امروز در نتیجه استفاده از سوخت های فسیلی که در طول انقلاب صنعتی شتاب گرفت، به گرم شدن ادامه می دهد، از دولت ها در سراسر جهان خواسته می شود تا تصمیمات جدیدی را بر اساس اقلیم در مورد تولید برق اتخاذ کنند. ما امیدواریم که تحقیقاتی مانند زمینه تاریخی جدید برای آن بحث های مهم ما بتواند به ارائه انرژی کمک کند..”
