En av de största konstgjorda vattenvägarna i världen, Panamakanalen, förbinder Atlanten och Stilla havet och skär över Panamas isthmus – en smal remsa som skiljer Karibiska havet från Stilla havet.
Den 77 km långa Panamakanalen, som färdigställdes i augusti 1914, hjälper fartyg som seglar mellan USA:s öst- och västkust att förkorta sin resa med 15 000 km. På samma sätt sparar kanalen upp till 3 700 km för fartyg som transiterar mellan Europa och Östasien.
För närvarande spelar Panamakanalen en viktig roll i USA:s ekonomi eftersom den hanterar en betydande del av den amerikanska sjöfarten. Under räkenskapsåret 2017 bevittnade kanalen passage av totalt 13 548 fartyg som transporterade 403,8 miljoner Panama Canal ton gods.
Känner du till dessa intressanta fakta om Panamakanalen?
Geografiskt sett ligger de hav som Panamakanalen ansluter till inte på samma nivå; Stilla havet ligger lite högre än Atlanten.
Denna skillnad i havsnivå kräver att fartygen måste ta sig upp över Panamas terräng – upp till 26 meter över havsytan – för att nå den andra änden av kanalen.
Med hjälp av slussportar lyfts fartygen som går in i kanalen upp till den högre nivån och släpps senare ner till havsnivån i andra änden av kanalen.
Panamas vattenslussystem anses vara en av de största ingenjörstjänsterna som utfördes vid den tiden, och som svarade mot fartygens behov av att spara transiteringstid.
Design av Panamakanalens slussar
Panamas vattenslussystem består av sammanlagt tre uppsättningar slussar-12 slussar- för att hjälpa fartyg att passera mellan Atlanten och Stilla havet via konstgjorda sjöar och kanaler.
För kanalutvidgningen, som avslutades 2016, hade kanalen två linjer med två uppsättningar slussar i kanalens båda ändar.
Kanalutvidgningen resulterade i ett tredje körfält och den tredje uppsättningen slussar som gör det möjligt för större fartyg att ta sig in.
Slussarna, som ligger på Atlant- och Stillahavssidan, lyfter och sänker fartygen till och från Panamakanalen som ligger 26 meter från havsnivån.
På Stillahavssidan har slussystemet de tvåkammarförsedda Miraflores-slussarna och de enkammarförsedda Pedro-Miguel-slussarna, medan de trekammarförsedda Gatun-slussarna ligger på Panamakanalens Atlantsida.
Då dessa tre uppsättningar slussar är parade, finns två parallella slussar vid var och en av de tre slussarna, vilket gör det möjligt för fartyg att röra sig samtidigt i motsatt riktning.
I praktiken används dock endast sex massiva slusspar av fartyg för transitering nu, och fartygen rör sig i en riktning i taget på grund av säkerhetsbegränsningar för att korsa Culebra Cut.
Det innebär också att fartygen för närvarande använder båda slussbanorna endast för att röra sig i en riktning i taget.
Klicka för förstoring – Credits: @thepanamaCanal/Twitter
Panamakanalens ursprungliga slussar är 33,53 meter breda och varje sluss har en längd på 320 meter. Väggarna i varje sluss har en tjocklek som varierar från 15 meter (vid basen) till 3 meter (vid toppen).
Slussens dimensioner bestämmer storleken på ett fartyg, som också kallas Panamax- som kan passera genom kanalen. Den tredje uppsättningen slussar som öppnades efter utbyggnadsprojektet gör det möjligt för större fartyg att passera kanalen.
Den nya Panamax-mätningen, med de nya slussarna, gör det möjligt för fartyg med en total längd på 366 meter, en bredd på 49 meter och ett djupgående på 15,2 meter. Den totala lyftet, kapaciteten att höja eller sänka ett fartyg, för slussarna är; Gatun-slussarna-85 fot, Pedro Miguel-slussarna-54 fot och Miraflores- mellan 64,5 fot och 43 fot på grund av de extrema tidvattnen.
Porten i Panamakanalens slussar separerar mästarna, och är starka nog att rymma tusentals liter vatten. Vattenslussarna fylls eller töms på mindre än 10 minuter och varje par slussportar tar två minuter att öppna.
Storleken på Panamas slussportar varierar från 14,33 till 24,99 meter och mäter 2,13 meter i tjocklek. Varje port har två blad som mäter 19,81 meter i bredd och dessa blad sluter sig till en V-form med spetsen uppströms, vilket gör att portarna kan hantera vattnets kraft.
Porten öppnas endast när vattennivån är lika hög på båda sidor. En fenderkedja, som väger cirka 30 000 pund, i slutet av varje sluss hindrar fartyg från att ramma portarna innan de öppnas.
