Canal do Panamá bloqueia - Panama Canal locks

Sequência de eclusas e passagens pelas quais um navio passa ao transitar pelo canal do Panamá .

O Gatun Locks, olhando para o norte em direção ao Oceano Atlântico .

As eclusas do Canal do Panamá ( espanhol : Esclusas del Canal de Panamá ) são um sistema de eclusas que eleva os navios até 85 pés (26 metros) até a elevação principal do Canal do Panamá e desce novamente. O canal original tinha um total de seis degraus (três para cima, três para baixo) para a passagem de um navio. O comprimento total das estruturas de bloqueio, incluindo as paredes de abordagem, é de mais de 1,9 milhas (3 km). As eclusas foram uma das maiores obras de engenharia já realizadas quando foram inauguradas em 1914. Nenhuma outra construção de concreto de tamanho comparável foi realizada até a Represa Hoover , na década de 1930.

Existem duas faixas de trânsito independentes, já que cada eclusa é construída dupla. O tamanho das eclusas originais limita o tamanho máximo dos navios que podem transitar pelo canal; esse tamanho é conhecido como Panamax . A construção do projeto de expansão do Canal do Panamá , que incluiu um terceiro conjunto de eclusas, começou em setembro de 2007, terminou em maio de 2016 e começou a operação comercial em 26 de junho de 2016. As novas eclusas permitem o trânsito de navios maiores, Novos Panamax , que têm uma maior capacidade de carga do que os bloqueios anteriores eram capazes de lidar.

Projeto

Existem doze bloqueios no total. Um vôo de duas etapas em Miraflores , e um vôo único em Pedro Miguel, transportam navios do Pacífico até o Lago Gatún ; então, um vôo triplo em Gatun os baixa para o lado do Atlântico . Todos os três conjuntos de bloqueios estão emparelhados; ou seja, há dois voos paralelos de bloqueios em cada um dos três locais de bloqueio. Isso, em princípio, permite que os navios passem em direções opostas simultaneamente; no entanto, navios grandes não podem cruzar com segurança em velocidade no Corte Culebra , então na prática os navios passam em uma direção por um tempo, depois na outra, usando ambas as "faixas" das eclusas em uma direção de cada vez.

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Lapso de tempo de 24 horas da câmara superior das eclusas de Miraflores

As câmaras de bloqueio têm 110 pés (33,53 m) de largura por 1.050 pés (320 m) de comprimento, com um comprimento útil de 1.000 pés (305 m). Essas dimensões determinam o tamanho máximo dos navios que podem usar o canal; esse tamanho é conhecido como Panamax. A elevação total (a quantidade pela qual um navio é levantado ou abaixado) nas três etapas das eclusas Gatun é de 85 pés (25,9 m); a elevação das eclusas Miraflores de duas etapas é de 54 pés (16 m). As fechaduras Pedro Miguel de passo único têm uma elevação de 9,4 m. A elevação em Miraflores, na verdade, varia devido às marés extremas no lado do Pacífico, entre 43 pés (13 m) na maré extrema alta e 64,5 pés (20 m) na maré extrema baixa; as diferenças de maré no lado do Atlântico são muito pequenas.

As câmaras de bloqueio são estruturas maciças de concreto. As paredes laterais têm de 45 a 55 pés (14 a 17 m) de espessura nas bases; em direção ao topo, onde menos resistência é necessária, eles diminuem gradualmente para 8 pés (2,4 m). A parede central entre as câmaras tem 18 m de espessura e abriga três galerias que percorrem todo o seu comprimento. O mais baixo deles é um túnel de drenagem; acima disso, há uma galeria para cabeamento elétrico; e em direção ao topo há uma passagem que permite que os operadores tenham acesso à maquinaria da fechadura.

Enchimento e drenagem

Cada câmara de eclusa requer 26.700.000 US gal (101.000 m ³ ) de água para enchê-la da posição abaixada à elevada; a mesma quantidade de água deve ser drenada da câmara para baixá-la novamente. Embutidos nas paredes laterais e centrais estão três grandes bueiros que são usados para transportar água do lago para as câmaras, para elevá-las, e de cada câmara para a próxima, ou para o mar, para baixá-las. Esses bueiros começam com um diâmetro de 22 pés (6,71 m) e reduzem para 18 pés (5,49 m) de diâmetro, grandes o suficiente para acomodar um trem. Os bueiros transversais se ramificam a partir desses bueiros principais, passando por baixo das câmaras de bloqueio para as aberturas no chão. Existem quatorze bueiros transversais em cada câmara, cada um com cinco aberturas; sete bueiros transversais dos bueiros principais da parede lateral alternam com sete do bueiro da parede central.

