İl sistema di opere che imbriglia e trasforma l’energia idraulica è molto simile a quello utilizzato negli impianti idroelettrici veri e propri; si può dire che il mulino è un piccolo impianto che, invece di fornire l’elettricità, sfrutta l’energia prodotta dall’acqua per la lavorazione dei cereali e alcune volte per fini secondari (impianti di sollevamento, lavorazioni varie, corrente elettrica etc. ). I parametri fisici per misurare la potenzialità di un impianto sono costituiti da:

- caduta o salto naturale(H): è la differenza di quota –misura in metri – tra il pelo libero dell’acqua alla presa e il pelo libero dell’acqua a valle dello scarico;

Queste grandezze fondamentali sono legate fra di loro da una relazione che esprime la potenza in funzione della portata e del salto utile; la formula P=QxHxn determina la diretta proporzionalità della potenza con la portata ed il salto. İl mulino è quindi un impianto che sfrutta l’energia idraulica con basse cadute e portate spesso variabili. I mulini non sono mai azionati direttamente dal torrente presso cui si trovano, ma ricevono l’acqua per mezzo di un canale di derivazione che ne permette un maggior controllo e una più attenta regolazione. Solitamente viene scelto un settore dell’alveo in prevalenza rettilineo che dia garanzia di una portata dell’acqua costante. E’ possibile parlare di opere di intercettazione e di opere di derivazione. Le prime sono quelle che sbarrano il corso d’acqua in parte, o totalmente, e servono per alzare il pelo libero dell’acqua. Le opere di derivazione sono quelle che, poste trasversalmente al corso d’acqua a monte delle barriere, ne deviano la portata necessaria al mulino. La presa è realizzata con una specie di sbarramento alto 50-60 cm in pietra a secco, muratura o costituito da una palizzata di sterpami di legno e sassi, disposto trasversalmente al corso d’acqua in modo tale da condurre il flusso all’interno della roggia, una diga che mantiene l’acqua ad un livello superiore rispetto al suo corso naturale; inoltre questo sistema funziona da troppopieno facendo cadere l’acqua in eccesso dal canale artificiale a quello naturale. Molte volte, specialmente nelle prese d’alta montagna, l’opera di intercettazione non esiste nemmeno in quanto si sfruttano piccoli bacini di raccolta, formatisi dall’accumulo di pietre in certi tratti del torrente, dai quali può essere fatto partire il canale adduttore. La scelta del sito di localizzazione della presa è strettamente legata alle caratteristiche del corso d’acqua:        

 (Il canale adduttore del Mulino Peregallo di Briosco)                                                   (Esempio di opera di intercettazione realizzata in sassi (Mulino di Briosco))

questo non deve avere un eccessivo trasporto solido, non deve dare luogo ad improvvisi fenomeni di piena, non deve approfondire per erosione il proprio alveo e deve poter garantire un minimo di acqua per tutto l’anno. İl canale di adduzione vero e proprio è scavato artificialmente nel terreno è può essere lungo diverse centinaia di metri. Ha una sezione rettangolare con fondo piatto e sulle sue sponde sono talora presenti delle prese laterali secondarie da cui viene occasionalmente tratta acqua per l’irrogazione. In prossimità del mulino l’acqua compie il suo salto in un breve tratto trasformando così la sua energia potenziale gravitazionale (U=mgh) in energia meccanica (E=½mv²) e quindi la sua capacità di compiere lavoro. Inoltre il canale viene chiuso frontalmente a valle da un muro in pietre cementato, nel quale è inserito un sistema di paratie, il quale permette di diminuire la larghezza del

