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CANAL DE PANAMÁ Por Teodoro Rada, Ingeniero de Caminos Este artículo sobre el Canal de Panamá lo dividido en tres partes: 1.- Canales en el Mundo 2.- El Canal de Panamá, 100 años de historia 3.- Ampliación del Canal de Panamá, Tercer juego de esclusas 1.- CANALES EN EL MUNDO La palabra Canal tiene distintas acepciones. "Cauce artificial de agua"………………… Canal de Suez Canal de Panamá Canal de Castilla Canal de Navarra Canal Imperial de Aragón Tráfico de buques, barcazas… Transporte de agua "Estrecho marítimo"………..……………… Canal de La Mancha "Bandas de frecuencia"…………………….. Radio, TV…… De los Estrechos marítimos y de las Bandas de frecuencia me olvido; nos quedamos sólo con los Cauces artificiales de agua. Y para ir introduciéndonos en el tema, os presento a continuación unos pocos ejemplos de los muchos que existen por el mundo, algunos de ellos bien antiguos. (Para esta 1ª parte de Canales en el Mundo he tomado muchos datos de un magnífico resumen en PowerPoint de Rafael Dovalo, titulado "Canales del Mundo", y que anda por la red). Canal de Corinto (Grecia) Evita la vuelta a la Península del Peloponeso Longitud……………………………………………..……. Anchura………………………………………………….... Máxima altura acantilados………………………...……. Inaugurado en el año ………………….………………… El César Nerón ya lo intentó en el…….…………..…… 6,3 21 87 1983 67 km m m d.c. Canal de Suez (Egipto) Une el mar Rojo con el Mediterráneo Longitud………………………………………...…………. Inaugurado en el año ……………….…………………… Se empezó en el …………..……..……………………… 169 km 1869 600 a.c. Se ve en este gráfico que la distancia entre la capital de la India e Inglaterra es de 19.800 km bordeando Sud África 11.600 km cruzando por el Canal de Suez Canal de Stalin (Rusia) Une el Mar Blanco con el Mar Báltico Longitud……………………………………………..……. Inaugurado en el año ………………...………………… Se hizo en 20 meses 227 km 1933 Mar Blanco Mar Báltico RUSIA Canal del Saimaa (Finlandia) Conecta el Lago de Saimaa con el Golfo de Finlandia Longitud………………………………………………….. Inaugurado en el año ………………...………………… Número de compuertas……………...………………….. Descenso hasta el mar…………..……………………… 58 km 1.856 28 ud 76 m Mar Báltico RUSIA Canal de Panamá Une dos Océanos, el Atlántico con el Pacífico Longitud……………………………..……………………. Inaugurado en el año …………………….……………… Es el Proyecto más difícil de todos los realizados 82 km 1914 Canal de Kiel (Alemania) Permite salir del Mar Báltico sin dar la vuelta a todo Dinamarca Longitud………………………………..…………………. 99 km Inaugurado en el año ………………..………………… 1.895 Tráfico …………………..……………………………….. 70.000 Barcos/año Canal de Midi (Francia) Une el Mar Mediterráneo con el O. Atántico mediante el Río Garona Longitud……………………………………………..……. 240 km Inaugurado en el año ………………….………………… 1.681 Número de compuertas……………...………………….. 91 ud La intención al hacer el canal no era tan sólo acortar el recorrido sino evitar encontrarse con los piratas del Mediterráneo. En la actualidad se utiliza para riego, fundamentalmente. Gran Canal de China Une 4 ríos, uno de ellos el Río Amarillo. Longitud……………………………...……………………. Inaugurado en el año ………………….………………… Número de compuertas……………...………………….. Número de puentes sobre él…………...……………….. 1.790 609 24 60 km d.c. ud ud ≈ El canal ha contribuido al transporte de cereales hasta Pekín . Canal de Castilla (España) Longitud…………….…………………………………….. 207 km Anchura………………………..…………………………. 11 a 22 m Esclusas………………………………………………….. 