Canal de Panama - Transporte Maritimo Internacional - Grupo #10

CANAL DE PANAMÁTRANSPORTE MARÍTIMO INTERNACIONAL - PANAMÁ

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Contenido 1.

INTRODUCCIÓN: ............................................................................................................ 4

2.

OBJETIVOS: ..................................................................................................................... 5

3.

HISTORIA ......................................................................................................................... 6

4.

UBICACIÓN GEOGRÁFICA: .......................................................................................... 9

5.

DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA INFRAESTRUCTURA: ......................................... 9 5.1.

6.

7.

8.

9.

Características principales del Canal de Panamá....................................................... 10

FUNCIONAMIENTO DEL CANAL DE PANAMA ..................................................... 11 6.1.

Datos: ......................................................................................................................... 13

6.2.

Lago Gatún ................................................................................................................ 14

6.3.

Importancia de la lluvia ............................................................................................. 15

CONSTRUCCION DEL CANAL DE PANAMA ........................................................... 16 7.1.

EL CORTE CULEBRA............................................................................................. 16

7.2.

CONSTRUCCIÓN .................................................................................................... 17

7.2.1.

Obra francesa...................................................................................................... 17

7.2.2.

Trabajo americano .............................................................................................. 18

7.2.3.

Deslizamientos de tierra ..................................................................................... 19

7.2.4.

Finalización ........................................................................................................ 20

PRESA DE GATÚN ........................................................................................................ 20 8.1.

CARACTERISTICAS ............................................................................................... 20

8.2.

EL ALIVIADERO ..................................................................................................... 21

8.3.

Generación de energía ............................................................................................... 21

8.4.

CONSTRUCCION .................................................................................................... 22

8.4.1.

DEDOS DE LOS PIES ...................................................................................... 23

8.4.2.

RELLENO HIDRAULICO ................................................................................ 24

8.4.3.

RIP-RAP............................................................................................................. 24

AMPLIACION DEL CANAL DE PANAMA ................................................................. 25

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9.1.

El canal ampliado ...................................................................................................... 25

9.2.

Características Generales del Canal ampliado ........................................................... 26

9.3.

Servicios que brinda el canal ..................................................................................... 28

CONSTRUCCION DEL CANAL EN GENERAL ................................................................. 29 10.

CONSTRUCCION Y FUNCIONAMIENTO DE LAS ESCLUSAS ........................... 31

10.1.

ESCLUSAS............................................................................................................ 31

10.2.

VARIABLES DE DISEÑO ................................................................................... 31

10.3.

FUNCIONAMIENTO DE LAS ESCLUSAS ....................................................... 32

10.4.

LLENADO DE LAS ESCLUSAS ......................................................................... 32

10.5.

ESCLUSAS DE LA REMODELACION .............................................................. 33

10.6.

COMPUERTAS DEL CANAL DE PANAMÁ .................................................... 33

10.7.

ESCLUSAS DE MIRAFLORES ........................................................................... 35

10.8.

ESCLUSAS DE COCOLÍ ..................................................................................... 36

10.9.

DATOS IMPORTANTES DE LAS ESCLUSAS ................................................. 37

11.

CONSTRUCCION Y FUNCIONAMIENTO DE LA MULAS, MULAS ELECTRICAS

Y SISTEMAS DE LOCOMOTORAS ..................................................................................... 38 11.1.

CONSTRUCCIÓN ................................................................................................ 39

11.2.

APORTES Y BENEFICIOS DEL CANAL .......................................................... 43

12.

CONCLUSION ............................................................................................................. 45

13.

BIBLIOGRAFIA: .......................................................................................................... 46

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1. INTRODUCCIÓN: Desde la época Precolombina los Istmos de Panamá se encontraba en una posición muy privilegiada debido a ser un sitio de transito e intercambio de aborígenes, el primer paso que se dio fue la aprobación de los reyes españoles para la construcción de dos casas en el paso acuático entre el Atlántico y el Pacífico. Desde el descubrimiento y conquista, la monarquía hispana y Portugal mediante el tratado de las Tordesillas se repartieron el nuevo mundo. Los Istmos de Panamá dad a su posición estratégica, comercio, control de rutas entre el pacifico y el atlántico. ✓ En la actualidad el canal ha tenido limitantes que han afectado su capacidad operacional y que en un futuro podría causar el deterioro en el servicio del canal. ✓ Estos problemas son el aumento de tránsitos diarios a un valor muy cercano a la capacidad máxima del Canal y la escasez de agua. ✓ La capacidad operacional actual del Canal es de 38 naves diarias, con un promedio de 24 horas de tiempo en aguas del Canal.

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2. OBJETIVOS: •

Conocer aspectos generales y específicos del canal de Panamá.

•

Descubrir procedimientos constructivos del canal de panamá.

•

Investigar el funcionamiento del canal de Panamá, así como su problemática y su desempeño óptimo.

•

Identificar y analizar los diferentes mecanismos para el transporte y movimiento de las embarcaciones en su tránsito por el canal.

•

plantear aspectos generales y particulares del Canal de Panamá

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3. HISTORIA Entre los más grandes esfuerzos pacíficos de la humanidad que han contribuido significativamente con el progreso en el mundo, la construcción del Canal se destaca como un logro que inspira admiración. Este triunfo de ingeniería sin paralelo fue posible gracias a una fuerza internacional bajo el liderazgo de visionarios estadounidenses, que hizo realidad el sueño de siglos de unir los dos grandes océanos. En 1534, Carlos V de España ordenó el primer estudio sobre una propuesta para una ruta canalera a través del Istmo de Panamá. Más de tres siglos transcurrieron antes de que se comenzara el primer esfuerzo de construcción. Los franceses trabajaron por 20 años, a partir de 1880, pero las enfermedades y los problemas financieros los vencieron. En 1903, Panamá y Estados Unidos firmaron un tratado mediante el cual Estados Unidos emprendió la construcción de un canal interoceánico para barcos a través del Istmo de Panamá. El año siguiente, Estados Unidos compró a la Compañía Francesa del Canal de Panamá sus derechos y propiedades por $40 millones y comenzó la construcción. Este monumental proyecto fue terminado en 10 años a un costo aproximado de $387 millones. Desde 1903, Estados Unidos ha invertido cerca de $3 mil millones en la empresa canalera, de los cuales aproximadamente dos tercios fueron recuperados. La construcción del Canal de Panamá conllevó tres problemas principales: ingeniería, saneamiento y organización. Su exitosa culminación se debió mayormente a las destrezas en ingeniería y administración de hombres tales como John F. Stevens y el coronel George W. Goethals, y a la solución de inmensos problemas de salubridad por el coronel William C. Gorgas. Los problemas de ingeniería incluían cavar a través de la Cordillera Continental, construir la represa más grande del mundo en aquella época, diseñar y construir el canal de esclusas más imponente jamás imaginado, construir las más grandes compuertas que jamás se han colgado, y resolver problemas ambientales de enormes proporciones. En 1977, Estados Unidos y Panamá se unieron en una asociación para la administración, operación y mantenimiento del Canal de Panamá. De acuerdo con dos tratados firmados en una ceremonia en las oficinas de la OEA en Washington, D.C., el 7 de septiembre de 1977, el Canal debía ser operado hasta el final del siglo bajo arreglos diseñados para fortalecer los lazos de

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amistad y cooperación entre los dos países. Los tratados fueron aprobados en Panamá en un plebiscito el 23 de octubre de 1977 y el Senado de los Estados Unidos dió su aprobación y consentimiento para su ratificación en marzo y abril de 1978. Los nuevos tratados entraron en vigor el primero de octubre de 1979. La Comisión del Canal de Panamá, una agencia del gobierno de los Estados Unidos, operó el Canal durante la transición de 20 años que comenzó a partir de la implementación del Tratado del Canal de Panamá el primero de octubre de 1979. La Comisión funcionó bajo la supervisión de una junta binacional formada por nueve miembros. Durante los primeros 10 años del período de transición, un ciudadano estadounidense sirvió como administrador del Canal y un panameño era el subadministrador. A partir del primero de enero de 1990, de acuerdo con lo establecido por el tratado, un panameño sirvió como administrador y un estadounidense como subadministrador. La Comisión del Canal de Panamá reemplazó a la antigua Compañía del Canal de Panamá, la cual, junto a la antigua Zona del Canal y su gobierno, desapareció el primero de octubre de 1979. El 31 de diciembre, tal como lo requería el tratado, Estados Unidos transfirió el Canal a Panamá. La República de Panamá asumió la responsabilidad total por la administración, operación y mantenimiento del Canal de Panamá al mediodía, hora oficial del Este, del 31 de diciembre de 1999. Panamá cumple con sus responsabilidades mediante una entidad gubernamental denominada Autoridad del Canal de Panamá, creada por la Constitución Política de la República de Panamá y organizada por la Ley 19 del 11 de junio de 1997. La Autoridad del Canal de Panamá es la entidad autónoma del gobierno de Panamá que está a cargo de la administración, operación y mantenimiento del Canal de Panamá. La operación de la Autoridad del Canal de Panamá está basada en su ley orgánica y los reglamentos aprobados por su junta directiva. La administración del Canal sigue comprometida con el servicio al comercio mundial con los niveles de excelencia que han sido tradicionales en la vía acuática a través de su historia. Con inversiones prudentes en mantenimiento, programas de modernización y de capacitación, el Canal continuará siendo en el futuro una arteria de transporte viable y económica para el comercio mundial.

