Após patentear sua máquina, Arkwright mudou−se para Nottingham, onde se associou a dois ricos fabricantes de malhas, Need e Strutt. Eles empregavam produtores domésticos e também trabalhadores que tricotavam meias em oficinas por meios mecânicos.
Arkwright construiu então, em 1771, em Cromford, à margem do rio Derwent, uma usina acionada por rodas hidráulicas. Submetida a expansões sucessivas, em 1779, ela empregava 300 trabalhadores e utilizava vários milhares de fusos.
A máquina de Arkwright, chamada water frame (literalmente: armação de água), se distinguia do filatório por exigir tanta força−motriz que tinha de ser movida por quedas de água ou por animais de tração. Além de grande, era cara, incompatível com a manufatura doméstica.
Ela tinha de ser instalada em local próprio, com espaço apropriado e dotado de força−motriz. Em suma, era uma máquina que exigia como ambiente a fábrica e como modo de produção o capitalismo.
A vantagem dos water frames não era apenas uma produtividade muito mais elevada do trabalho mas também melhor qualidade do fio, que era fino e resistente. Tornava dispensável a urdidura de linho. Possibilitava a produção de calicós de puro algodão, tão perfeitos como os da Índia. Em 1773, Arkwright e seus sócios montaram uma tecelagem em que calicós puros eram produzidos.
Só que, ao fazer isso, eles incorriam na proibição de comprar e vender tecidos puros de algodão, pois a lei de 1735 só abria exceção aos tecidos mistos de algodão e linho.
Em 1774, Arkwright compareceu perante o parlamento e defendeu sua indústria das denúncias de seus concorrentes artesanais, pedindo plena liberdade de produção e comércio de panos de algodão na Grã−Bretanha, contra uma taxação moderada de 3 dinheiros por jarda.
Não levou muito tempo para sua proposta ser acatada. "Deste momento em diante, a indústria de algodão e a maquinofatura pôde se desenvolver sem impedimento" (Mantoux, 1927, p.225).
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