(Una delle presa realizzate in muratura lungo il corso del Lambro all’interno del Parco di Monza)

canale; in questo modo viene aumentata la velocità dell’acqua, poiché la portata si mantiene costante, e, di conseguenza, l’energia meccanica sviluppata. Una griglia all’imbocco serve inoltre a trattenere eventuali materiali od oggetti trasportati dall’acqua che, cadendo all’interno del mulino, ne potrebbero danneggiare i meccanismi. Una canaletta di scarico permette di deviare le eventuali eccedenze. La cateratta è costituita da tante paratoie le quali, poste in corrispondenza di quante sono le ruote da azionare, sono degli elementi, normalmente in legno, composti da due montanti laterali a stipite tra cui scorre verticalmente una imposta manovrata, con una catena, da un arganello trasversale superiore ecc. Più recentemente si sono adottati modelli con un sistema a volante e con perno di sollevamento a vite. Attraverso la luce determinata dal sollevamento della paratoia, l’acqua si riversa in una o più canalette inclinate, spesso di castagno, che la conducono a contatto con le ruote. İn alcuni casi, la paratoia si presenta estremamente semplificata ed è costituita da un’assicella di legno munita di manico. Dopo l’utilizzazione l’acqua defluisce dal mulino per mezzo del margone.

(Sistema di paratie che regola l’afflusso dell’acqua alla gora (Mulino di Briosco))

                                                                                                                                        (Roggia Gallarana 2 esempio di paratie regolate a vite Roggia Gallarana))

I mulini a ruota orizzontale utilizzano una portata d’acqua limitata e per questa ragione sono diffusi soprattutto lungo i torrenti e i flussi d’acqua minori. Le ruote orizzontali comportano un basso costo di impianto e di manutenzione: adattandosi facilmente a cadute e portate variabili possono essere installate nei piccoli impianti che sorgono su corsi torrentizi. Ogni ruota muove direttamente, ossia senza aiuto di ingranaggi, una coppia di macine. Per far avvenire tutto ciò l’acqua è indirizzata verso le ruote grazie a un sistema di cabalette di legno con un’inclinazione che varia dai quarantacinque ai sessanta gradi. Il suddetto impianto consiste di un sistema meccanico concettualmente semplice, articolato in cinque parti che sono nell’ordine; il basamento, l’albero, i catini,la sbarra di trasmissione dell’albero e le macine. Bisogna ricordare (come già detto nella sezione precedente sulla manutenzione) che queste parti non sono fisse ma regolabili. Basti infatti pensare che è possibile agire sull’albero regolandone l’innalzamento e l’abbassamento e proporzionando così il reciproco parallelismo delle macine al grado di finezza della farina che si vuole ottenere.

[disegno della ruota orizzontale]
 

Il mulino a ruota verticale è più comune in pianura che nell’area collinare – montana. A differenza della ruota orizzontale, il meccanismo è munito di particolari ingranaggi di moltiplica che permettono di ottenere, per ogni giro della ruota, molteplici giri della macina: si determina così un notevole aumento della capacità produttiva. Il sistema costitutivo si articola in un albero orizzontale, una ruota, una serie di ingranaggi, un albero verticale e una banchina   L’albero verticale, la ruota e la banchina sono in legno, gli ingranaggi e l’albero orizzontale in legno e/o ferro. La ruota o le ruote verticali sono collocate sul fianco del mulino, all’esterno, parallelamente all’edificio. Nella parte esterna dell’albero vengono praticate due o tre fessure passanti in cui sono inserite le assi di legno formanti i raggi della ruota, che possono variare da sei a otto. Le ruote verticali si distinguono in due tipi: le ruote per di sotto a schiaffo e le ruote per di sopra, a cassetta. Il primo caso sfrutta il moto dell’acqua, l’altro il suo peso  ]. Il numero delle ruote è variabile ma generalmente ve ne erano tre in linea. All’interno del mulino è situato il sistema degli ingranaggi e la banchina. Gli ingranaggi sono costituiti da tre parti: il lubecchio, il rocchetto e              

Coppia di ruote di materiale differente: legno e ferro (Mulino di Briosco))            (Schema essenziale della trasmissione del movimento da orizzontale a verticale).

l’albero verticale di trasmissione alla macina. Il lubecchio è a forma di ruota massiccia, sul fronte della circonferenza sono ricavati numerosi intagli passanti  ] , entro i quali sono inseriti i denti, fissati con        

(Ruota per di sopra, tipica dei regimi torrentizi)                                                                                                                                                                             