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4. UBICACIÓN GEOGRÁFICA: El canal de Panamá es una vía de navegación interoceánica ubicada entre el mar Caribe y el océano Pacífico. Atraviesa el punto más estrecho del istmo de Panamá (82 km)

5. DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA INFRAESTRUCTURA: El Canal posee varios componentes físicos importantes que trabajan de manera integrada para proporcionar los servicios de tránsito a toda clase de naves: desde pequeñas unidades flotantes hasta barcos de altamar. Estos componentes son las esclusas, los canales de navegación, los lagos, las áreas de anclaje y las estaciones de amarre. La unión del canal con el Atlántico se realiza a través de 7,2 km de canal dragado. Las esclusas son compartimentos, con puertas de entrada y salida, que se construye en un canal de navegación para que los barcos puedan pasar de un tramo a otro de diferente nivel. Los barcos son elevados 25,9 m por las esclusas, hasta alcanzar el nivel del lago Gatún. Las esclusas de Gatún se abren unas a otras directamente y son dobles se puede elevar un barco mientras otro baja todas las cámaras de las esclusas del canal de Panamá tienen una longitud de 305 m y una anchura de 33,5 metros.

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la presa Madden del río Chagres proporciona reservas para mantener el nivel del lago Gatún durante la época seca. Existen rompeolas para proteger cada extremo del canal. Instalaciones hidroeléctricas en las presas de Gatún y Madden. Las cámaras de las esclusas miden 33.5 metros de ancho por 305 metros de largo y tienen 26 metros de profundidad. Por ser la costa que tiene mayores fluctuaciones de marea, las compuertas más altas y pesadas del canal están en el lado Pacífico, o se, en la entrada sur de las esclusas de Miraflores, y miden 25 metros de alto y pesan 730 toneladas. Se usa agua dulce, procedente de los ríos de la cuenca. Si se utilizara agua salada, ésta tendría que ser bombeada puesto que el cauce del Canal está a 26 m.s.n.m. El agua salada dañaría los mecanismos de las esclusas y acabaría con la vegetación

5.1.Características principales del Canal de Panamá Los controles fueron diseñados desde el principio para minimizar los errores del operador, e incluyen un modelo completo de las esclusas, con los componentes móviles que reflejan los estados de las puertas de esclusa y de las válvulas reales. De esta manera, el operador puede ver exactamente en qué estado están las esclusas y las válvulas del agua. Hay que destacar, que un buque Panamax de máxima manga, deja a sus costados aproximadamente sesenta centímetros con las paredes de las esclusas. La cantidad de mulas y cables que actúan sobre el buque son determinados según la eslora y el lastre que posee cada barco. Estas locomotoras tienen una potencia de 290 caballos de fuerza cada uno, lo cual le

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permite tener una gran maniobrabilidad del buque. Una vez que abandona la esclusa, estas mulas lo sueltan y este sigue su recorrido con propulsión propia.

6. FUNCIONAMIENTO DEL CANAL DE PANAMA

El Canal de Panamá lo comenzó a construir Estados Unidos en 1902 tras el fracaso del intento francés en 1880. El objetivo era acortar los viajes comerciales, reducir costos y obtener más

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ganancias. Finalmente se inauguró el 15 de agosto de 1914 y a partir de ese entonces ha evolucionado para adaptarse a los nuevos barcos y a las nuevas formas de navegación. El Canal de Panamá es una ruta de navegación interoceánica que comunica el Mar Caribe y el océano Atlántico con el océano Pacífico, a través del tramo más angosto del istmo de Panamá. ¿Cómo funciona realmente? ¿Acaso es tan fácil como cavar una zanja para que pasen los barcos? Claro que no: veamos el funcionamiento del Canal de Panamá.

El Canal atraviesa Panamá en su parte más angosta y por encima de la Cordillera Central. Para pasar de un lado a otro los barcos deben atravesar tres juegos de exclusas que cumplen la función de nivelar la cantidad de agua entre un tramo y otro para acompañar el pasaje del barco. Más abajo, veremos más gráficamente cómo funcionan las esclusas del Canal de Panamá. En el esquema de más arriba vemos cómo al entrar al canal desde el océano Atlántico los barcos deben pasar por las esclusas del Gatún, luego atravesar todo el lago artificial Gatún y luego adentrarse en la parte más angosta del canal. Al aproximarse al océano Pacífico los barcos tienen que pasar por dos juegos de exclusas más: las esclusas de Pedro Miguel y las esclusas

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de Miraflores. En total el canal mide 78 kilómetros y se eleva 26 metros sobre el nivel del mar para atravesar a lo ancho todo el país.

6.1.Datos: ❖ 552,761 hectáreas es la superficie con que cuenta la Cuenca Hidrográfica del Canal de Panamá. ❖ El Lago Gatún tiene un doble propósito. Es una de las dos principales reservas de agua y a la vez sirve de navegación a los buques que transitan entre las esclusas del Atlántico y las del Pacífico. ❖ Por su parte, el Lago Alajuela actúa como un embalse secundario que regula la cantidad de agua en el Lago Gatún. ❖ 1914. Año en que se inauguró la planta potabilizadora de Monte Esperanza, ubicada en el área del Atlántico. Inició con una capacidad de 30 millones de litros de agua al día (MLD) y hoy día produce 132 MLD. ❖ De acuerdo al tamaño de la nave que transite por las esclusas se pueden utilizar de cuatro a ocho locomotoras para su esclusaje. ❖ De 8 a 10 horas es el tiempo promedio que demora un buque desde que entra hasta que sale del Canal de Panamá.

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6.2.Lago Gatún El lago Gatún es un gran lago artificial localizado en Panamá, y es un elemento clave del canal de Panamá, porque sirve para que transiten los barcos a lo largo de 33 km a través del istmo de Panamá. Fue creado entre 1903 y 1913 con la construcción de la represa de Gatún sobre el río Chagres. En esos años, el lago Gatún fue el lago artificial más grande del mundo, al igual que su represa. Tiene una superficie de 436 km², y está situado a 26 m sobre el nivel del mar. Cuando se formó, muchas montañas se convirtieron en islas, destacándose la isla Barro Colorado, sede del Instituto Smithsoniano. El lago sirve de reservorio para la operación de las esclusas del Canal, ya que cada tránsito demanda unos 202.000 m³ de agua. Bajo el lago Gatun reposa restos de 24 pueblos (entre ellos se pueden nombrar: Gatuncillo, Girona y Magacín) los cuales fueron trasladados a diferentes áreas del área del país. De igual forma los animales del área fueron evacuados a otros hábitats. Se destaca la existencia de manatíes del Caribe y manatíes amazónicos en el área de la cuenca del canal, los cuales fueron traídos de Bocas del Toro y Perú, respectivamente, para el control de la vegetación acuática y eliminar los criaderos de los mosquitos que proliferan entre algunas de estas especies de plantas. Con el pasar del tiempo el programa de incorporación de manatíes fue abandonado después de una tormenta donde escaparon varios de ellos y luego los restantes se dejaron libres para vivir en ese ambiente. En la actualidad el conteo de manatíes es mínimo.

