In Engeland werd in 1712 door Thomas Newcomen de eerste bruikbare stoompomp gebouwd. Engeland was voor zijn brandstofvoorziening in toenemende mate afhankelijk geworden van steenkool. Om dit te ontginnen moest men steeds diepere mijnen maken. Een van de problemen was wateroverlast. Aanvankelijk kon men dit met afwateringsgoten en paardenmolens de baas, maar door het dieper worden van de mijnen schoot deze techniek te kort. De ‘vuurmachine’ van Newcomen bleek de goede oplossing voor dit probleem.

Het wateropvoerwerktuig was een pomp die vergelijkbaar was met de traditionele dorpspomp. Deze pomp was met een balans, wiparm of hefbalk verbonden met een zuiger in een verticale cilinder waar men stoom inliet. De zuiger bewoog omhoog door het gewicht van de pomp en de pompstang aan het andere uiteinde van de wiparm. Door vervolgens de stoom te laten condenseren door een straal koud water in de cilinder te spuiten,ontstond een vacuüm in de cilinder. De druk van de atmosfeer leidde tot een neerwaartse zuigerslag en een opwaartse pompbeweging. Als snel kwam men bij een groot aantal mijnen een vuurmachine tegen. Verschillende ‘machinedokters’ verbeterden deze machine. De bekendste was James Watt, die zo veel verbeteringen bedacht dat hij door velen wordt gezien als de uitvinder van de stoommachine. De belangrijkste verbetering was de aparte condensor die er voor zorgde dat de stoomcilinder niet beurtelings opgewarmd en afgekoeld werd.
(Note: R.L. ‘Power from steam’ (Cambridge, 1989 ) 20-30.)

In Holland bestond een levendige belangstelling voor deze nieuwe machines. In 1769 richtte de Rotterdamer Steven Hoogendijk het ‘Bataafs genootschap der Proefondervindelijke wijsbegeerte’ op. In 1776 bouwde hij in Rotterdam de eerste vuurmachine om het water in de stadsgrachten te verversen. De machine voldeed niet omdat de pompen niet op hun taak waren berekend. In 1787 probeerde men het met een verbeterde machine van James Watt. Deze machine voldeed wel aan de gestelde eisen, maar de ingelanden van de polder Blijdorp zagen geen voordeel in de machine. In Amsterdam had de Engelse uitvinder Blakey geprobeerd met zuigerloze stoommachines het stadswater te verversen. Dit was geen succes geworden.
De eerste droogmakerij die met stoom droog werd gelegd was de Mijdrechtse Poel in 1810. Men was reeds in 1893 begonnen. Helaas was het door de zware kwel economisch niet verantwoord de polder droog te houden.

Echte stoomgemalen

Stoomgemaal ‘De Leeghwater’, Techniek: potlood, penseel in grijs Auteur: Hekking jr., W. (1825-1904), Datering object: z.j. [1845] Beeldbank Noord-Hollands Archief

Er waren nog enige mislukte pogingen om stoompompen in te zetten.
(Note: Van der Pols K. ‘De ontwikkeling van het wateropvoerwerktuig in Nederland 1770-1870’ (Delft 1984 ) [verbeterde uitgave medio 1996 ] 18-38.)
Aan het einde van de 18de eeuw was de stoommachine zodanig verbeterd dat hij behalve voor een op- en neergaande beweging ook voor een roterende beweging kon worden gebruikt. (Note: Hills 70-94.) Dit maakte het mogelijk de stoommachine te koppelen aan de traditionele Hollandse wateropvoerwerktuigen; het scheprad en de vijzel. Na de watersnood van 1825 werd de polder Wijde Wormer droog gepompt door drie vijzelstoomgemalen. In totaal bestelde Koning Willem I zeven stoommachines bij John Cocekrill in Luik om Noord Holland droog te pompen. Een jaar later werd de eerste stoommachine met scheprad in gebruik genomen aan de Arkelse Dam. Er kwamen geleidelijk meer en grotere stoomgemalen in dienst.