A água é movida pela gravidade e controlada por enormes válvulas nos bueiros. Cada bueiro cruzado é controlado de forma independente. Uma câmara de bloqueio pode ser preenchida em até oito minutos. Há turbulência significativa na câmara de bloqueio durante este processo.

Gates

Os portões do Gatún são fechados para um navio de cruzeiro que desce até a extremidade caribenha do canal. Os portões em ambas as extremidades da câmara superior são duplicados para segurança.

Miraflores bloqueia

Os portões que separam as câmaras em cada lance de eclusas devem conter um peso considerável de água e devem ser confiáveis e fortes o suficiente para resistir a acidentes, já que a falha de um portão poderia desencadear uma inundação catastrófica de água rio abaixo.

Esses portões são enormes, variando de 47 a 82 pés (14,33 a 24,99 m) de altura, dependendo da posição, e têm 7 pés (2,13 m) de espessura. Os portões mais altos estão em Miraflores , devido à grande amplitude das marés lá. As folhas mais pesadas pesam 662 t (730 toneladas curtas; 652 toneladas longas); as dobradiças pesam cada uma 16,7 t (36.817 lb). Cada portão tem duas folhas, 65 pés (19,81 m) de largura, que se aproximam em forma de "V" com a ponta a montante. Esse arranjo tem o efeito de que a força da água do lado mais alto empurra as extremidades dos portões juntas com firmeza. Os portões só podem ser abertos quando, no ciclo de funcionamento, o nível da água em ambos os lados for igual.

A maquinaria original do portão consistia em uma enorme roda motriz, movida por um motor elétrico, à qual estava fixada uma biela, que por sua vez se prendia ao meio do portão. Esses mecanismos foram substituídos por amortecedores hidráulicos a partir de janeiro de 1998, após 84 anos de serviço. Os portões são ocos e flutuantes, como o casco de um navio, e são tão bem equilibrados que dois motores de 19 kW (25 HP) são suficientes para mover cada folha do portão. Se um motor falhar, o outro ainda pode operar o portão em velocidade reduzida.

Cada câmara também contém um par de portas auxiliares, que podem ser usadas para dividir a câmara em duas. Este projeto permite o trânsito de embarcações menores, como rebocadores de canal, sem utilizar toda a quantidade de água. Os portões auxiliares foram originalmente incorporados porque a esmagadora maioria de todos os navios do início de 1900 tinham menos de 600 pés (183 m) de comprimento e, portanto, não precisavam de todo o comprimento da câmara de eclusa. Esses portões raramente são usados; em vez disso, pequenos barcos como barcos de turismo, rebocadores e iates são passados em grupos.

Mulas

Uma mula em ação nas eclusas de Miraflores.

Desde o início, foi considerado um importante recurso de segurança que os navios se guiar através das câmaras de bloqueio por locomotivas elétricas, conhecidas como Mulas ( mulas , nomeado após os animais tradicionalmente utilizados para atravessar o istmo do Panamá), correndo nas paredes de bloqueio. Essas mulas são usadas para controle lateral e de frenagem nas eclusas, que são estreitas em relação aos navios modernos. O movimento de avanço para dentro e através das eclusas é, na verdade, fornecido pelos motores do navio e não pelas mulas. Um navio que se aproxima das eclusas primeiro puxa para cima até a parede guia, que é uma extensão da parede central das eclusas, onde é controlado pelas mulas na parede antes de prosseguir para a eclusa. À medida que avança, linhas adicionais são levadas às mulas na outra parede. Com navios grandes, há duas mulas de cada lado na proa e duas de cada lado na popa - oito no total, permitindo o controle preciso do navio.

As próprias mulas correm em trilhos de rack com bitola larga, 5 pés , para os quais são engrenadas . A tração é por energia elétrica, fornecida por meio de um terceiro trilho colocado abaixo do nível da superfície no lado do terreno. Cada mula possui um guincho poderoso , operado pelo motorista; eles são usados para colocar ou desembolsar dois cabos para manter o navio centralizado na eclusa enquanto o move de uma câmara para outra. Com apenas 2 pés (60 cm) de folga em cada lado do navio, é necessária uma habilidade considerável por parte dos operadores.

Embarcações menores, como pequenos barcos turísticos e iates particulares, são tomadas como trânsitos de linha de mão , onde os cabos de amarração para as paredes da eclusa são manuseados manualmente por manipuladores de linha no navio.