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6.3.Importancia de la lluvia El Canal de Panamá es una infraestructura que depende de las lluvias totalmente para su funcionamiento. El canal une el océano Pacífico y el Atlántico, pero sus aguas no llegan a tocarse. En el caso de otros canales, como el de Suez, que une el mar Rojo y el Mediterráneo, el paso es a nivel y las aguas de un mar (el Rojo, en este caso) vierten en el Mediterráneo. El Canal de Panamá funciona de modo distinto y no emplea agua del mar. El tráfico marítimo se lleva a cabo mediante un ingenioso sistema de esclusas que permite a los barcos ascender y descender de un océano a otro mediante una especie de escalera de agua. Estas esclusas se alimentan con los recursos hídricos almacenados en el lago Gatún, que tiene una elevación de 26 metros sobre el nivel del mar. Es un reservorio de agua dulce alimentado con las intensas lluvias tropicales de Panamá, uno de los lugares de la Tierra con más pluviometría. De esta forma, cada vez que un barco atraviesa el Canal de Panamá es necesario desembalsar parte del agua dulce almacenada en el sistema del lago Gatún y otros reservorios de agua. Y esa agua dulce se pierde en el mar con cada operación y cada barco que transita por él. Sin embargo, en los últimos años, el régimen de lluvias ha empezado a cambiar, algo que se achaca al cambio climático. En 2019, las precipitaciones fueron un 30% inferior a lo normal. Además, la meteorología más seca hace aumentar también los días de más insolación, con lo que también crece por tanto la tasa de evaporación del agua almacenada. Estas circunstancias están llevando a las autoridades que gestionan el Canal de Panamá a poner en marcha medidas de ahorro de agua y también a plantear la búsqueda de nuevas fuentes de abastecimiento, como la desalación, lo que lógicamente incrementaría los costes de operación asociados al canal. Cada vez que un buque atraviesa el Canal, 0,2 hm³ de agua dulce de las cuencas caribeñas se drenan desde el lago Gatún al mar a través de las 3 esclusas situadas (en el sentido Caribe- Pacífico) en dicho lago, en Pedro Miguel y en el embalse de Miraflores desde el que se alcanza el Pacífico. Un caudal significativo si se multiplica por los 14.000 buques que pasan cada año por la vía interoceánica. En Panamá la estación húmeda ocupa 8 meses cada año, período en el cual la regulación realizada por el embalse gatunense de 5,2 km³ de capacidad (1,6 veces mayor que nuestro embalse de La Serena), se convierte en la clave para el funcionamiento de esta hidrovía de

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importancia capital en el comercio mundial, básica para el progreso futuro y presente del estado panameño. 7. CONSTRUCCION DEL CANAL DE PANAMA

7.1.EL CORTE CULEBRA El Corte Culebra, antes llamado “Corte Gaillard”, es un valle artificial que atraviesa la División Continental en Panamá (la cordillera del mismo nombre). El corte forma parte del Canal de Panamá, uniendo el Lago Gatún, y por ende el Océano Atlántico, con el Golfo de Panamá y por ende con el Océano Pacífico. Se encuentra a 12.6 km desde la esclusa de Pedro Miguel en el lado del Pacífico hasta el brazo del río Chagres del lago Gatún, con un nivel de agua de 26 m sobre el nivel del mar. La construcción del corte fue una de las grandes hazañas de ingeniería de su época; el inmenso esfuerzo requerido para completarlo se justificó por la gran importancia del canal para el transporte marítimo y, en particular, los intereses estratégicos de los Estados Unidos de América.

Imagen 1: Corte Culebra

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7.2.CONSTRUCCIÓN 7.2.1. Obra francesa La excavación del corte fue iniciada por una empresa francesa, dirigida por Ferdinand de Lesseps, que intentaba construir un canal a nivel del mar entre los océanos, con un ancho de fondo de 22 metros. La excavación en Culebra comenzó el 22 de enero de 1881, pero después de una combinación de enfermedades causadas por mosquitos de la zona, subestimación del problema y dificultades financieras el proyecto francés fracaso, años después este fue comprado por Estados Unidos en 1904. Los franceses lograron: •

14.256.000 𝑚3 de material del corte excavado

•

Redujeron la cima de 64 𝑚𝑠𝑛𝑚 a 59 𝑚𝑠𝑛𝑚 en un ancho relativamente estrecho.

Imagen 2: El Corte Culebra en diciembre de 1904, tras la entrega francesa

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7.2.2. Trabajo americano Estados Unidos asumió el control el 4 de mayo de 1904. Bajo el liderazgo de John F. Stevens, y más tarde de George Washington Goethals, el esfuerzo estadounidense comenzó a trabajar en un corte que era más amplio, pero no tan profundo, con una anchura de fondo de 91 metros; esto requeriría la creación de un valle de hasta 540 metros de ancho en la parte superior. Se importó una gran cantidad de nuevos equipos de movimiento de tierras y se construyó un completo sistema de ferrocarriles para la remoción de las inmensas cantidades de escombros de tierra y rocas. Imagen 3: Construcción del Corte Culebra

La escala del trabajo fue enorme. Cientos de grandes perforadoras de vapor perforaron agujeros en los que se colocaron toneladas de dinamita, que volaron la roca del corte para que pudiera ser excavada con palas de vapor. Decenas de trenes de botes llevaron el botín de las palas a los vertederos, a unos 19 kilómetros de distancia. En un día típico, se retiraron 160 trenes cargados de material de un corte de 14 kilómetros. Esta carga de trabajo en los ferrocarriles requirió una hábil coordinación. En las horas más concurridas, había un tren entrando o saliendo casi cada minuto. Seis mil hombres trabajaron en el corte, perforando agujeros, colocando explosivos, controlando palas de vapor y haciendo funcionar los trenes de tierra. También movieron y extendieron las vías del tren a medida que avanzaba el trabajo. Dos veces al día se detenía el trabajo para realizar voladuras, y luego se movían las palas de vapor para quitar el despojo suelto (tierra y rocas). Diariamente se dispararon más de 600 agujeros llenos de dinamita. En total, se utilizaron 27.000 toneladas de dinamita. En algunos lugares, se plantaron y detonaron alrededor de 24 toneladas de dinamita para una sola explosión.

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7.2.3. Deslizamientos de tierra La excavación del corte fue una de las mayores áreas de incertidumbre en la creación del canal, debido a los imprevistos grandes deslizamientos de tierra. La Junta

Internacional

de

Ingenieros Consultores había decidido erróneamente que la roca sería estable a una altura de 73,5 metros con una pendiente de 1 en 1,5; pero en la práctica, la roca comenzó a colapsar desde esa pendiente a una altura de solo 19,5 metros. El error de juicio se debió en parte a la oxidación imprevista de los estratos de hierro subyacentes debido a la infiltración de agua, lo que provocó

Imagen 4:Construcción en proceso en el Corte Culebra

el debilitamiento y, finalmente, el colapso de los estratos. Ablandamiento por deformación de la lutita subyacente. Las capas de unidades sedimentarias provocaron la continuación del deslizamiento a medida que se redujo la resistencia del deslizamiento posterior a la falla. El primer y más grande deslizamiento ocurrió en 1907 en Cucaracha. La grieta inicial se observó por primera vez el 4 de octubre de 1907, seguida por la pérdida de masa de aproximadamente 500 000 yardas cúbicas de arcilla. Este deslizamiento hizo que muchas personas sugirieran que la construcción del Canal de Panamá sería imposible; Gaillard describió los deslizamientos como glaciares tropicales, con barro en lugar de hielo. La arcilla era demasiado blanda para ser excavada con las palas de vapor y, por lo tanto, se eliminó en gran medida con agua de un nivel alto. Posteriormente, se removió el sedimento en los niveles superiores del corte, resultando en un menor peso sobre los estratos débiles. Los deslizamientos de tierra continuaron siendo un problema después de la apertura del canal, causando cierres intermitentes.

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7.2.4. Finalización Las palas de vapor atravesaron el Corte Culebra el 20 de mayo de 1913. Los estadounidenses habían bajado la cima del corte de 59 msnm a 12 msnm, al mismo tiempo que

lo

ensancharon

considerablemente,

habían excavado

más

de

76 000 000 𝑚3 de material. Unos 23 000 000 𝑚3 de este material fueron adicionales a la excavación planificada, habiendo sido introducidos en el corte por los deslizamientos de tierra. 8. PRESA DE GATÚN La represa de Gatún es una gran represa de tierra al otro lado del río Chagres en Panamá cerca de la ciudad de Gatún. La presa fue construida entre 1907 y 1913, es un elemento crucial del Canal de Panamá ya que es la que encierra el lago artificial Gatún, que a su vez transporta barcos durante 33 kilómetros de su tránsito a través del istmo de Panamá. Además, una estación de generación hidroeléctrica en la presa genera electricidad que se utiliza para operar las esclusas y otros equipos en el canal. La construcción de la presa fue un gran logro de ingeniería, eclipsado solo por la excavación paralela del Corte Culebra; en el momento de su finalización, la presa era la presa de tierra más grande del mundo y el lago Gatún era el lago artificial más grande del mundo. 8.1.CARACTERISTICAS La presa está ubicada en el valle del río Chagres, a unos 10 kilómetros de su desembocadura en el Mar Caribe. Los cerros que bordean el valle del Chagres forman una laguna de poco más de 2 kilómetros de ancho en este punto, con una colina rocosa natural en el centro de la laguna. La brecha se llena con una presa de tierra, de 640 metros de espesor en la base, 2300 metros de largo en la parte superior, 121 metros de espesor al nivel del agua y 30 metros de espesor en la parte superior, que está a 9 metros por encima del nivel normal del lago. El lago Gatún tiene un área de 425 𝑘𝑚2 en su nivel normal y almacena 5.2 𝑘𝑚3 de agua, que equivale aproximadamente a lo que el río Chagres arrastra en un año promedio.

