mini|300px|Distintos tipos de máquinas de vapor estacionarias (1894)
La tecnología en la Industrialización, un período con especial desarrollo en Europa y en Norteamérica, se caracterizó por el uso del carbón de hulla, de la máquina de vapor, del telar mecánico, de máquinas herramienta, de la locomotora de vapor y del barco de vapor. Sin embargo, la revolución Industrial, que comenzó en la segunda mitad de , no solo se caracterizó por numerosas innovaciones técnicas, sino que también condujo a numerosos cambios económicos y sociales. El sociólogo francés Georges Friedmann habló por primera vez de una Segunda Revolución Industrial en 1936,Georges Friedmann: La crise du progrès. Esquisse d'histoire des idées 1895–1935, Paris 1936 que fechó en las décadas de alrededor de 1900.
Tecnología textil mini|upright|Hiladora mecánica ("Jenny")
Dos pasos del proceso en la fabricación de telas en particular pudieron mecanizarse y racionalizarse para producir tejidos en grandes cantidades: el hilado y la tejeduría de los hilos.
Tejer con un telar había sido una profesión independiente desde la Edad Media, que fue practicada principalmente por hombres. En cambio, el hilado mediante un huso o una máquina de hilar, era practicado por mujeres. La producción a menudo realizaba en talleres domésticos, a través de un tratante que obtenía las materias primas. Se pagaba un precio fijo por una cierta cantidad de hilo. Inicialmente, el cuello de botella de la producción era la disponibilidad de hilo, y para remediarlo se idearon hiladoras simples con cuatro husos por máquina. Una vez que hubo suficiente hilo, el nuevo cuello de botella era la producción de tejidos, lo que se tradujo en la instalación de más telares. Ahora, la hilatura volvió a ser el cuello de botella, lo que condujo a máquinas de hilar con muchos más husos. Finalmente, se desarrollaron dispositivos de hilar con más de 100 husos por máquina.
Las primeras máquinas de hilar y tejer estaban hechas principalmente de madera, especialmente su estructura. Tenían pocas partes de cobre o de hierro. Inicialmente fueron impulsados con ruedas hidráulicas, lo que se refleja en el nombre de las primeras máquinas de hilar, las hiladoras hidráulicas de Richard Arkwright, de 1771. Numerosos grupos de artesanos trabajaban juntos en su construcción. Los molineros intervinieron en la construcción de molinos de viento y de agua en la época preindustrial y, por lo tanto, estaba familiarizado con varios elementos de transmisión, como semiejes y engranajes. Normalmente se prefería utilizar la madera, y solo se recurría a los metales cuando no había otra solución.
Cuando las máquinas de hilar se hicieron más grandes y con más husos, se utilizó cada vez más hierro en lugar de madera, que puede transferir mejor las fuerzas y los pares y genera menos fricción. Esto creó una gran necesidad de piezas de hierro idénticas, como tornillos, husillos y engranajes, lo que tuvo un impacto en muchas otras industrias y su tecnología. Como la potencia de las ruedas hidráulicas ya no era suficiente, se sustituyeron por máquinas de vapor y se fundaron las primeras fábricas textiles.Akos Paulinyi: Die Umwälzungen der Technik in der Industriellen Revolution zwischen 1750 und 1840 in: Wolfgang König (Hrsg.): Propyläen Technikgeschichte - Band 3. Propyläen, Berlin 1997, S. 286f., 299f.
Minería mini|300px|Mina de carbón y horno de coque. Rusia, finales del siglo XIX
La minería del carbón se ha documentado desde la época del asentamiento celta. Sin embargo, el carbón, en abel-perl.de, consultado el 4 de mayo de 2016Friedhelm Ebbecke-Bückendorf: Wo der Bergbau einst begann. auf: aachener-nachrichten.de. 22. Januar 2016, abgerufen am 4. Mai 2016. rara vez se usaba como combustible, para lo que se prefería la madera, que también se usaba para producir carbón vegetal. Este combustible se empleaba para cocinar y para calentar las casas. Igualmente, intervenía en distintos procesos fabriles, como la alfarería, la fabricación de vidrio y de porcelana, la cocción de ladrillos y la extracción de metales. Sin embargo, con el elevado punto de fusión del hierro (1535 °C), ni la madera ni el carbón vegetal generalmente no eran suficientes o su consumo era muy alto. En 1698, comenzó la excavación de lignito en Mücheln/Braunsbedra, iniciándose la minería del carbón en el centro de Alemania. Sin embargo, pronto la hulla se volvió más importante, porque tiene un densidad de energía que es aproximadamente el doble que la de la madera seca. El uso de la hulla hizo posible alcanzar temperaturas más altas para el procesamiento del hierro, dando lugar a una nueva tecnología que permitió sustituir muchas partes de las máquinas que todavía estaban hechas de madera.Wagenbreth/Düntzsch/Gieseler 2002, Seite 40 La hulla también adquirió importancia como combustible para las máquinas de vapor.
La minería era una actividad habitual desde la Edad Antigua. Con el aumento de la profundidad de las minas, surgió el problema de la inundación de las galerías: tan pronto como los pozos llegaban por debajo del nivel del agua subterránea, se filtraba agua que tenía que ser bombeada para poder avanzar más. Dado que la minería era de gran importancia económica, el problema del drenaje de las galerías se hizo cada vez más urgente, propiciando que científicos e ingenieros comenzaran a abordarlo e investigasen las leyes de la neumática y de la hidráulica para mejorar las bombas. Además, se fundaron centros laborales para la formación de los mineros y escuelas técnicas para proporcionar una adecuada formación a los ingenieros.