49 ud Construido por etapas entre los años …………… 1.753 y 1849 Alar del Rey Fue construido para facilitar el transporte del trigo de Castilla hacia los Puertos del Norte. Llegó a haber hasta 350 barcazas surcando el Canal. En 1959 se abandona la navegación. Actualmente se utiliza para riego y turismo. Frómista Medina del Rioseco Valladolid Se pretendía con este proyecto conectar Segovia con Reinosa para, de esta manera,conseguir la anhelada salida de Castilla al mar Esclusas de Frómista Esquema de las Esclusas de Frómista 2.- EL CANAL DE PANAMÁ, 100 AÑOS DE HISTORIA El Canal de Panamá se inauguró el 15 de Agosto de 1914 Su construcción la empezaron los franceses, que acababan de hacer el de Suez. Se empecinaron en hacer un canal a nivel , como en Suez, pero en Panamá fracasaron con este sistema. En 1904 compraron todos los derechos los americanos y fueron ellos los que consiguieron hacer el Canal, pero a esclusas . Excavadora de cangilones Inauguración del Canal , Buque Ancón Breve historia de la Construcción del Canal 1502 1513 Cristóbal Colón llega al Istmo de Panamá. Núñez de Balboa atraviesa el Istmo panameño y descubre el mar del Sur (posteriormente Pacífico) 1534 Carlos I ordenó los primeros estudios topográficos para la construcción de un Canal que comunicara los dos Océanos. 1855 Se inaugura el ferrocarril Colón - Ciudad de Panamá (77 km) 1879 1880 1889 1ª Fase de la construcción del Canal (10 años) Ferdinand de Lessep, conde francés, fundó la Compañía Universal del Canal Interoceánico de Panamá. Su propósito, construir un Canal a nivel en el Istmo de Panamá. (Lessep había construído el Canal de Suez a nivel entre los años 1859 y 1869). Comienzan las Obras Fracasa el Proyecto (clima, enfermedades, deficiente administración, dificultades técnicas). 1894 2ª Fase (8 - 10 años) Los franceses no se dan por vencidos y organizan la Nueva Compañía del Canal de Panamá. Se creó un comité técnico que investigó las características topográficas, geológicas e hidrológicas del Istmo. Su conclusión, construir un canal a esclusas . Este sistema disminuye el volumen de excavación. Este segundo intento tampoco prosperó. Los franceses removieron más de 60 millones de m3 de tierras. Excavación final del Canal 180.000.000 m3 Murieron unos 6.300 hombres. 1903 1904 En la Ampliación actual 45.000.000 m3 de excav 25.000.000 m3 de terraplén 5.000.000 m3 de dragado Panamá se independiza de Colombia. 3ª Fase y definitiva (10 años) Estados Unidos, siendo presidente Theodore Roosevelt, compra a los franceses las propiedades y derechos sobre la construcción del Canal. John F. Stevens, ingeniero jefe, y 70.000 hombres consiguieron construirlo en 10 años . Costó 400 millones de dólares En la Ampliación actual 6.000 Hombres 5 - 6 años 5.000 Millones de USD 1914 El 15 de Agosto se inaugura el Canal de Panamá 1935 Se construye la presa de Madden en el río Chagres 1979 Por el Tratado Torrijos-Carter empieza una nueva etapa de 20 años en la administración del Canal. Se trata de un traspaso progresivo a Panamá que culmina el 31 de Diciembre de 1999. 1999 El 31 de Diciembre la República de Panamá asume la administración plena del Canal. Lo hizo a través de la Autoridad del Canal de Panamá (ACP), una institución autónoma del Gobierno, dirigida por un Administrador y un Subadministrador bajo la supervisión de una Junta directiva integrada por 11 personas. Este Canal comunica los dos grandes Océanos de la Tierra acortando distancias km 13.600 25.000 20.000 km Millas 7.344 13.500 Plano de situación Océano Atlántico CANAL N Mar Caribe PANAMÁ COSTA RICA 69 km Océano Pacífico COLOMBIA Imágenes de Panamá y de su Canal Casco antiguo de la Ciudad de Panamá Canal Ciudad moderna FFCC, paralelo al Canal, entre Ciudad de Panamá y Colón Corte Culebra ó Gaillard Cut Gamboa,desembocadura del Río Chagres en el Lago Gatún Esclusas de Miraflores, En el Pacífico Locomotoras arrastrando-sujetando Longitudes del Canal Zona esclusas Gatún (Gatun Locks)……… Lago Gatún (Gatun Lake)………………. Corte Gaillard (Gaillard Cut) * …………… Zona esclusas P Miguel y Miraflores…. 