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8.2.EL ALIVIADERO El aliviadero de la presa se construye en la colina central es una presa de hormigón semicircular, que regula el flujo de agua por un canal de hormigón construido en la ladera posterior del cerro. La presa del aliviadero mide 225 metros a lo largo de la parte superior; su cresta está a 4,9 m por debajo del nivel normal del lago. El aliviadero está diseñado para que el agua que se vierte sobre la presa semicircular converja en el fondo desde direcciones opuestas y neutralice su propia fuerza, minimizando así la erosión debajo. La presa del aliviadero está coronada por 14 compuertas, sostenidas por pilares de hormigón y cada una tiene 14 metros de ancho por 6 metros de alto. Estas compuertas, que son operadas eléctricamente, se levantan o bajan para controlar el flujo de agua; con el nivel del lago a 26,5 metros (su nivel máximo planificado) la capacidad del aliviadero es de 4100 𝑚3 /𝑠, más que el caudal máximo del río Chagres. Además de esto, las alcantarillas en las esclusas pueden disponer de 1400 𝑚3 /𝑠.

Imagen 5: Aliviadero de la presa Gatun

8.3.Generación de energía La presa incorpora una estación de generación hidroeléctrica, que se encuentra en el lado este del canal de descarga del aliviadero. Esta utiliza el agua del lago para conducir una serie de turbinas – generadores, cuando se puso en marcha por primera vez, se instalaron tres generadores que produjeron un total de 6 megavatios (8.000 hp) de electricidad. La energía generada se utiliza para el funcionamiento de la maquinaria de esclusas y aliviaderos, y para la iluminación de las esclusas y las aldeas del canal.

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Imagen 6: Central eléctrica de la presa de Gatún

8.4.CONSTRUCCION El esfuerzo del canal fue iniciado por una empresa francesa (La Compagnie Universelle du Canal Interoceanique) entre 1880 y 1889. Con una exploración deficiente de las opciones y con poca información sobre los costos, la empresa francesa planeaba construir un canal a nivel del mar que uniera las dos costas. Inicialmente pensaron que podrían hacer esto por alrededor de $ 120 millones. Después de gastar alrededor de mil millones de francos (unos 300 millones de dólares), perder unos 22000 trabajadores y quebrar, el esfuerzo francés cesó esencialmente. Un canal a nivel del mar no habría requerido la construcción de la presa, pero aun así habría requerido obras para acomodar el flujo del río Chagres en constante cambio. Estados Unidos asumió el control de la Zona del Canal de 16 km de ancho y reanudó la construcción del canal el 4 de mayo de 1904. Se dedicaron casi dos años a la preparación de la infraestructura, la eliminación de los mosquitos (el vector recién descubierto que propaga la fiebre amarilla y la malaria), las mejoras del ferrocarril de Panamá y la planificación antes de que las obras avanzaran a toda velocidad. Después de revisar las opciones y los costos, en 1906 el presidente Theodore Roosevelt decidió y acordó un canal con esclusas. La represa Gatún tiene dos propósitos importantes: controla el siempre cambiante río Chagres y crea el lago Gatún. El lago, a unos 26 m de altura, proporciona un camino elevado para los barcos a través de la mayor parte del istmo de Panamá, incluso a través del traicionero Corte Culebra en forma de V. Esto ahorró la excavación de literalmente

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millones de yardas cúbicas de material que habrían sido necesarias para un canal a nivel del mar. La altura del lago está regulada por aliviaderos que controlan el flujo de agua que sale de la presa para obtener una altura casi constante en las estaciones húmedas o secas. El lago también actúa como un depósito masivo para trabajar las cerraduras tanto en el Océano Pacífico y el Océano Atlántico extremos del canal y proporciona a través de generadores hidroeléctricos aproximadamente 6 MW de energía eléctrica necesarios para hacer funcionar las esclusas y la presa. Después de terminar la presa y llenar el lago Gatún, se dragó donde fue necesario para obtener un canal de navegación despejado a través del lago. La ubicación de Gatún era en muchos aspectos ideal para una presa; aguas arriba del sitio de la presa, las colinas que encierran el río Chagres se abrieron muy amplias alrededor del área que ahora es el lago Gatún. Sobre una brecha estrecha, las colinas se acercan a una brecha relativamente estrecha con un canal natural a base de roca en el centro. Esto permite que una presa de tamaño moderado encierre una enorme masa de agua, que proporciona paso a los barcos a través de gran parte del istmo y proporciona un depósito de agua con la que accionar las esclusas. El cerro central fue la base sólida ideal para la construcción del aliviadero de hormigón y su presa, siendo la parte principal de la presa tierra.

8.4.1. DEDOS DE LOS PIES La enorme escala de la presa requería un relleno masivo de roca y tierra, para esto los vagones de tren arrojaron roca sólida extraída del Corte Culebra en dos crestas

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paralelas a lo largo del sitio de 2414 m de largo. Las crestas, conocidas como dedos de los pies, estaban separadas por 1220 m y tenían 19 m de altura, para esto se necesitó aproximadamente 100 trenes de carga de roca estéril a 820 m de distancia todos los días durante varios años desde la excavación de las Esclusas de Gatún y del el Corte Culebra. Entre estas paredes de roca estéril se creó un núcleo impermeable mediante el uso de un relleno hidráulico. 8.4.2. RELLENO HIDRAULICO Técnica que bombeaba millones de yardas cúbicas de material arcilloso y agua en el área entre las paredes de roca. Este relleno se hizo excavando la arcilla blanda presente en el valle de abajo, donde las dragas excavaron la arcilla y el agua y la cargaron en bombas que la entregaron en un estanque creado entre las paredes internas y externas de la presa. La mezcla bombeada se dejó reposar hasta que la arcilla se asentara, y el exceso de agua se extrajo y se bombeó de regreso corriente abajo. Este material seco y endurecido creó un núcleo sólido de cemento "natural" en el núcleo de la presa.

8.4.3. RIP-RAP Después de que la presa se construyó a la altura deseada, todo el lado río arriba fue blindado con una capa de 3 m de espesor de escollera de basalto para evitar que la acción de las olas dañara la presa colocando grandes rocas en la cara, particularmente donde hay una fuerte acción de las olas.

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La presa contiene unos 17.000.000 metros cúbicos de material y tiene unos 820 m de ancho en su base, unos 32 m de alto y 2300 m de largo. La presa pesa unas 27.000.000 de toneladas largas. Cubre 1,17 kilómetros cuadrados (290 acres) de terreno y contiene suficiente tierra y roca para construir un muro de 1½ metros de alto y 29 cm de espesor (o cuatro pies ocho pulgadas de alto y un pie de espesor) alrededor de la tierra en el ecuador. 9. AMPLIACION DEL CANAL DE PANAMA

9.1.El canal ampliado El tercer juego de esclusas del Canal es la respuesta de Panamá a las necesidades de un sector marítimo cada vez más exigente, y simboliza el nuevo paradigma del crecimiento sostenible. Con su nueva capacidad el Canal puede atender el tránsito de buques portacontenedores pospanamax, tránsito de buques pospanamax de graneles líquidos (Suez-max), graneles secos (Capesize), buques para el transporte de gas natural licuado y de pasajeros; atendiendo no solo las rutas de la costa este de Estados Unidos al Lejano Oriente, la costa este de Estados Unidos a la costa oeste de Sudamérica y de Europa a la costa Oeste de Estados Unidos y Canadá sino que supone dará paso a nuevos mercados que por la limitante de las esclusas no habían podido desarrollarse.[11] La llamada ruta verde, que por años ha acortado las distancias en la industria marítima, permite movilizar más carga con menores tiempos de navegación, contribuyendo de manera directa en el cuidado ambiental del planeta, gracias a la disminución de más de 160 millones de toneladas de CO2 de los navíos que utilizarán la ruta en tan solo los 10 primeros años de funcionamiento del Canal ampliado según lo afirma la ACP.

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Ilustración: La ruta verde

9.2.Características Generales del Canal ampliado Según el plan, se excavaron canales de 3,2 km (2,0 millas) para conectar las nuevas esclusas del Atlántico con la entrada existente al mar. Además, se han construido dos nuevos canales de acceso para las nuevas esclusas del Pacífico: •

El canal de acceso al norte, que conecta la nueva esclusa del Pacífico- esclusa lateral con el Corte Culebra, eludiendo el lago Miraflores, y que mide 6.2 km (3.9 millas) de largo.

•

El canal de acceso al sur, que conecta la nueva esclusa con la entrada existente al Pacífico, y que mide 1,8 km (1,1 millas) de largo. Los nuevos canales miden 218 metros (715 pies) de ancho, tanto en el lado del Atlántico como del Pacífico, lo que permite que los buques Post-Panamax naveguen en estos canales, en una sola dirección, en cualquier momento.

