Una delle maggiori vie d’acqua artificiali del mondo, il Canale di Panama collega l’Oceano Atlantico e l’Oceano Pacifico, tagliando l’istmo di Panama – una stretta striscia che separa il Mar dei Caraibi dall’Oceano Pacifico.
Completata la costruzione nell’agosto 1914, il Canale di Panama, lungo 77 km, aiuta le navi che navigano tra la costa orientale e quella occidentale degli USA ad accorciare il loro viaggio di 15.000 km. Allo stesso modo, il canale fa risparmiare fino a 3.700 km alle navi che transitano tra l’Europa e l’Asia orientale.
Attualmente, il canale di Panama gioca un ruolo significativo nell’economia degli Stati Uniti, poiché gestisce una quota sostanziale della navigazione statunitense. Nell’anno fiscale 2017, il canale ha visto il passaggio di un totale di 13.548 navi, che hanno trasportato 403,8 milioni di tonnellate di carico.
Conosci questi fatti interessanti sul canale di Panama?
Geograficamente, gli oceani con cui il Canale di Panama si collega non sono allo stesso livello; l’Oceano Pacifico è un po’ più alto dell’Oceano Atlantico.
Questa differenza nel livello del mare richiede alle navi di salire sul terreno di Panama – fino a 26 metri sul livello del mare – per raggiungere l’altra estremità del canale.
Con l’aiuto di Lock Gates, le navi che entrano nel canale vengono sollevate al livello superiore e poi scese al livello del mare all’altra estremità del canale.
Il Panama Water Lock System è considerato uno dei più grandi servizi di ingegneria intrapresi in quel momento, che risponde alle esigenze delle navi per risparmiare tempo di transito.
Progettazione delle chiuse del Canale di Panama
Il Panama Water Lock System consiste in un totale di tre serie di serrature-12 chiuse- per aiutare le navi a transitare tra l’Atlantico e il Pacifico attraverso laghi e canali artificiali.
Prima dell’espansione del canale, che è stata completata nel 2016, il canale aveva due linee con due serie di chiuse alle due estremità del canale.
L’espansione del canale ha portato ad una terza corsia e la terza serie di chiuse che permettono l’ingresso di navi più grandi.
Le chiuse, situate sui lati Atlantico e Pacifico, sollevano e abbassano le navi da/per il Canale di Panama che si trova a 26 metri dal livello del mare.
Sul lato Pacifico, il sistema di chiuse presenta le chiuse Miraflores a due camere e le chiuse Pedro Miguel a una camera, mentre le chiuse Gatun a tre camere si trovano sul lato Atlantico del Canale di Panama.
Siccome queste tre serie di chiuse sono accoppiate, due rampe parallele di chiuse si trovano in ciascuno dei tre siti di chiuse, permettendo il movimento simultaneo di navi in direzioni opposte.
Tuttavia, in pratica, solo sei enormi coppie di chiuse sono utilizzate dalle navi per il transito ora, e le navi si muovono in una direzione alla volta a causa dei vincoli di sicurezza per attraversare il Culebra Cut.
Significa anche che le navi attualmente utilizzano entrambe le corsie della chiusa solo per muoversi in una direzione alla volta.
Clicca per ingrandire – Credits: @thepanamaCanal/Twitter
Le chiuse originali del Canale di Panama sono larghe 33,53 metri (110 piedi), mentre ogni chiusa ha una lunghezza di 320 metri (1.050 piedi). Le pareti di ogni chiusa hanno uno spessore variabile da 15 metri (alla base) a 3 metri (in cima).
Le dimensioni della chiusa decidono le dimensioni di una nave, che è anche conosciuta come Panamax- che può passare attraverso il canale. La terza serie di chiuse aperta dopo il progetto di espansione permette alle navi più grandi di attraversare il canale.
La nuova metrica Panamax, con le nuove chiuse, permette alle navi con una lunghezza totale di 366 metri, un raggio di 49 metri e un pescaggio di 15,2 metri. La portanza totale, la capacità di alzare o abbassare una nave, delle chiuse sono; Gatun locks-85 piedi, Pedro Miguel locks-54 piedi e Miraflores- tra 64,5 piedi e 43 piedi a causa delle maree estreme.
Le porte delle chiuse del Canale di Panama separano i campioni, e sono abbastanza forti per contenere migliaia di litri d’acqua. Le chiuse d’acqua sono riempite o svuotate in meno di 10 minuti e ogni coppia di porte della chiusa impiega due minuti per aprirsi.
