A pesar de la vívida asociación de la energía de vapor con la preeminencia manufacturera de Estados Unidos, es la energía hidráulica la que sentó las bases para los éxitos industriales de la nación. Los abundantes sitios de energía hidráulica de Nueva Inglaterra, combinados con una comprensión cada vez más sofisticada de cómo distribuir y capitalizar el poder en esos sitios, permitieron a la joven nación evolucionar hasta convertirse en un gigante industrial emergente.
Inicios coloniales
La imagen de la noria que gira perezosamente —una imagen favorita en las representaciones de la vida en el campo del siglo XVIII— contradice la convergencia de tecnología sofisticada y fuerzas naturales encarnadas en el molino de agua. El uso de ejes y engranajes para transmitir energía, la elección del sitio (cerca de una caída adecuada en el nivel de un arroyo o río, y lo suficientemente cerca de un bosque para que la escorrentía de agua de lluvia se dispense gradualmente en el curso de agua) y la construcción de otras estructuras como canales, presas y estanques de almacenamiento (para mantener la operatividad en momentos de menor nivel de agua): todos hablan de la comprensión del molinero de cómo los elementos tecnológicos y los procesos naturales podrían interactuar para realizar un trabajo útil. Esto no quiere decir que la integración de los molinos en el medio ambiente fue perfecta: la construcción de presas provocó la interrupción de las migraciones de peces y, a menudo, provocó inundaciones de las tierras de cultivo río arriba.
La tecnología de la energía hidráulica también estaba enredada en el desarrollo comunitario. Los molinos estuvieron entre las primeras estructuras construidas en una comunidad; de hecho, se trataba de un potencial molino que a menudo motivó el establecimiento de un asentamiento. La construcción de molinos de agua fue impulsada por cuestiones fundamentales de comida y refugio: la molienda del grano y la preparación de la madera para la construcción. El molino colonial, ya sea de viento o de agua, era una continuación natural de la práctica del molino inglés; el aserradero colonial debía más a la práctica en la Europa continental. También se empleó energía hidráulica para accionar máquinas de batata y cardado, así como fuelles y martillos perforadores en el comercio de metales.
Escala y refinamiento
A fines del siglo XVIII, la comunidad rural autosuficiente era apreciada como una especie de ideal estadounidense, en marcado contraste con las arruinadas ciudades industriales del norte de Inglaterra. Este ideal era seductor pero apenas defendible dada la continua dependencia de las antiguas colonias de muchos materiales importados; se convirtió en una imposibilidad tras el embargo comercial de 1807-1809 con Francia e Inglaterra. El molino equipado por Samuel Slater (1768–1835) en Pawtucket, Rhode Island, en 1790 fue la primera aplicación considerable de maquinaria de fabricación textil inglesa moderna en el Nuevo Mundo. La fábrica de Slater era un grupo de máquinas interdependientes y de accionamiento central que convertían el algodón limpio en hilo hilado. Los materiales estructurales, la fuente de energía y los métodos de construcción de la fábrica eran todos tradicionales, pero su equipo y su interconexión la colocaron a la vanguardia del desarrollo industrial estadounidense. La experiencia de Slater, arraigada en una forma pasiva de espionaje industrial (como aprendiz en Inglaterra se había familiarizado con la maquinaria textil de Richard Arkwright) sustentaba la construcción de más fábricas: una instalación más grande para Oziel Wilkinson y Moses Brown en 1792, y luego varias de su propia. Cabe señalar también que el éxito de Slater se derivó en gran medida del empleo de niños, un curso de acción atractivo no solo en términos de los bajos salarios que se les podía pagar, sino también por su capacidad para moverse dentro de instalaciones mecánicas estrechas .
La comprensión básica de la maquinaria de los molinos de agua, derivada de la práctica europea y hasta cierto punto quizás intuida, avanzó significativamente durante este período, impulsada en su mayor parte por La guía de Young Mill-Wright y Miller por Oliver Evans (1755–1819). Publicado por primera vez en 1795, este trabajo combinó estudios de varios molinos, tablas de cálculos y explicaciones de los métodos de construcción, y de alguna manera fue un informe escrito de lo que hasta ese momento había sido una tradición esencialmente oral. Pero esta publicación no se basó simplemente en la experiencia práctica, también incluyó explicaciones completas del propio trabajo pionero de Evans en el diseño de molinos mecánicamente integrados: el molino de molienda como una máquina de varios pisos, del tamaño de un edificio, de elevación, transporte, trituración, cribado y ensacado, todo de él con alimentación central. los Guía siguió siendo una referencia popular hasta mediados del siglo XIX y sin duda desempeñó un papel importante en la proliferación de molinos de agua estadounidenses (de aproximadamente 7,500 en 1790 a 55,000 en 1840), muchos de ellos construidos según el principio de Evans.
La aplicación más avanzada de la energía hidráulica durante este período fue la instalación que se inició junto a Pawtucket Falls en el río Merrimack, en Massachusetts, en 1821. Las raíces de este desarrollo se encuentran en el molino de 1813 de Francis Cabot Lowell en Waltham, Massachusetts, que fue el primero fábrica capaz de procesar algodón desde su estado crudo hasta la tela terminada. La mano de obra de esta fábrica estaba formada por jóvenes campesinas, alojadas en edificios de la empresa junto a las fábricas textiles. Este enfoque, más tarde conocido como el sistema Waltham, permitió la concentración de una gran fuerza laboral cerca de una fábrica; la rotación frecuente evitó la creación de un proletariado atrincherado. El sitio de Pawtucket Falls recibió su nombre de Lowell, que había muerto en 1817. Se construyó en etapas una red de canales de energía cuidadosamente planificada. Junto a estos canales, empresas independientes podían construir molinos, y la energía, medida en "potencias del molino", se alquilaba a los propietarios del sistema de canales. Para 1836, se habían establecido en el sitio veintiséis fábricas textiles, además de talleres adicionales. Lowell no solo colocó a Estados Unidos a la vanguardia del desarrollo de la energía hidráulica, sino que también sentó las bases para la preeminencia de Nueva Inglaterra en la construcción de máquinas herramienta. Se capacitó a una generación de mecánicos e ingenieros en los talleres de maquinaria in situ construidos para mantener las máquinas textiles de Lowell, y los métodos desarrollados en estos talleres llevaron a la ingeniería mecánica estadounidense a nuevos niveles de precisión.
Al final de este período, el sistema Lowell todavía estaba en expansión, pero su escala y sofisticación ya lo habían colocado mucho más allá de los molinos de subsistencia que caracterizaban la energía hidráulica a mediados del siglo XVIII. Sin embargo, cabe señalar que todavía se estaban construyendo molinos rudimentarios en comunidades pioneras, lo que indica que el avance de la tecnología hidráulica no necesariamente puso fin al uso de formas primitivas y soluciones modestas. E inevitablemente Lowell compartía muchos de los problemas de estos sitios: un sitio definido por la geografía en lugar de la proximidad a los mercados, interrupciones predecibles por heladas y crecidas, la imprevisibilidad de las inundaciones y sequías; en resumen, los tipos de problemas inherentemente asociados con el uso de una fuente de energía natural, independientemente del ingenio empleado.