Ilustración : Ampliación de la Cuenca

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Como ya mencionamos anteriormente, la ampliación del Canal de Panamá permite el paso de los barcos Neo-Panamax. Las nuevas cámaras de las nuevas esclusas construidas, son más grandes y miden 426,72 m (1.400 pies) de largo, por 54,86 m (180 pies) de ancho, y 18,29 m (59 pies) de profundidad, con dos nuevas compuertas rodantes a cada lado de las cámaras que son las más grandes y pesadas del mundo. Las nuevas esclusas tienen capacidad para atender al 98% de la flota mundial de barcos. Los pedidos Neo-Panamax, están en alza tras la apertura de las nuevas y enormes esclusas de tres niveles que permiten el paso entre los océanos Atlántico y Pacífico.

Ilustración: Las nuevas esclusas

El posicionamiento para el acceso a las nuevas esclusas se realiza mediante remolcadores. Al entrar a la cámara se cierra la compuerta deslizante las cuales utilizan un sistema corredizo que les permite dar mantenimiento en el mismo lugar sin necesidad de desmontarlas. Las planchas de acero utilizadas para su construcción miden 1.5 pulgadas de espesor.

Ilustración: Las nuevas compuertas

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Ilustración: Dimensiones de las esclusas y buques

9.3.Servicios que brinda el canal El Canal de Panamá brinda servicios marítimos dentro de los que cobra de acuerdo a su tarifario por lo siguiente: Servicios Marítimos

•

1. Peajes

•

2. Servicio de Remolcador

14. Servicio de Inspección Detallada para Corroborar la Información de Contenedores sobre Cubierta

15. Inspección Química

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•

3. Pasacables

16. Servicio de Inspección de Sanidad

•

4. Locomotoras

17. Anclaje y Amarre

•

5. Servicio de Arqueo de Buques

18. Derechos de Uso de Muelle

•

6. Sistema de Reservación de Tránsito

19. Servicio de Salvamento

•

7. Practicaje

20. Embarque y Desembarque en las Esclusas

•

8. Visibilidad

•

9. Cargos por el Uso del Canal de Navegación

22. Viático Suministrado a los Trabajadores a Bordo de Buques

•

10. Servicio de Inspección de Buques en Tránsito

23. Servicio En Línea de Información de Buques

•

11. Cargo de Seguridad a Buques en Tránsito

•

12. Cargo de Alquiler por Unidad Portátil de Rastreo de Buques

•

13. Servicio de Inspección y/o Escolta por Incumplimiento de Artículo 30 de Regulaciones Marítimas y Plan de Protección de la ACP

21. Servicio de Operador para Transporte Regular de Ida y Vuelta a Tierra

24. Servicio de Disponibilidad de Recursos del Programa de Respuesta y Limpieza de Derrames de Hidrocarburos

25. Servicio de Lancha

CONSTRUCCION DEL CANAL EN GENERAL •

Belisario Porras Presidente de la República en tres ocasiones, durante su periodo es cuando se realizó el canal

•

En 1905, la Comisión del Canal Ístmico decidió construir un canal con esclusas en lugar de un canal a nivel del mar; este proyecto fue aprobado por el Congreso de Estados Unidos al año siguiente. El presidente Theodore Roosevelt encargó la construcción al Cuerpo de Ingenieros del Ejército de Estados Unidos y se nombró al coronel George W. Goethals para dirigir el proyecto.

•

La construcción supuso no sólo la excavación de unos 143 millones de m3 de tierra

29

•

Así también el saneamiento de toda la denominada Zona del Canal (estaba infestada de mosquitos que propagaban la fiebre amarilla y la malaria).lo llevó a cabo el coronel William

•

Un problema añadido y no esperado en la construcción fue la existencia de deslizamientos de tierra desde las orillas del canal

•

Su construcción comenzó, en 1906, con la creación del lago artificial Gatú

•

Se comenzó con la fabricación de las esclusas, las cuales cumplen la función de elevar al buque sobre el nivel del lago, y luego descenderlo nuevamente hacia los respectivos océanos. Tomó cuatro años construir todas las esclusas a partir de la primera capa de concreto colocada en Gatún el 24 de agosto de 1909.

•

El sistema de compuertas es uno de los elementos más importantes del diseño y construcción de las esclusas del canal de Panamá. Cada una está compuesta por la estructura de la puerta en sí, un sistema de tracción y de elementos electromecánicos para su operación. En total, se construyeron cinco tipos diferentes de compuertas, cuyas características varían de acuerdo a su ubicación, siendo un ejemplo así, las compuertas más altas y de mayor refuerzo se ubicarán en la entrada del Canal en el océano Pacifico, para contrarrestar el efecto de la gran oscilación de las mareas.

CUANTOS EMPLEADOS TRABAJARON DURANTE SU CONSTRUCCION: Entre 1904 y 1913 un total de 57 307 personas trabajaron en la construcción del canal de Panamá de los cuales 11 673 eran de Europa ,31 071 de las Antillas,11000 de los Estados Unidos y 69 no clasificados. CUAL FUE EL COSTO TOTAL DE LA CONSTRUCCION DEL CANAL Costo alrededor de $375,000,000 CANTIDAD DE MATERIAL FUE EXCAVADO DURANTE LA CONSTRUCCION DEL CANAL 238 845 587 yardas cubicas Estadunidenses 30 000 000 de yardas cubicas Franceses haciendo Total de 268 000 000yardas cubicas. QUE SE HIZO CON EL MATERIAL EXCAVADO Con una parte se hizo un rompeolas(ISLA DE NAOS –TIERRA FIRME) Se convirtió en el pueblo de Balboa y el fuerte militar de Amador. El resto se tiro a la jungla o se llevo a las represas Gatun,Miraflores.

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10. CONSTRUCCION Y FUNCIONAMIENTO DE LAS ESCLUSAS 10.1.

ESCLUSAS

Los canales no pueden salvar pendientes, como las carreteras y las vías del tren, pero pueden hacerse en varios tramos escalonados. Donde hay tramos a diferentes niveles, los barcos se transfieren de uno a otro mediante esclusas.

DEFINICION Las esclusas son una serie de compuertas diseñadas para que una embarcación pase de un nivel de agua a otro. Constituyen una sección de la canal cerrada por compuertas en sus dos extremos y donde el nivel del agua aumenta o disminuye a voluntad mediante válvulas o aliviaderos hasta alcanzar el nivel de la parte más alta o el de la parte más baja; cuando el nivel de la esclusa se ha igualado con el del tramo del canal la compuerta correspondiente se abre y el barco entra o sale de la esclusa. 10.2.

VARIABLES DE DISEÑO

Desde el punto de vista de la ingeniería los aspectos fundamentales en el diseño de una esclusa son: •

Ubicación plan altimétrica en el cuerpo de la presa

•

Determinación y diseño del sistema de llenado desde el punto de vista hidráulico

•

El cálculo estructural resistente (cuenco)

31

•

El diseño de las partes electro mecánicas (compuertas y sistema de bombeo)

10.3.

FUNCIONAMIENTO DE LAS ESCLUSAS

La operación de llenado y vaciado se hace a través de un sistema de conducción, ubicado en los muros de las esclusas y auxiliados por bombas. Es necesario disponer de estas últimas para uniformar la carga y la descarga. Si las válvulas se abrieran en forma instantánea, una onda abrupta viajaría a lo largo de la esclusa y luego se reflejaría, sometiendo la embarcación a esfuerzos longitudinales que romperían las embarcaciones y las estrellarían contra las compuertas. Si la apertura es parcial, este desbalanceo es menor y se amortigua rápidamente, aumentando, sin embargo, el tiempo de llenado. Los conductos de llenado y vaciado pueden colocarse en los muros laterales y/o en la losa de fondo con entradas ubicadas a todo lo largo de los muros para lograr un llenado y vaciado uniforme. El tiempo de llenado se calcula en función de las fórmulas de orificio ESCLUSAS EN EL CANAL DE PANAMA Los tres sistemas de esclusas se emparejan; es decir, hay dos trayectorias paralelas de esclusas en cada uno de los tres sitios de la esclusa. Esto, en principio, permite que puedan pasar naves en ambas direcciones opuestas simultáneamente. Sin embargo, en la práctica, las naves grandes no pueden cruzarse con seguridad a gran velocidad en el Corte Culebra 10.4.

LLENADO DE LAS ESCLUSAS

Cada cámara de esclusa requiere 101.000 m3 (ó 26.680.000 galones americanos; 22.220.000 galones imperiales), para llenarla desde la posición de bajada a la posición de subida. La misma cantidad de agua debe ser drenada de la cámara para volver a bajar el nivel. En las paredes del lado y del centro se encuentran tres aberturas grandes, que se utilizan para llevar el agua del lago a las cámaras, y de cada cámara a la siguiente inferior, o al mar. Estas aberturas tienen un diámetro de 6,71 m (22 pies) al inicio, y 5,49 m (18 pies) en la salida. Hay catorce sumideros cruzados en cada cámara, cada uno con cinco aberturas; siete sumideros cruzados principales del flanco alternan con siete

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sumideros de la pared de centro. El agua se mueve por gravedad, y se controla por enormes válvulas en los sumideros. Cada sumidero cruzado se controla de manera independiente. Una cámara de esclusa se puede llenar en tan solo ocho minutos. Durante este proceso, se produce una gran turbulencia en la cámara cerrada. 10.5.