Le dimensioni delle porte della chiusa di Panama vanno da 14,33 a 24,99 metri e misurano 2,13 metri di spessore. Ogni porta ha due foglie che misurano 19,81 metri di larghezza e queste foglie si chiudono a forma di “V” con la punta a monte, permettendo alle porte di gestire la forza dell’acqua.
Le porte sono aperte solo quando il livello dell’acqua è uguale su entrambi i lati. Una catena di parabordi, che pesa circa 30.000 libbre, alla fine di ogni chiusa impedisce alle navi di urtare le porte prima della loro apertura.
Per permettere alle navi di passare la chiusa, ogni camera deve essere riempita con 26.700.000 galloni di acqua. Le chiuse sono azionate usando il flusso di gravità dell’acqua dai laghi come Gatún, Alajuela e Miraflores. Il sistema di chiuse include condotti d’acqua larghi 18 piedi collegati ad esso, eseguendo il compito di portare l’acqua da questi laghi alle camere per sollevare le navi e dalle camere alla prossima chiusa o al mare per abbassare le navi.
Operato elettricamente, l’intero processo del sistema di chiuse è controllato da una sala di controllo situata sulla parete centrale della rampa superiore delle chiuse.
Le sale di controllo guidano le navi attraverso le camere delle chiuse usando locomotive elettriche di traino. Le navi vengono tirate con l’aiuto di queste macchine, chiamate “muli”, usando un cavo attraverso le chiuse.
In media, le navi hanno bisogno di sei di questi muli, tre per lato, quando usano le chiuse per entrare o uscire dal canale.
Funzionamento delle chiuse del canale di Panama
L’intero funzionamento del sistema di chiuse ad acqua di Panama può essere descritto in pochi passi:
1. La nave si avvicina verso la camera inferiore delle chiuse del canale;
2. la valvola della prima camera si apre e l’acqua scorre per forza di gravità dalla camera più alta a quella più bassa, portando il livello dell’acqua al livello del mare;
3. il cancello bloccato si apre per permettere alla nave di entrare nella camera, e il cancello si chiude dietro di essa;
4. la valvola della camera successiva si apre per aumentare il livello dell’acqua a quello della prima camera;
5. la porta della chiusa viene aperta e la nave entra nella camera successiva;
6. Il livello dell’acqua viene nuovamente equalizzato e la nave esce finalmente dalla chiusa ed entra nel canale lungo 77 km.
All’altra estremità del canale, un processo simile verrà eseguito per abbassare la nave al livello del mare.
In dettaglio:
Per una nave che entra nel canale dall’estremità atlantica, viaggiando in direzione sud-est, il primo ingresso sarà nella prima camera della chiusa (a livello del mare) situata alle chiuse di Gatun.
Dopo che le navi sono entrate nella camera, le porte della chiusa stagna vengono chiuse dal maestro della chiusa e la valvola viene aperta per consentire il flusso d’acqua dalla seconda camera della chiusa adiacente, a 28 piedi sul livello del mare.
L’acqua scorre attraverso tubi sotterranei nella prima camera fino a quando i livelli dell’acqua sono uguali.
Tuttavia, qui non si usano pompe; l’intera operazione di equalizzazione dei livelli d’acqua tra le camere di chiuse del Canale di Panama dipende dai principi della gravità per spostare l’acqua e dal fatto che l’acqua cerca il proprio livello.
Quando i livelli d’acqua di due camere adiacenti sono uguali, l’acqua smette di scorrere dai condotti idrici.
Una volta che i livelli d’acqua tra la prima e la seconda camera sono uguali, la valvola viene chiusa dal maestro della chiusa e le porte della chiusa stagna tra la prima e la seconda camera della chiusa vengono aperte successivamente.
Questo processo permette alla nave di procedere alla seconda camera della chiusa. La prima operazione si ripete poi tra la seconda camera di blocco e la terza camera di blocco, che solleva la nave al livello del lago Gatun.
Dopo la chiusura della valvola finale e l’apertura della porta della chiusa stagna, la nave è sollevata di 85 piedi sul livello del mare e può continuare il suo viaggio verso il Pacifico.
Lo stesso processo viene seguito inversamente per rimandare la nave al livello del mare. Alle chiuse di Pedro Miguel, all’estremità pacifica del canale, quando la nave entra nella prima camera, le porte stagne vengono chiuse e la valvola viene aperta su quella camera della chiusa, permettendo all’acqua di defluire dalla prima camera della chiusa nella seconda camera della chiusa, relativamente più bassa.
Dopo che il livello dell’acqua tra le due camere è allo stesso livello, le porte stagne vengono aperte permettendo alla nave di continuare a trasmettere giù per il Gaillard Cut fino alle chiuse di Miraflores, dove l’operazione di abbassamento della nave al livello del mare è completata.
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