7 38 14 10 km km km km Longitud total del Canal ……………… 69 km * Generalmente llamado Corte Culebra El Lago Gatún es un lago artificial. Se construyó para este fin. Un "paisano" del Lago Locomotoras Compuertas Esquema del Canal Es un Canal a esclusas, no un Canal a nivel como el de Suez. Esto quiere decir que los barcos suben y bajan escalones. Son subidos y bajados, más bien. Y la energía para este movimiento vertical la aporta el agua del Río Chagres. Lo vamos a ver a continuación. CIUDAD DE COLÓN CIUDAD DE PANAMÁ RÍO CHAGRES 27,00 PRESA de MADDEN 18,00 0,00 0,00 LAGO GATÚN LAGO MIRAFLORES OCÉANO ATLÁNTICO OCÉANO PACÍFICO Esclusas de Pedro Miguel (MAR CARIBE) Esclusas de Gatún Esclusas de Miraflores - Los buques suben 27 m desde un Océano al Lago Gatún, navegan a lo largo del Lago y descienden 27 m desde el Lago Gatún al otro Océano, 3 escalones de 9 m, más o menos. Este desnivel no es constante, varía con las mareas de los dos Océanos que, además, son muy distintas entre ambos. Esclusas de Miraflores en el año 1932 Cómo suben los buques Vamos a pensar en un buque que intenta subir del Caribe al Lago Gatún. Quiere pasar del Océano Atlántico al Pacífico. O sea que va a subir por las esclusas de Gatún. Este juego de esclusas consta de 6 unidades, seis esclusas o compartimentos de 304,8 m de longitud y 33,5 m de anchura cada una de ellas Podríamos decir también que son tres esclusas dobles o tres esclusas simples en cada uno de los dos "carriles". Entre cada dos esclusas hay una pareja de compuertas, las compuertas son dobles (supongo que por seguridad). Conviene conocer algunos conceptos del funcionamiento de las esclusas: - Una pareja de compuertas sólo se puede abrir o cerrar si el nivel del agua a ambos lados es el mismo. - Se sube el nivel del agua en una esclusa aportando agua por gravedad, en unos casos desde el Lago y en otros desde la esclusa contigua. - Se baja el nivel del agua en una esclusa descargando agua a la esclusa siguiente o al mar, según los casos. - El agua entra y sale de las esclusas por aberturas en el fondo (aberturas controladas por válvulas) y circula a través de conductos situados por debajo de dichas esclusas. Los conductos comunican a las esclusas entre sí y a éstas con el Lago y con el Océano. El proceso de ascensión de un buque lo explico en las siguientes 6 Fases (la compuertas que aparecen dibujadas son siempre las mismas, la 1ª y la 2ª ): 2ª compuerta 1ª compuerta + 9,00 ± 0,00 OCÉANO F1 1ª Esclusa F 1.- Se abre la 1ª compuerta y el barco pasa a la 1ª esclusa 2ª Esclusa + 9,00 ± 0,00 OCÉANO F2 F 2.- Se cierra la 1ª compuerta y se empieza a aportar agua a esta 1ª esclusa para que el barco suba. + 9,00 ± 0,00 Agua aportada F3 F 3.- El barco ha ascendido 9 m con la aportación de agua y se igualan los niveles en las dos 1 as esclusas + 9,00 ± 0,00 F4 2ª compuerta F 4.- Con los niveles igualados, se abre la 2ª compuerta y el barco avanza. + 9,00 ± 0,00 F5 F 5.- Se cierra la 2ª compuerta y se empieza a aportar agua a la 2ª esclusa. El barco va subiendo. + 18,00 + 9,00 Agua aportada ± 0,00 F6 F 6.- El barco ha subido 9 m más y sigue avanzando… Algunos datos Longitud de cada esclusa……………………….……………………………………… Anchura de las esclusas………………………………………………………………… Profundidad mínima del agua en las esclusas………….…………………………… En el año 2004 cruzaron el Canal……………………..…………………...………….. Tiempo medio de un buque en aguas del Canal …………....………………………. 304,8 m….....……. (El San Juan Prospector tenía 299 m de eslora) 33,5 m…….