Características de segurança

Uma falha nos portões da eclusa - por exemplo, causada por um navio em fuga atingindo um portão - pode desencadear uma inundação nas terras a jusante das eclusas, já que o lago acima das eclusas ( Lago Gatún ou Lago Miraflores ) drena através do sistema de eclusas. Precaução extra contra isso é fornecida dobrando os portões em ambas as extremidades da câmara superior em cada lance de eclusas; portanto, sempre há pelo menos dois portões em cada lance de eclusas que não permitiriam que o nível mais alto de água passasse rio abaixo. Os portões adicionais estão a 70 pés (21 m) de distância dos portões de operação.

Corrente Fender (por volta de 1938)

Originalmente, as eclusas também apresentavam barreiras de corrente, que eram esticadas nas câmaras da eclusa para evitar que um navio ficasse fora de controle e batesse em um portão, e que eram baixadas para o piso da eclusa para permitir a passagem do navio. Essas correntes de defesa apresentavam mecanismos de freio elaborados para permitir que um navio de até 10.000 toneladas fosse parado com segurança. No entanto, dado o controle preciso dos navios possibilitado pelas mulas, era muito improvável que essas correntes fossem necessárias. Com muitos usuários de canais modernos pesando mais de 60.000 toneladas, e devido ao custo de manutenção deles, o número das correntes de defesa foi reduzido em 1976 e finalmente removido em 1980.

Além disso, o projeto original das eclusas tinha outro recurso de segurança, represas de emergência que podiam ser abertas nas eclusas na extremidade superior de cada vôo. Consistiam em pontes giratórias, das quais as vigas eram baixadas até o piso da fechadura; As venezianas de aço poderiam então ser enfiadas nessas vigas para bloquear o fluxo de água. Simulações mensais foram realizadas, durante a noite e o dia, para garantir que essas barragens pudessem ser implantadas em caso de emergência.

No final da década de 1930, as barragens originais foram substituídas por novas barragens, que foram levantadas de fendas no fundo das câmaras de eclusa, seja hidraulicamente ou por ar comprimido. As novas barragens foram retiradas no final da década de 1980 e, hoje, nenhuma barragem de emergência está instalada.

Controles

Uma vez que todo o equipamento de eclusa é operado eletricamente, o processo de trancamento de um navio para cima ou para baixo pode ser controlado a partir de uma sala de controle central, que está localizada na parede central do lance superior de eclusas. Os controles foram projetados desde o início para minimizar a chance de erro do operador e incluem um modelo completo das fechaduras, com componentes móveis que refletem o estado das portas e válvulas da fechadura reais. Desta forma, o operador pode ver exatamente em que estado as fechaduras e válvulas de água estão.

Os intertravamentos mecânicos são integrados aos controles para garantir que nenhum componente possa ser movido enquanto outro estiver em um estado incorreto - por exemplo, abrindo o dreno e enchendo as válvulas de uma câmara de bloqueio simultaneamente.

Construção

Gatun Locks em construção, por volta de 1913

A parede do meio do Gatún trava, durante a construção, em 1910. O homem de pé abaixo e à direita do bueiro ilustra a escala.

As principais formas de bueiros são vistas em primeiro plano aqui durante a construção; atrás podem ser vistas as formas de paredes altas.

A construção das eclusas começou com a primeira colocação de concreto em Gatún, em 24 de agosto de 1909, pela empresa Day & Zimmermann, com sede na Filadélfia (anteriormente conhecida como Dodge & Day).

As eclusas Gatun são construídas em um corte feito em uma colina que margeia o lago, que exigiu a escavação de 5.000.000 jardas cúbicas (3.800.000 metros cúbicos) de material, principalmente rocha. As próprias fechaduras eram feitas de 2.046.100 cu yd (1.564.000 m ³ ) de concreto.

A quantidade de material necessária para construir as fechaduras exigiu medidas extensas para serem implementadas para manusear a pedra e o cimento. A pedra foi trazida de Portobelo para as eclusas de Gatún, enquanto o trabalho no lado do Pacífico utilizou pedra extraída do Monte Ancon.