ESCLUSAS DE LA REMODELACION

Con 427 metros de largo y 55 de ancho, las nuevas esclusas permiten doblar las dimensiones del canal actual, y lo hacen con sólo una vía, por la que discurren mega buques, y con un menor impacto ambiental, ya que, a diferencia de la anterior, esta obra recupera el 60% del agua que utiliza, gracias a un juego de tres grandes piscinas donde se almacena el preciado líquido, lo

que permite gastar un 7% menos que las esclusas existentes, y eso, a pesar de ser una infraestructura mucho mayor, permitiendo que circulen embarcaciones 2,6 veces mayores de las que caben por el anterior juego de esclusas. 10.6.

COMPUERTAS DEL CANAL DE PANAMÁ

Las compuertas del canal de Panamá son uno de los componentes más importantes dentro del juego de una esclusa. Su diseño y construcción fueron etapas de profunda innovación, tecnología y esbeltez; en donde cada componente estructural, hidráulico y de materiales; cuentan con la capacidad de operar con una eficiencia del ciento por ciento, y así lograr un conjunto que satisfaga el tráfico diario y concurrente del canal de Panamá Este tipo de compuerta se escogió después de hacer las investigaciones de los tipos de compuerta en uso alrededor del mundo. Se escogió el tipo rodante tomando en cuenta su tamaño y la flexibilidad que brindan al permitir realizar el mantenimiento en el nicho, reduciendo la afectación al tráfico de buques. Este tipo de compuerta se utiliza en algunas esclusas Pospanamax en Europa como Berendrecht.

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Las compuertas que competen este estudio son las vistas en el Canal de Panamá y son las rodantes en el caso de las esclusas de Cocolí, o canal ampliado; y las compuertas tipo esclusa, vistas en las esclusas de Miraflores o canal antiguo.

Todas las compuertas miden 57.60 metros de largo y entre 8 y 10 metros de ancho. La diferencia de altura depende de su ubicación, y las más altas (33 metros de altura) serán las ubicadas en el nicho número cuatro en el Pacífico, del lado del océano, debido a la gran fuerza que ejerce el agua en este punto. En comparación las compuertas abisagradas del canal primario al ampliado miden 19.5 metros de ancho por 2.1 metros de grosor por 23 metros de altura para la compuerta más alta, ubicada en el lado del Pacífico Las compuertas se mueven como puertas dobles. La construcción hueca e impermeable de las mitades inferiores las hace flotar en el agua, reduciendo gradualmente el trabajo de los mecanismos y equipos de operación, y de esta manera ahorrando un gran porcentaje de energía a la hora de ser puestas en funcionamiento. Las compuertas se mueven por un sistema de cables conectados en la parte superior y rieles en la parte inferior. Hay dos carritos, uno superior que corre sobre rieles en la parte superior del muro y uno inferior que corre sobre rieles en el fondo de la cámara. Gracias a que las compuertas fueron diseñadas para contar con cámaras de flotación, solamente un 10% de su peso total (3000 toneladas), 330 toneladas en promedio, se transferirá a los carritos, el resto del peso de la compuerta se lleva por flotación. Las compuertas rodantes abren y cierran en 5 minutos, mientras que las existentes toman mucho más tiempo Las compuertas deben moverse con facilidad y al mismo tiempo soportar una

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enorme presión. Poderosos brazos de acero conectan las hojas de las compuertas de las esclusas a enormes engranajes maestros empotrados dentro de las paredes de las esclusas. Cada engranaje maestro de 20 pies (aproximadamente 6 metros) de diámetro, colocado horizontalmente, es movido por un motor eléctrico. Cuando están en operación, el engranaje y el brazo funcionan como la rueda y la vara conectora de la locomotora de un ferrocarril al abrir y cerrar las compuertas. El sistema de compuertas rodantes es preferido porque es la única tecnología actualmente probada en esclusas Pospanamax de más de 140 pies (42 Metros) de ancho. Además, el mantenimiento de las compuertas es un factor de suma importancia, y las compuertas rodantes permiten realizarlo en el nicho de las compuertas sin necesidad de cerrar la vía de transito del canal de Panamá. Las compuertas de inglete deben ser removidas y deben flotarse hasta el área de mantenimiento, causando cierres en gran magnitud de tiempo de la vía 10.7.

ESCLUSAS DE MIRAFLORES

Estas esclusas se encuentran sobre la costa oeste del país, y colindan con el Océano Pacifico. En Miraflores se encuentra la cámara más profunda y las compuertas más altas en comparación con las de Pedro Miguel y Gatún (hablando de las esclusas antiguas), debido a que dichas compuertas soportan la variación entre 40 y 50 cm que presenta la marea del Pacifico en algunos días del año. Las compuertas pesan entre 353.8 y 662.2 toneladas dependiendo del lugar donde se encuentren por sus dimensiones. En promedio la diferencia de nivel al cruzar por la esclusa de Miraflores es de 16.50 metros. La esclusa en total tiene dos cámaras, las cuales tienen 305 metros de largo, 33.5 metros de ancho y una profundidad de 12.5 metros. Se requieren aproximadamente cerca de 128 millones de litros de agua para llenar cada cámara, y el modo utilizado para el llenado es por gravedad, ya que las esclusas se encuentran de manera escalonada. Para Este proceso, se toma el agua del lago Miraflores y mediante un sistema de sumideros es llevada hasta cada cámara que se encuentra en un nivel inferior respecto al anterior. Cada cámara tiene catorce sumideros los cuales se conectan con cinco alcantarillas ubicadas en la parte inferior. El control de agua que ingresa a la cámara se realiza mediante el empleo de válvulas cilíndricas y de vástago. Durante el proceso de operación se produce un flujo turbulento de tal manera que no requiere de un control de sedimentos, ya que el agua arrastra todo el material granular y vegetal que haya podido ingresar a la cámara. DISEÑO

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Para realizar el diseño de las compuertas, no se empleó ningún software de comprobación. La única manera de corroborar que el diseño fue correcto fue al momento de iniciar las operaciones en el canal. El periodo de diseño de las compuertas fue de 100 años y, por lo tanto, actualmente se encuentran en etapa de mantenimiento completo y reemplazando ciertas partes que ya no están en óptimas condiciones para la correcta operación y seguridad de los usuarios. 10.8.

ESCLUSAS DE COCOLÍ

Al igual que las esclusas de Miraflores, estas colindan con el océano pacifico y, por lo tanto, sus dimensiones también se rigieron para salvar las diferencias en los niveles de la marea que se presentan a lo largo del año. Dichas esclusas se ubican al suroeste de las esclusas de Miraflores y se construyeron unas tinas de recuperación de agua a un lado de estas. Cada cámara tiene 427 metros de largo, 55 metros de ancho y 18,3 metros de profundidad. Para llenar cada cámara se requiere aproximadamente 422 millones de litros de agua dulce. Cerca del 60 por ciento del agua es reciclada en las tinas en cada tránsito. Para esta operación, el agua es transferida desde las tinas a cada cámara por gravedad y viceversa. El control de llenado de cada cámara se hace por medio de válvulas. Cada cámara tiene dos alcantarillas ubicadas en su parte lateral. Durante su operación, el flujo que se produce es turbulento Y, por lo tanto, no se requiere de un control de sedimentos. La esclusa tiene 8 compuertas, dos por cada cámara. Una que hace parte principal de la operación y la otra funciona como auxiliar en caso de alguna emergencia. El tipo de compuertas que se emplearon son rodantes, las cuales operan desde nichos de concreto situadas perpendicularmente a las cámaras, de esta manera cada compuerta se convierte en una especie de dique seco, lo que permite su mantenimiento en el lugar sin necesidad de quitarla e interrumpir las operaciones. MATERIAL El material del que están hechas las compuertas es de acero pretensado. Un peso promedio de las compuertas es de 3200 toneladas; son huecas y en medio de su altura poseen una cámara de flotación. Dicho peso puede variar de acuerdo con las dimensiones de la compuerta que depende del lugar en que se ubiquen, siendo las más grandes las que colindan con el océano pacifico. Su mecanismo de operación es mediante cable (guaya) y se desliza sobre unas guías

36

10.9.