……. (El acorazado Estado-unidense New Jersey 15 m cruzó el canal con 32,91 m de manga). 14.000 buques...….. (de estos, 5.330 fueron buques Panamax) 38 buques/día 26 h ……….….. de 8 a 10 h navegando, el resto en esperas Tonelaje total de carga en el año 2004…………….…………………………………. 267 millones de t netas/año (se puede duplicar con la ampliación) Ingresos de la ACP por peajes en el año 2004……………………………………… 758 millones de US$ Tasas - Peajes por cruzar el Canal…………………………………...……………….. 74 US$ / TEU 5 US$ / t La mayor carga real que ha pasado por el canal hasta el año 2004………...……. 65.299 t ………...… (Buque cisterna Arco Texas, con petróleo) 293.846 US$ Buque Panamax : Buque portacontenedor de 3ª generación, de 3 a 4.000 TEU (fabricados en la década de los 80). Son los barcos diseñados para ajustarse a las dimensiones máximas permitidas para el tránsito por el canal de Panamá. Un buque Panamax de máxima manga deja a cada uno de sus costados menos de 60 cm de las paredes de la esclusa. Buques Post Panamax son barcos mayores , construidos posteriormente, y que no caben por el actual canal de Panamá. Los más grandes llegan a unos 9.000 TEU. 1 TEU = Capacidad de carga de un contenedor normalizado de 20 piés ( 6,1 x 2,4 x 2,6 m ) Volumen del contenedor……………………………...……...…. Capacidad del contenedor (volumen interior)…………….…… Peso máximo del contenedor…………………….……….…….. Carga máx útil………………..……………………………………. 38,5 33,0 24,0 21,6 m3 m3 t t ≈ Se utilizan de 4 a 6 locomotoras por buque para remolcarlo, frenarlo y mantenerlo centrado dentro de las esclusas. Importancia del agua en el funcionamiento del Canal El Canal no sería posible sin……….. - El río Chagres - La Presa de Madden - La intensa pluviometría en la cuenca En el año 2004 cruzaron el Canal…………………………...…………...…………… 14.000 buques 38 buques/día Como dije anteriormente, cada buque consume……………………….…………….. El consumo anual de agua es, por tanto, de……….…………………………………. 200.000 m3 2.800 Millon m3 2.800 hm3 Superficie de la cuenca del río Chagres………………….…………………………… 552.760 ha Pluviometría media en esta cuenca……………………………………………………. 2.600 mm / año Aportación anual (supuesto un coef de escorrentía de 0,40) ……………………………………………………… 5.749 hm3 Teniendo en cuenta que existen otros consumos en la cuenca (el agua para el Canal es el 58%) y que no toda el agua aportada es utilizable, vemos que el agua sigue siendo un bien escaso. Por qué un Canal a esclusas y no un Canal a nivel Los franceses parece que fracasaron en su intento de construir un canal a nivel porque las excavaciones resultaron un obstáculo demasiado grande, aparte de otros problemas como enfermedades, falta de financiación, etc. La zona del Corte Culebra tiene elevaciones que superan los 90 m y una geotecnia muy complicada. Voy a hacer una comparación entre el volumen de excavación para el canal a esclusas y el volumen que hubiera sido necesario para un canal a nivel . Va a ser una estimación de "grandes números" porque tengo pocos datos y, además, voy a cubicar sólo los 52 km centrales (38 + 14 km). Longitudes 7 km Gatún 38 km Lago Gatún 14 km Corte Culebra 10 km Pedro Miguel Miraflores + 90 ≈ OCÉANO ATLÁNTICO + 27 (MAR CARIBE) + 27 + 9 ≈ + 18 O. PACÍFICO + 9 ≈ ± 0,00 ± 0,00 - 18 ≈ Secc A-A - 18 ≈ Fondo de excavación para un Canal a esclusas Fondo de excavación para un Canal a nivel Secc B-B Para la cubicación de las excavaciones me voy a apoyar en 4 secciones transversales: - Dos únicas secciones A-A para toda la zona del lago Gatún (38 km) - Y otras dos secciones B-B para el corte Culebra (14 km) No considero, para esta comparación, los 17 km correspondientes a las zonas de las esclusas (7 + 10 km). Los croquis y acotaciones en color ciruela corresponden a las secciones de excavación del Canal a esclusas . Los croquis y acotaciones en color anaranjado corresponderían a las secciones de excavación de un Canal a nivel . Secciones A - A Cotas en metros Cotas de excav 252 144 + 20 +9 11 Sección de excavación del canal a esclusas 100 38 - 18 Sección de excavación del canal a nivel 100 Excavación a esclusas: S1 = (144 + 100)/2 x 11………... = V1 = 1.342 x 38.000…………......