Enormes teleféricos aéreos foram construídos para transportar concreto para a construção em Gatún. Torres de 26 m (85 pés) de altura foram construídas nas margens do canal, e cabos de fio de aço de 6 cm (2,5 pol.) Foram amarrados entre elas para cobrir as eclusas. Os baldes que passam por esses cabos transportam até seis toneladas de concreto por vez para as comportas. Ferrovias elétricas foram construídas para levar pedra, areia e cimento das docas às máquinas de mistura de concreto, de onde outra ferrovia elétrica carregava dois baldes de 6 toneladas de cada vez para os teleféricos. As construções menores em Pedro Miguel e Miraflores usaram guindastes e locomotivas a vapor de maneira semelhante.

O concreto é normalmente moldado em fôrmas , estruturas provisórias que dão forma ao concreto à medida que ele pega. Para uma construção simples, normalmente seriam de madeira, mas a escala das fechaduras exigia formas extraordinárias.

As formas para as paredes consistiam em torres, frontais com placas verticais reforçadas, com 7,5 pol. (19 cm) de espessura, montadas em trilhos para permitir que as fechaduras fossem construídas em seções. Uma seção de cadeado seria colocada atrás do formulário e, quando fosse configurada, o formulário seria movido para a próxima seção. Cada uma das doze torres tinha 78 pés (24 m) de altura por 36 pés (11 m) de largura. As formas para os bueiros eram feitas de aço e eram dobráveis para que pudessem ser removidas e movidas ao longo de cada seção do bueiro. Ao todo, havia 33 formas para os bueiros do centro e da parede lateral, cada um com 12 pés (3,7 m) de comprimento, e 100 formas menores para os bueiros laterais.

As eclusas do lado do Pacífico foram concluídas primeiro - o vôo único em Pedro Miguel em 1911 e Miraflores em maio de 1913.

O rebocador marítimo Gatun , um rebocador de trabalho de entrada do Atlântico usado para içar barcaças, fez o primeiro bloqueio de teste das eclusas de Gatún em 26 de setembro de 1913. O bloqueio foi perfeito, embora todas as válvulas fossem controladas manualmente, uma vez que o painel de controle central ainda não estava pronto.

Mapa

Vista aérea de Gatún Locks, Canal do Panamá. No topo, vários navios esperando no Lago Gatún para cruzar as eclusas. Na parte inferior está o canal de saída para o Oceano Atlântico ( Mar do Caribe ). À esquerda das eclusas existentes, a área de construção do novo conjunto de eclusas com câmaras de economia de água, parte do projeto de expansão do Canal do Panamá, que foi inaugurado em junho de 2016.

Canal do Panamá

lenda

km

mi

oceano Atlântico

( Mar do Caribe )

0

Entrada do Atlântico,

Entrada do quebra-mar da baía de Manzanillo

8,7

5,4

Porto de Colón (Cristóbal)

8,7

5,4

Porto de Colón (Cristóbal)

Colón, terminal de cruzeiros, MIT , Zona Franca , aeroporto

Porto de Cristóbal ,

Estação de passageiros atlântica

Terceira ponte ou ponte atlântica

1,9

1,2

Gatun Locks

3 câmaras, +26 m (85 pés)

novas eclusas Agua Clara

(3 câmaras; cada uma com 3 bacias de economia de água)

Gatun Dam ,

Hidroeletricidade do rio Chagres (22,5 MW), vertedouro

24,2

15.0

Lago Gatun

Rio Gatún , calçada, ponte Monte Lirio

8,5

5,3

Gamboa

Rio Chagres ,

Madden Dam , lago Alajuela

com hidroeletricidade (36 MW)

12,6

7,8

Corte Culebra

(Corte Gaillard)

Bacia hidrográfica continental , cume

Ponte Centenária ( Rodovia Pan-Americana , via Cidade do Panamá)

1,4

0.9

Pedro Miguel Locks

1 câmara, +9,5 m (31 pés)

novas fechaduras Cocoli

(3 câmaras; cada uma com 3 bacias de economia de água)

1,7

1,1

Lago Miraflores

1,7

1,1

Miraflores Locks

2 câmaras, +16,5 m (54 pés); vertedouro

13,2

8,2

Porto de balboa

13,2

8,2

Porto de balboa

Diablo, estação de passageiros de Corozal, aeroporto , terminal ferroviário

Balboa

total

Ponte das Américas (Arraiján - Cidade do Panamá )

77,1

47,9

Entrada do Pacífico

oceano Pacífico

( Golfo do Panamá )

lenda

					Canal navegável (calado máximo: 39,5 pés (12,0 m))
					Água não navegável
					Doca, área industrial ou logística
					Direção do fluxo de água
					Ferrovia do Canal do Panamá (estação de passageiros, estação de carga)
					Cidade, vila ou vila