De grootste en bekendste waren de gemalen voor de drooglegging van de Haarlemmermeer. Hiervoor koos men voor een type balansstoommachine dat ontwikkeld was voor de tinmijnen in Cornwall, de ‘Cornish Engine’. Deze machines werkten met hoge druk stoom. Dat leidde tot een grote besparing op de stookkosten. Verder hadden deze machines een soort regelautomatiek dat in Nederland kloswerk werd genoemd. Voor het droog leggen van de 18000 ha waren drie gemalen nodig. Voor deze gemalen werden de grootste stoomcilinders gemaakt die ooit zijn gegoten. De machines zijn gemaakt in Cornwall.

De drooglegging van de Haarlemmermeer leidde tot een aanzienlijke verkleining van de boezem van Rijnland. Om water overlast te voorkomen werden daarom een aantal nieuwe stoomgemalen gebouwd. Bij Spaarndam werd een gemaal gebouwd van 200 pk. Aan weerszijden waren vijf schepraden aangedreven. Dit vereiste een roterende stoommachine met een liggende stoomcilinder waarvan nog geen precedent beschikbaar was. Deze machine werd gemaakt door de firma De Atlas te Amsterdam. Deze machinefabriek was opgericht door de Engelsman Dixon, die waarschijnlijk uit Newcastle kwam. In feite was hier sprake van een liggende Cornwall machine.

Een volgende machine van dit type was ontworpen door William Husband die namens Harvey & Co, de bouwers van het gemaal Leeghwater voor de Haarlemmermeer, toezicht hield op de bouw. Deze stoommachine was bestemd voor een iets kleiner gemaal in Halfweg (1853) van 100 pk dat werd gebouwd door de Koninklijke Fabriek van Paul van Vlissingen en Dudok van Heel in Amsterdam. Voor het gemaal in Gouda werd een soortgelijke stoommachine van 120 pk met 2 x 3 schepraderen (1857) ontworpen. Ook dit gemaal werd gebouwd in de fabriek De Atlas te Amsterdam. Deze horizontale Cornwall machines bleven witte raven, omdat ze de overgang voor vormden naar de grotere horizontale stoommachines. De enige overgebleven machine staat in het gemaal in Mastenbroek. (Note: V.d. Pols 45-62.)

Afbeeldingen van de grote stoomgemalen uit de Beeldbank Noord-Holland

Plan van het stoomgemaal tot droogmaking van het Haarlemmermeer genaamd de Leeghwater aan de Kaag met de ontworpen loods voor steenkolen en middelen van vervoer der brandstof uit dezelve naar de vuurhaarden. Opgemaakt bij missive van 22 juni 1844 nr 220 door J.A. Beijerinck Tekening: handschrift, ingekleurd; 50 x 64 cm Collectienaam: Commissie Droogmaking Haarlemmermeer Beeldbank Noord-Hollands Archief

In de eerste helft van de negentiende eeuw was stoomkracht nog relatief duur. In de loop van de eeuw zouden de kosten gaan dalen. Tussen 1870 en 1885 nam het aantal stoomgemalen fors toe, mede door de florerende gang van zaken in de landbouw. Maar in 1896 werd nog 41% van het te bemalen oppervlak door windkracht droog gehouden door 1953 windmolens. En in een aantal polders werd nog gebruik gemaakt van zowel stoom- als windkracht. Er waren 444 stoompoldergemalen waarvan 108 in Noord-Holland, 153 in Zuid-Holland en 5 in Overijssel. In Noord- en Zuid-Holland waren 15 boezemstoomgemalen. In 1855 werd het eerste stoomgemaal in Gelderland gesticht en in Friesland in 1861. (Note: Brandsma 162 163)

Lintsen heeft overgang van windbemaling naar stoombemaling uitvoerig onderzocht. Hij komt tot de conclusie dat het kostenaspect in toenemende mate werd afgewogen tegen andere factoren. Stoomkracht gaf meer mogelijkheid voor een rationeel waterbeheer. De polder kon ook in de winter worden drooggemalen en daardoor hadden de boeren de mogelijkheid om andere gewassen te zaaien en de kans op misoogsten werd kleiner. Bij stoombemaling waren door het grotere pompvermogen minder greppels nodig en er kon met een kleinere boezem worden volstaan.