DATOS IMPORTANTES DE LAS ESCLUSAS

Es digno mencionar que las compuertas del Canal con mayor tamaño son las que se encuentran en el último nivel de las esclusas de Miraflores y son éstas ya que soportan las mareas del Océano Pacífico. En el lado del Pacifico hay tres escalones, dos se encuentran en Miraflores y el otro restante en las esclusas de Pedro Miguel, luego en el Atlántico hay otros tres escalones todos localizados en las esclusas de Gatún. Las naves que van hacia el Océano Pacífico suben en las esclusas de Gatún hasta unos 85,54 pies sobre el nivel del mar y los bajan en los tres escalones siguientes en las dos esclusas siguientes. Cada cámara de las esclusas tiene la misma medida de 110 pies de ancho por 1000 pies de largo, con dos vías cada una. El agua es de vital importancia para poder llenar o vaciar cada escalón del Canal; para lograrlo se alimenta mediante gravedad desde el Lago Gatún, que es uno de los cuerpos de agua artificiales más grandes del mundo. El agua entra y sale por enormes túneles que corren a lo largo de las paredes centrales y laterales de las esclusas. Los túneles principales se comunican con alcantarillas que están debajo del piso de la cámara, y cada alcantarilla se comunica con el piso por medio de grandes orificios. Cada cámara tiene 105 orificios por donde entra o sale el agua según se abran o cierren las enormes válvulas. Las válvulas rectangulares controlan el flujo de agua en los túneles grandes y válvulas cilíndricas controlan el paso del agua a las alcantarillas. Para llenar las cámaras, las válvulas que se abren son las del extremo superior y se cierran las del extremo inferior, así el agua fluye de manera uniforme, sin turbulencias que puedan mover al barco. Aproximadamente en ocho minutos entran o salen 26,000,000 de galones de agua para que una nave pueda subir o bajar los escalones

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11. CONSTRUCCION Y FUNCIONAMIENTO DE LA MULAS, MULAS

ELECTRICAS Y SISTEMAS DE LOCOMOTORAS Son uno de los elementos vitales y esenciales para un tránsito seguro. Las locomotoras del Canal de Panamá permiten que los buques transoceánicos que utilizan las esclusas en su tránsito del Atlántico al Pacífico se mantengan en el centro de las estructuras y eviten el choque contra las paredes. Las ‘mulas, como se denominan en el argot local a estas inmensas locomotoras, tiran de los buques que salvan sin sobresaltos las diferentes esclusas del canal. Cada ‘mula’ pesa 50 toneladas y opera con dos unidades 290 caballos, lo que le da una capacidad de remolque de 311.8 kN de 4,8 kilómetros por hora y de 178.2 kN a 8 kilómetros por hora. Panamá decidieron algo que no existía todavía en un canal de esclusas. Esta característica consistía en que los barcos de alta mar, necesitarían la ayuda y la asistencia mecánica de avanzar por las cámaras de las esclusas e hicieron una serie de locomotoras de remolque y además rieles eléctricos. Este sistema fue motivado tanto por las características del Canal, como por la de sus usuarios. Según los estudios se llegó a concluir que los barcos no debían ir avanzando por las cámaras de las esclusas con su propia propulsión, ya que existía un riesgo de que chocaran con la estructura de las esclusas.

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Dentro de uno de los principales problemas del Canal que dificulta el maniobraje de los barcos están las corrientes que son creadas por la mezcla del agua salada, con el agua dulce y además del movimiento que crean las naves debido a las operaciones para llenar de agua las distintas cámaras. Por otra parte tenemos que los cascos de los barcos juntos a sus abolladuras y protuberancias, y las partes altas de los mismos, que están encima de la línea de flotación constituyeron las preocupaciones principales de los diseñadores del Canal. Una vez que se llegó a la conclusión, por parte de los diseñadores de que los barcos necesitarán un sistema autónomo e independiente para poder maniobrarlos, se fijaron los requisitos básicos. Dicho sistema debía ser capaz de colocar y mantener el barco en una buena posición respecto a la esclusa y mantenerlo en su respectivo rumbo. Además de acelerarlo y reducir su velocidad, deben evitar los pequeños cambios de líneas entre los niveles de las esclusas y usar también un pequeño grupo de operadores capaces y especializados y evitar un enorme número de hombres que no sean capaces para realizar dicha tarea. 11.1.

CONSTRUCCIÓN

El sistema de remolque tal y como lo conocemos fue diseñado por el Ing.

Electromecánico

Edward

Schildhauser. El sistema combinaba las tecnologías ya comprobadas de las locomotoras de tren y los molinetes utilizados para introducir los barcos en los diques secos, en otras palabras la locomotora de remolque no es otra cosa que un molinete que viaja a través de rieles usando su propia fuerza. Además el sistema completo de remolque hace el papel de una correa transportadora en una línea de producción que hace pasar los barcos por las esclusas. Para poder ayudar a los barcos, las locomotoras deben viajar de un lado al otro de los muros de las esclusas, subiendo pendientes inclinadas y maniobrando por curvas verticales y horizontales. Desde el primer momento, los expertos decidieron que los barcos no debían avanzar por las cámaras de las esclusas con su propia propulsión, ya que las corrientes que se forman en los estanques (la mezcla del agua salada con el agua dulce y el movimiento que crean las naves debido a las operaciones para llenar de agua las distintas cámaras producen un movimiento

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constante) puede provocar el choque contra las estructuras. El sistema de arrastre debía de ser capaz de colocar y mantener el buque en una buena posición respecto a la esclusa y mantenerlo en su respectivo rumbo. Las locomotoras eléctricas del Canal de Panamá permiten que los buques que utilizan las esclusas en su tránsito del Atlántico al Pacífico se mantengan en el centro de las estructuras y eviten el choque contra las paredes. Son uno de los elementos vitales y esenciales para un tránsito seguro. Las mulas', como se denominan en el argot local estas inmensas locomotoras, tiran de los buques que salvan sin sobresaltos las diferentes esclusas del canal. Cada mula pesa 50 toneladas y opera con dos unidades de 290 caballos, lo que le da una capacidad de remolque de 311.8 kilonewtons a 4,8 kilómetros por hora y de 178.2 kilonewtons a 8 kilómetros por hora. El tránsito aparentemente fácil es muy parecido para todas las naves, desde un velero hasta una enorme Panamax, término usado para los barcos más grandes, que caben en las cámaras de las esclusas de 33,5 metros de ancho por 305 metros de largo. Estas sólo dan acceso a las embarcaciones por medio de sus gigantescas compuertas, que alcanzan los 25 metros de alto. Si bien cada hoja pesa hasta 790 toneladas, su diseño permite que floten parcialmente y se abran y cierren con un motor de 40 caballos de fuerza. Un operador de las casetas de control cierra las compuertas de las esclusas y luego abre las válvulas que controlan el flujo de agua. Los indicadores muestran la posición de las compuertas y válvulas y el nivel del agua en cada cámara de las esclusas. Toma ocho minutos llenar la cámara para elevar un barco, que las locomotoras de remolque mantienen en el centro durante la operación.

40

El sistema de remolque tal y como lo conocemos fue diseñado por el ingeniero electromecánico Edward Schildhauser, de tal forma que las locomotoras actúan a partir de la acción combinada de un molinete (cable) que viaja a través de rieles usando su propia fuerza. Para ayudar a los barcos, las mulas deben viajar de un lado al otro de los muros de las esclusas, subiendo pendientes inclinadas y maniobrando por curvas verticales y horizontales. Esta tracción se logra gracias a un riel central de cremallera. Las primeras locomotoras fueron fabricadas por la Compañía General Electric. Las mulas eran capaces de remolcar hasta unas 11,5 toneladas con un solo cable de molinete a una velocidad de 2 millas por hora y viajar sin carga a una velocidad aproximada de 5 millas por hora. Para la inauguración del canal, se mandaron construir unas 40 locomotoras, a un costo de 13.000 dólares cada una. La mayor parte de las naves que transitaban las esclusas eran ayudadas por cuatro locomotoras, una a cada lado de la popa, y una a cada lado de la proa. Al pasar de los años, la flota mundial fue creciendo en tamaño y, en consecuencia, la demanda de locomotoras aumentó. En 1951 se necesitaban hasta 10 locomotoras para asistir a ciertas naves, y la cantidad había aumentado de 40 a 67 unidades. Con poco más de 30 años de servicio, las locomotoras muestras

de

originales comenzaron a severo

deterioro

y

dar

ciertas

limitaciones para satisfacer los volúmenes de tráfico. En 1965, la empresa japonesa Mitsubishi entregó unas 57 locomotoras con un coste de 115.000 dólares cada una. Estas máquinas, aún hoy en servicio, son casi tras veces más potentes y dos veces más rápidas que las anteriores. Pueden remolcar a una velocidad de 4,3 kilómetros por hora unas 31,7 toneladas ayudadas con sus dos molinetes. También facilitan el manejo de los barcos y reducen el número necesario de locomotoras por barco. La demanda exigió la compra de unas cuantas unidades más en los años siguientes hasta llegar a 82 locomotoras. Nuevas entregas en 2002,