Innovaciones técnicas ideadas para la minería, como la máquina de vapor utilizada inicialmente para bombear agua o las vías con carriles para mover las vagonetas, sentarían las bases del ferrocarril, que acabaría convirtiéndose en un medio de transporte revolucionario. Así mismo, muchas técnicas empleadas para abrir galerías mineras, se adaptaron a la excavación de túneles, que a su vez facilitaron la expansión del ferrocarril en zonas montañosas. En Alemania, a principios del , se tendió a excavar pozos verticales en lugar de galerías más o menos horizontales. Estos pozos podían perforarse a mayores profundidades para alcanzar depósitos más productivos. Sin embargo, esto intensificó el problema de achicar el agua infiltrada. Ya a principios del , las máquinas de vapor de Newcomen se usaban en Inglaterra para bombear el agua. Con profundidades cada vez mayores, las sogas de cáñamo habituales alcanzaron sus límites de carga y fueron reemplazados por cables de acero gracias a los avances de la siderurgia. Para simplificar el transporte de las rocas, primero se colocaron raíles de madera y luego de hierro sobre los que se desplazaban los vagones inicialmente arrastrados por caballos de tiro, hasta que fueron reemplazados por locomotoras de vapor.Akos Paulinyi: Die Umwälzungen der Technik in der Industriellen Revolution zwischen 1750 und 1840 in: Wolfgang König (Hrsg.): Propyläen Technikgeschichte - Band 3. Propyläen, Berlin 1997, S. 369f.
Siderurgia mini|300px|Grabado con los planos de un alto horno (1810)
Sin embargo, las técnicas del procesamiento de metales se modificaron varias veces en el transcurso de la industrialización. Este hecho se asocia al uso de coque obtenido de la hulla en lugar de carbón vegetal en los altos hornos y en el afinado del hierro; al empleo de la laminación en lugar de la forja; y a la disponibilidad de mejores hornos con un mayor suministro de oxígeno que mejoró la calidad de los materiales. El progreso de la siderurgia permitió que se pasara de la fundición de hierro al hierro forjado y finalmente al acero, materiales que contaban cada vez con mejores propiedades mecánicas, y que estaban disponibles en mayores cantidades y más baratos al mismo tiempo.Akos Paulinyi: Die Umwälzungen der Technik in der Industriellen Revolution zwischen 1750 und 1840 in: Wolfgang König (Hrsg.): Propyläen Technikgeschichte - Band 3. Propyläen, Berlin 1997, S. 389, 397, 402.Wolfhardt Weber: Verkürzungen von Zeit und Raum - Techniken ohne Balance zwischen 1840 und 1880 in: Wolfgang König (Hrsg.): Propyläen Technikgeschichte - Band 3. Propyläen, Berlin 1997, S. 65, 71, 78.
Obtención del hierro en tiempos preindustriales Desde el comienzo de Edad del Hierro, la extracción de hierro forjable a partir de mineral de hierro contaba de tres etapas. En la primera, se "derretía" el hierro metálico calcinando los minerales a elevada temperatura. El arrabio obtenido de esta manera todavía estaba muy contaminado con elementos indeseables, por lo que en una segunda etapa se afinaba calentándolo de nuevo en un horno bajo. Finalmente, en una tercera etapa se procesaba con un martillo de forja para obtener un material uniforme y eliminar las últimas impurezas.
En el Renacimiento, el mineral de hierro se colocaba en altos hornos junto con carbón vegetal, y se empleaban fuelles impulsados por ruedas hidráulicas para inyectar aire, suministrando oxígeno adicional. Esto permitió obtener arrabio a bajas temperaturas (de alrededor de 1100 °C), compuesto principalmente por hierro que casi no contenía carbono, y que por lo tanto era blando y forjable.
Alto horno de coque A medida que el carbón vegetal se volvió más escaso y más caro, algunos propietarios de fundiciones intentaron usar carbón mineral en su lugar. Sin embargo, el carbón de las minas solía estar muy contaminado con azufre y otros elementos que hacían que el hierro obtenido fuese duro y quebradizo y, por lo tanto, inutilizable. A Abraham Darby se le ocurrió la idea de transformar hulla en coque, es decir, calentarla en ausencia de oxígeno. Esta idea se tradujo en un espectacular avance. Sin embargo, todavía hubo que resolver numerosos problemas, dado que el coque se aglomeraba mucho más rápido, obstruyendo el flujo de aire en el interior de los hornos, y aún contenía impurezas que requerían un revestimiento refractario diferente. La expansión del alto horno de coque en Inglaterra comenzó alrededor de 1760. Los procesos para endurecer el hierro transformándolo en acero eran conocidos, pero su composición química aún no se conocía en ese momento, y el enfoque de estos procesos todavía procedía en gran parte de la tradición de la alquimia.
Refinación, forja y laminación mini|Representación esquemática de un convertidor Bessemer
La pudelación, patentada por Henry Cort en 1784, permitía utilizar carbón mineral en la refinación. El arrabio se colocaba en un horno de reverbero alimentado con hulla, lo que permitía que el azufre en la hulla no se mezclara con el metal en estado semisólido. En el hogar, el carbono del arrabio se quemaba con el oxígeno del aire durante varias horas. A medida que disminuía el contenido de carbono, también aumentaba la temperatura de fusión del hierro, de modo que se formaban lentamente lentejones de hierro sólidos, las lupas. Un trabajador agitaba constantemente el hierro pastoso recubierto por la escoria para garantizar que el contenido de carbono cayera uniformemente en todo el metal, lo que requería mucha fuerza y habilidad. Este hierro luego se vendía a la industria metalúrgica como un producto semiacabado, en forma de lingotes o de laminados en forma de rieles y planchas, que representaban la mayor parte de la producción. Este avance hizo que la fundición de hierro acabara siendo reemplazada como material estructural por el hierro pudelado aproximadamente desde 1860/1870.
Producción de acero en masa