Er waren echter ook indirecte kosten zoals een verandering in de boezem en aanpassingen van dijken en kanalen. Tussen 1850 en 1870 stegen de prijzen van landbouwgronden. Elke vergadering van ingelanden had zo zijn eigen overwegingen. De rationaliteit in de bedrijfsvoering van de ingelanden kon een belangrijke rol spelen. Dit leidde tot een verschil in besluitvorming tussen verschillende polders. Geleidelijk werd de onzekerheid in de besluitvorming echter minder.
(Note: Lintsen H.W. ‘Van windbemaling naar stoombemaling; innoveren in Nederland in de negentiende eeuw’ in ‘Jaarboek voor de geschiedenis van bedrijf en techniek 2’ (1985) 48-63.)

Halfweg onder stoom

In het boekje ‘Halfweg onder stoom’ beschrijft Gerrit van der Beldt ‘25 jaar lief en leed’ van de Stichting Vrienden Stoomgemaal Halfweg. Uit dit prachtig verzorgd boekwerk blijkt duidelijk dat de belangstelling voor industrieel erfgoed nog maar zeer gering was op het moment dat het Hoogheemraadschap Rijnland het stoomgemaal in Halfweg buiten gebruik wilde stellen. Engelse geïnteresseerde mochten de stoommachines kopen en de gebouwen zouden worden gesloopt.

Het gemaal heeft niet rechtstreeks geholpen de Haarlemmermeer droog te malen. Maar doordat, met het droogmalen van dat immense binnenmeer, de Rijnlandse boezem drastisch werd verkleind, en dus de waterberging ernstig werd beperkt, ontstond de behoefte aan een aantal nieuwe gemalen om deze boezem op peil te houden. Een van die nieuwe gemalen werd in 1852 gebouwd in Halfweg. Het gemaal loosde rechtstreeks op het toen nog in open verbinding met de Zuiderzee staande IJ.

Nadat het gemaal ruim 125 jaar in bedrijf was geweest, sloeg het op 20 april 1977 voor het laatst boezemwater uit. Toen werd, ten noordoosten van Halfweg, het nieuwe diesel vijzelgemaal in gebruik genomen. Amsterdam had plannen om de Ringvaart te verbinden met de Amerikahaven waardoor er een nieuwe plaats voor een nieuwe gemaal moest worden gevonden. Het gemaal in Halfweg werd op een voorlopige lijst van beschermde monumenten geplaatst. Dit zeer tegen de zin van het Hoogheemraadschap van Rijnland. Men vindt daar dat het beheer van een beschermd monument niet behoort tot de taak van het hoogheemraadschap. De financiële consequenties zijn onaanvaardbaar voor de omslagplichtigen en er werd een officieel beroep tegen plaatsen op de monumentlijst aangetekend. Het is dan ook bijzonder wrang om te constateren dat het Hoogheemraadschap Rijnland nu op haar website een rubriek ‘Rijnlands erfgoed’ heeft waar o.a. dit gemaal een prominente plek heeft gekregen.

Het is aan doorzettingsvermogen en onverzettelijkheid van een beperkt aantal enthousiastelingen te danken dat het Stoomgemaal Halfweg op 24 oktober 1983 toch op de monumentenlijst werd geplaatst. Nadat de stichtingsvorm uiteindelijk goed was geregeld konden de subsidies worden aangevraagd. Ondanks haar bezwaren bleef het Hoogheemraadschap op zeer beperkte schaal het opgegeven gemaal technisch ondersteunen. Toen uiteindelijk de stichting een eerste sluitende begroting kon laten zien werd er ook van de vroegere eigenaar een kleine subsidie ontvangen.

In de oprichtingsakte is het doel van de stichting duidelijk geformuleerd:
‘Het instandhouden van het stoomgemaal als monument met een werkende stoombemalingsinstallatie met bijbehorende gebouwen en terreinen. Daarnaast het inrichten en exploiteren van een museum verband houdende met de waterstaatkundige ontwikkeling zowel in het heden als het verleden’.

Het complex bestaat uit een ketelhuis en een machinehuis waarin de stoommachines en de schepraderen. Beide gebouwen zijn door middel van een houten brug met elkaar verbonden. Een tweede machinehuis was al eerder gesloopt. Het huidige ketelhuis dateert uit 1888. De paren van drie schepraderen hebben een middellijn van 7,5 meter. De eerste stoommachine is in 1923 vervangen door een horizontale gelijkstroommachine van de firma Stork uit Hengelo. De Lancaster ketels in het ketelhuis werden toen vervangen door twee kolen gestookte waterpijpketels.