För att låta fartygen passera slussen måste varje kammare fyllas med 26 700 000 000 US gallon vatten. Slussarna drivs med hjälp av gravitationsflödet av vatten från sjöar som Gatún, Alajuela och Miraflores. Slussystemet omfattar 18 fot breda vattenkulvertar som är kopplade till det och som utför uppgiften att transportera vatten från dessa sjöar till kamrarna för att höja fartygen och från kamrarna till nästa sluss eller till havet för att sänka fartygen.
Slussystemet drivs elektriskt och hela processen i slussystemet styrs från ett kontrollrum som är placerat på mittväggen i den övre slussfåran.
Kontrollrummen styr fartygen genom slussens kamrar med hjälp av elektriska bogserande lokomotiv. Fartygen dras med hjälp av dessa maskiner, som kallas ”mules”, med hjälp av en kabel genom slussarna.
I genomsnitt behöver fartygen sex sådana mules, tre på varje sida, när de använder slussarna för att komma in i eller ut ur kanalen.
Drift av Panamakanalens slussar
Hela driften av Panamas vattenslussystem fungerar kan beskrivas i några få steg:
1. Fartyget närmar sig den nedre kammaren i kanalslussarna;
2. Ventilen i den första kammaren öppnas och vatten strömmar genom gravitationskraften från den högre kammaren till den nedre, vilket för vattennivån till havsnivån;
3. Den låsta porten öppnas för att släppa in fartyget i kammaren, och porten stängs bakom det;
4. Ventilen i nästa kammare öppnas för att öka vattennivån till den i den första kammaren;
5. 5. Slussens port öppnas och fartyget går in i nästa kammare;
6. Vattennivån jämnas ut igen och fartyget lämnar slutligen slussen och går in i den 77 km långa kanalen.
I andra änden av kanalen kommer en liknande process att utföras för att sänka fartyget till havsnivå.
I detalj:
För ett fartyg som kommer in i kanalen från Atlantänden och färdas i sydostlig riktning kommer det första fartyget att gå in i den första slusskammaren (på havsnivå) som ligger vid Gatun-slussarna.
När fartygen kommit in i kammaren stängs de vattentäta slussdörrarna av slussmästaren och ventilen öppnas för att möjliggöra flödet av vatten från den intilliggande andra slusskammaren, 28 fot över havsnivån.
Vattnet strömmar genom underjordiska rör in i den första kammaren tills vattennivåerna är lika stora.
Inte några pumpar används dock här; hela arbetet med att utjämna vattennivåerna mellan slusskamrarna på Panamakanalen beror på gravitationsprincipen för att flytta vattnet och på det faktum att vatten söker sin egen nivå.
När vattennivåerna i två intilliggande kamrar är lika slutar vattnet att strömma från vattenkulvertarna.
När vattennivåerna mellan den första och den andra kammaren är lika stängs ventilen av slussmästaren och de vattentäta slussdörrarna mellan den första slusskammaren och den andra slusskammaren öppnas därefter.
Denna process gör det möjligt för fartyget att gå vidare till den andra slusskammaren. Den första operationen upprepas sedan mellan den andra slusskammaren och den tredje slusskammaren, vilket höjer fartyget till Gatun-sjöns nivå.
Efter stängningen av den sista ventilen och öppnandet av den vattentäta slussdörren höjs fartyget 85 fot över havsytan och kan fortsätta sin resa till Stilla havet.
Samma process följs i omvänd ordning för att skicka fartyget tillbaka till havsytan. Vid Pedro Miguel-slussarna i Stillahavsänden av kanalen, när fartyget kommer in i den första kammaren, stängs de vattentäta dörrarna och ventilen öppnas i den slusskammaren, vilket gör att vatten kan rinna från den första slusskammaren till den relativt sett lägre andra slusskammaren.
När vattennivån mellan de två kamrarna är på samma nivå öppnas de vattentäta dörrarna så att fartyget kan fortsätta att transportera sig ner genom Gaillard Cut till Miraflores-slussarna, där sänkningen av fartyget till havsnivå avslutas.
Disclaimer: Författarnas åsikter som uttrycks i den här artikeln återspeglar inte nödvändigtvis Marine Insights åsikter. Data och diagram, om de används, i artikeln har hämtats från tillgänglig information och har inte verifierats av någon lagstadgad myndighet. Författaren och Marine Insight hävdar inte att de är korrekta och tar inte heller något ansvar för dem. Åsikterna utgör endast åsikter och utgör inte några riktlinjer eller rekommendationer om någon åtgärd som ska följas av läsaren.
Artikeln eller bilderna får inte reproduceras, kopieras, delas eller användas i någon form utan tillstånd från författaren och Marine Insight.
Taggar: allmänna riktlinjer panamakanalen