Wat is een waterrad?

Bewegend water heeft veel energie. Slechts 15 centimeter stromend water kan een kleine auto wegspoelen. Een waterrad is een vroege, succesvolle poging om de energie van stromend water te benutten en voor menselijk gebruik te gebruiken. Een waterrad is een wiel waaraan peddels of emmers zijn bevestigd. Water stroomt over de peddels of emmers, waardoor het wiel beweegt en waardoor energie kan worden overgedragen om te werken.

Waterwielen worden al millennia gebruikt. Er zijn zelfs aanwijzingen dat ze al in 4000 voor Christus in gebruik waren. Een Griekse schrijver, Antipater, noemde een waterrad in een van zijn werken. Bewijs van waterwielen is overal ter wereld te vinden, ook in Italië, India, China en Noord- en Zuid-Amerika. Het maakt niet uit waar ze worden gevonden, waterwielen worden meestal ingedeeld in drie categorieën: het horizontale wiel, het buitenste wiel en het onderste wiel.

Aangenomen wordt dat een horizontaal wiel de vroegste vorm van waterrad is. Het wiel zelf wordt meestal op de vloer van een molen geplaatst of waar het ook wordt gebruikt. Snel stromend water mag dan eroverheen spoelen, waarbij de peddels worden geraakt en het wiel draait. Het draaiende wiel is bevestigd door een verticale as aan de bovenste molensteen, die het wiel draait en slijpt tegen een stationaire onderste molensteen. Dit is de minst efficiënte vorm van waterrad.

Het onderwaterwiel is efficiënter. Dit type verticale wiel kan worden gebruikt waar het landschap vlak is. De kracht van het water duwt de peddels onder het wiel, waardoor het draait. Een variatie op dit type wiel, hoewel soms geclassificeerd als zijn eigen type, is het borstwiel. Met dit type wiel raakt het water de emmers dicht - of net boven - het midden van het wiel.

Met behulp van ongeveer 63% van de energie van het water is het buitenste wiel het meest efficiënte type waterwiel. Een backshotwiel is een variant van dit type. Dit verticale wiel gebruikt het water dat bovenop het wiel stroomt om het te verplaatsen. Het wiel beweegt dus niet alleen met de kracht van het water, maar profiteert ook van de zwaartekracht. Vaak zal het water dat wordt gebruikt om deze wielen te verplaatsen op een of andere manier moeten worden afgedamd of omgeleid. Hoewel dit type waterrad het meest efficiënt is, kan de constructie ook de meeste invloed op het milieu hebben.