                                                                                                                                    (vista frontale del lubecchio con i numerosi denti)

zeppette in legno molto duro, con possibilità di sostituzione dei pezzi resi inutilizzabili dall’usura e dalle rotture . Il rocchetto, o lanterna, ha la forma di una gabbia cilindrica, è costituito da due dischi di legno recanti sul bordo, all’intorno del piatto, dei fori in cui sono inserite le sbarre cilindriche laterali. L’interspazio tra queste sbarre è dimensionato per l’incastro con i denti del lubecchio. Al centro il rocchetto è attraversato, per la sua lunghezza, dall’albero verticale di trasmissione, che è a sezione quadrata. L’estremità inferiore dell’asse poggia su una bronzina fissata ad una trave della banchina. L’estremità superiore del palo attraversa la macina fissa e si collega, tramite la nottola, alla macina mobile   ]. Negli ultimi secoli gli ingranaggi subirono un’evoluzione: il lubecchio e il rocchetto furono infatti sostituiti da una "coppia conica" in metallo, costituita da un elemento

(Il lubecchio del Mulino di Briosco, nel quale sono evidenti i denti in legno)

                                                                                                                          (schema generale della lanterna e dell’albero di trasmissione)

(La coppia conica utilizzata per il funzionamento del mulino di Briosco)

(pianta e sezione del dispositivo con i piloni per la follatura)

Vediamo, quindi, il percorso compiuto dal grano per essere trasformato in farina soffermandoci sulle diverse componenti che permettono tale processo.

(Una delle tramogge all’interno del Mulino Peregallo di Briosco)

                                                                       (La mandibola utilizzata nel Mulino di Briosco)

Tirando o allentando la cordicella, collegata ad un mulinello o volantino sul tramezzo laterale, si può regolare l’afflusso del prodotto da macinare tra i palmenti. La caduta delle granaglie è inoltre mantenuta costante dall’azione di uno speciale bastoncino di legno, applicato sul fianco del congegno posto sotto la tramoggia.

(Visione d’insieme della mandibola montata sulla tramoggia" Mulino di Briosco)

 (esempio di macina in pietra nella quale sono evidenti le scanalature a raggiera)

Una scanalatura sufficientemente profonda riduce, dunque, la superficie lavorante, diminuendo il calore prodotto dall’attrito e permettendo l’entrata continua dell’aria tra i grani e le superfici delle macine. Le scanalature permettono inoltre una più agevole fuoriuscita della farina.

                                                                                         (Sistema ligneo di contenimento delle macine(Mulino di Briosco))

Come tutte le macchine da lavoro, anche il mulino aveva bisogno di una accurata manutenzione in modo tale da permetterne la perfetta efficienza nel tempo. Era infatti molto frequente l’usura di alcune sue parti o lo sbilanciamento delle macine stesse.

L’elemento che richiedeva una maggiore cura da parte dell’uomo era la macina. Questa, infatti, col tempo subiva l’erosione della sua superficie a causa del continuo attrito. Tutto ciò provocava una sorta di sbilanciamento e una minor efficienza del lavoro effettuato, di conseguenza la macina era soggetta a periodiche revisioni.

Smontata la macina si procede quindi a ripristinare la scanalatura incidendo con un piccolo piccone dal manico corto i solchi consumati.

La nuova superficie doveva essere perfettamente equilibrata, e, per ottenere questo risultato, si scavava un nuovo piano sulla macina in modo tale da poter lavorare su un piano senza dislivelli.

Dopodiché si ridisegnava la scanalatura a raggiera: le superfici tra i solchi presentano una porzione piana e un'altra inclinata verso la scanalatura: mentre la prima, per uniformare la superficie viene battuta con la bocciarla, un martello dotato di piccole punte piramidali adatto a mantenere la superficie sufficientemente zigrinata, la parte inclinata si lavora con semplici martelli a percussore piano, utilizzati dalla parte a cuneo per praticare piccoli taglietti sempre procedendo dalla periferia verso il centro.

(La cavità praticata nella macina per l’operazione di bilanciatura e il foro per l’aggancio del palanchino (Mulino di Brioso))