41

fabricadas por la firma japonesa, propiciaron la incorporación de una tercera generación de máquinas, más modernas y de mayor capacidad de arrastre. En estos momentos operan un centenar de locomotoras, de las que 34 trajinan con dos unidades de tracción de 290 caballos de fuerza cada una. A pesar de que cada locomotora pesa 50 toneladas, son livianas y veloces. Se desplazan sobre raíles ubicados a todo lo largo de los muros de las esclusas. Tienen una capacidad de remolque de 311.8 kilonewtons a 4.8 kilómetros por hora. Y su velocidad máxima de retorno es de 16 kilómetros por hora. El Gobierno de Panamá aprobó en 2006 la construcción de un tercer juego de esclusas y la ampliación del cauce de navegación. El proyecto se basa en la construcción de dos nuevas esclusas, una en el lado atlántico y otra en el pacífico, para permitir el paso de buques de tamaño post-Panamax, los cuales, al superar la dimensión de las embarcaciones más grandes, actualmente no pueden usar la vía interoceánica. El coste aproximado de esta operación será de 5.250 millones de dólares, según la ACP. Las nuevas esclusas operarán mediante compuertas deslizantes y no abisagradas, como las actuales. Pero, en lugar de reemplazar las 'mulas' y pasar a una cuarta generación, se ha decidido sustituirlas por potentes remolcadores. Estudios preliminares determinaron que las nuevas locomotoras tendrían que ser mucho más robustas que las actuales; y aún así se requerirían entre 12 y 16 de estos vehículos-tractores para colocar un solo post-Panamax dentro de la cámara de agua. Un remolcador tiene capacidad de hasta 70 toneladas métricas de tracción, mientras que las locomotoras suman entre los dos molinetes 31,75 toneladas métricas de tensión. Además, el coste de construcción aumentaría considerablemente ya que las paredes de las cámaras tendrían que ser reforzadas para poder sostener el peso de las máquinas.

42

Los remolcadores asisten a los buques durante su travesía por el canal, principalmente en las entradas y salidas de las esclusas y durante su paso por el Corte Culebra, donde se requiere de gran maniobrabilidad y potencia. Se utilizan varios tipos de naves-tractoras según su sistema de propulsión y gobierno en el canal, clasificados

como

remolcadores

convencionales, convencionales con toberas y palas de flanco, los omnidireccionales y tractores acuáticos (tipos voith schnaider y azimutales). La flota actual de remolcadores es de 24 unidades, 8 localizadas en el Atlántico y 16 en el Pacífico. Pero,. cuando acaben las obras de ampliación, habrá 44 embarcaciones de este tipo. En el puente de mando del remolcador hay varios equipos, instrumentos e indicadores que ayudan al capitán en su trabajo diario. Sistemas de radar, medidores de profundidad, monitores de alarmas de máquinas, relojes, medidores de revoluciones, silbatos que tienen como una de sus funciones la de informar al práctico que está a bordo del barco que la orden dada fue recibida y ejecutada, y otros instrumentos. Remolcadores y locomotoras garantizan las diarias operaciones exitosas del Canal de Panamá, cuya vía utilizan entre 13.000 y 14.000 barcos al año. Las actividades de transporte comercial a través de esta vía interoceánica representan alrededor del 5% del comercio mundial.

11.2.

APORTES Y BENEFICIOS DEL CANAL

Las operaciones del Canal generan, además, un influjo económico indirecto al país mediante la generación de empleos, el pago de salarios y la compra de bienes y servicios a proveedores locales. El Canal suministra agua potable a las ciudades de Panamá y Colón, promueve la actividad turística y

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contribuye al desarrollo del sector marítimo nacional. Otros aportes indirectos incluyen la capacitación de profesionales, la protección y educación ambiental y la promoción de sistemas de comunicación. Los beneficios que tenían los ciudadanos estadounidenses que trabajan en el Canal de Panamá antes del 31 de diciembre de 1999, fueron reconvertidos e incluidos en el pago por tonelada neta al Tesoro Nacional. La actividad canalera permite al Estado obtener beneficios a través del pago de dividendos o utilidad neta. El Canal de Panamá ha aumentado su contribución económica al país, lo cual se refleja en los aportes directos al Tesoro Nacional. El pueblo panameño es el beneficiario de la actividad canalera, su propietario y principal accionista. En la medida que el Canal

se

mantenga

eficiente

y

competitivo, así será sus ingresos y, por ende, su contribución a la riqueza económica del país. El Canal aporta económicamente un 40% al Gobierno "Dinero que es utilizado para": •

Obras sociales

•

Construcción de escuelas, hospitales, centros de salud.

•

Distribución de Becas para estudiantes

•

Ayuda a desastres naturales e incendios.

Como sabemos se está llevando a cabo la ampliación del Canal, y eso traerá un aumento

significativo

en

las

cifras

económicas. •

Genera Empleos

•

Distribuye agua potable a Colón y Panamá

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•

Contribuye a la protección y educación ambiental.

Estudios adelantados por la ACP y otras entidades como el Instituto Nacional de Estadística y censo, el ministerio de economía y finanzas y la Autoridad Marítima de Panamá tratan de medir el impacto que la ampliación del Canal tendrá en el Producto Interior Bruto, en el país. Gracias a estos estudios se ha podido saber que una vez concluidas las obras de ampliación del canal el Producto Interior Bruto de Panamá experimentara una expansión económica adicional anual de BI.1, 632,000 y 1, 965,000. Regresando a años anteriores cuando en el 2009 el mundo fue sacudido por la crisis inmobiliaria en Estados Unidos, Panamá al poner ejecución una de las obras de infraestructuras más importantes del mundo logro registrar un crecimiento económico de 3.9 %, la autoridad del canal de panamá estimo que tan solo en el 2010 con las obras de ampliación generaron se generaron nuevos empleos con unos 44,509 empleados más. 12. CONCLUSION ✓ El Canal de Panamá, con su singular ubicación en el punto más angosto entre el océano Atlántico y el océano Pacífico, ha tenido un efecto de amplias proyecciones, sobre los adelantos económicos y comerciales durante casi todo el presente y pasado siglo. ✓ El Canal, que proporciona una vía de tránsito corta y relativamente barata entren estos dos grandes océanos, ha influido considerablemente sobre los patrones del comercio mundial, ha impulsado el crecimiento en los países desarrollados y le ha dado a muchas áreas remotas del universo el impulso básico que necesitan para su expansión económica. Por ejemplo, un barco carbonero que sale de la costa oriental de los Estados Unidos en dirección al Japón por la vía del Canal de Panamá ahorra unas 3,000 millas en comparación con la alternativa más corta de una ruta marítima; un barco bananero que sale del Ecuador en dirección a Europa, ahorra una distancia de unas 5,000 millas. ✓ En su gran mayoría, el tráfico a través del Canal se moviliza entre la costa oriental de los Estados Unidos y el Lejano Oriente, mientras que el tráfico entre Europa y la costa occidental de los Estados Unidos y Canadá constituyen la segunda ruta principal del comercio de la vía acuática. Sin embargo, otras regiones y países, como los países vecinos de Centro y Sur América, dependen proporcionalmente mucho más de esta vital arteria para promover su adelanto económico e incrementar el comercio. ✓ Desde su apertura el 15 de agosto de 1914, el Canal ha proporcionado un servicio de tránsito de calidad a más de 700,000 barcos.

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✓ Este extraordinario logro se debe a la labor de expertos profesionales que se esmeran en brindar un servicio de tránsito rápido, y a la oportuna ejecución de las mejoras diseñadas para responder a la demanda del tráfico. ✓ El Canal de Panamá es una de las obras de ingeniería más significativa en el mundo, la cual ha incrementado notablemente el comercio marítimo, brindando grandes beneficios tanto a los comerciantes, como a Panamá, transformándose en el principal ingreso económico de este país, como así también, el incremento en el comercio, produjo un gran incremento en la conectividad con los diferentes países que intervienen en esta activada. ✓ También se destaca que, gracias a su modernización, incrementara el tránsito por el mismo con la participación de los Post-Panamax, brindando mayores beneficios, tanto en la cantidad de buques como en mayores índices de tonelaje de carga. ✓ Se analizaron tres sistemas de compuertas incluyendo las del canal de Panamá, mostrando su respectivo funcionamiento, componentes, ventajas y desventajas que tienen a la hora de su operatividad. Luego de realizar la identificación y comparación respectivamente de los tres sistemas de compuertas, se determinó que el sistema que más genera sobrecosto y transformación de energía es el sistema deslizante con respecto al sistema rodante tipo hueco y tipo Taintor. ✓ Para finalizar, podemos destacar que además de las ganancias que este comercio marítimo genera, tiene gran importancia el incremento de conocimientos, la comprensión de los diferentes pueblos y la solidaridad entre ellos. 13. BIBLIOGRAFIA:

❖ https://micanaldepanama.com/product-category/gatun/ ❖ https://www.iagua.es/blogs/lorenzo-correa/la-reutilizacion-del-agua-en-elcanal-de-panama ❖ https://www.spancold.org/asi-funciona-el-canal-de-panama/

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