= Excavación a nivel: S'1 = (252 + 100)/2 x 38………... = V'1 = 6.668 x 38.000…………......= 1.342 m2 51,0 Mill m3 6.688 m2 254,1 Mill m3 Secciones B - B Cotas en metros Cotas de excav 392 + 55 284 46 +9 73 100 - 18 100 S2 = (284 + 100)/2 x 46 ………...= V2 = 8.832 x 14.000………...…...= 8.832 m2 123,6 Mill m3 Total excav Canal a esclusas 175 Millones de m3 S'2 = (392 + 100)/2 x 73………... = V'2 = 17.958 x 14.000……….…....= 17.958 m2 251,4 Mill m3 Total excav Canal a nivel 506 Millones de m3 Con estos números vemos que la excavación para hacer en Panamá un canal a nivel hubiera sido casi tres veces superior . Más fotos Fragata Juan Sebastián Elcano, bajando del Lago Gatún al Caribe Dos juegos de esclusas Compuertas Miraflores. Foto tomada desde el restaurante-mirador Buques pasando esclusas de Pedro Miguel en dirección al Pacífico Buque Panamax, porta automóviles. Se aprecia su especial diseño para el paso por el Canal Missouri, buque de guerra de los EEUU. Foto de 1945 Compuertas en magnífico estado después de 100 años Habrá que ver cómo se comportan las nuevas. 3.- AMPLIACIÓN DEL CANAL DE PANAMÁ, TERCER JUEGO DE ESCLUSAS Objetivos del Proyecto - Hacer crecientes y sostenibles los aportes del Canal al Tesoro Nacional. No olvidar que el Canal es la principal actividad económica del País. - Mantener la competitividad del Canal de Panamá aumentando su capacidad. La demanda es ya superior a la oferta y, además, existen buques que ya no caben por el canal existente. Si no, pueden surgir otras alternativas Los principales usuarios del Canal son Estados Unidos China Chile Japón Corea del Sur Todos estos "clientes" tienen costa al Pacífico y desean poder pasar al Atlántico por el camino más corto. El comercio marítimo entre el Noreste de Asia (China, Japón…) y la costa Este de los EEUU (New York, Washington…) es un gran negocio. Una ventaja importante de la ruta por el Canal de Suez es que ésta admite buques Pospanamax. Los americanos ya iniciaron este Proyecto en el año 1939 pero se abandonó en el 1942, cuando EEUU entró en la 2ª guerra mundial. Sólo se llegó a hacer parte de las excavaciones, que se aprovechan parcialmente en el proyecto actual. Excavación hecha en 1939 - Fotografía tomada en el mismo año 1939 (Pacífico) Excavación hecha en 1939 - Fotografía tomada en el 2008 (Atlántico) Descripción general del Proyecto - Construcción de un carril adicional de esclusas, el tercero. - Elevación del nivel de agua del lago Gatún (0,45 m) para aumentar su capacidad de agua. - Excavación de cauces de acceso a las nuevas esclusas y - Profundización de los cauces de navegación actuales Algunas puntualizaciones: Consta de dos grupos de esclusas, uno en el Atlántico y otro en el Pacífico Cada grupo se compone de tres esclusas, tres escalones de 9 m. Estas nuevas esclusas son más largas, más anchas y con mayor calado. Van a gastar por buque menos agua que las actuales, a pesar de que el agua empleada es más del doble.. El 60% se reutiliza, gracias a las piscinas que se han incorporado en el nuevo Proyecto. Se utilizarán remolcadores dentro de las esclusas en lugar de locomotoras. Es más seguro. Las compuertas serán rodantes y no abisagradas como las actuales. Van a ser dobles. Estas dos características harán posible su mantenimiento in situ sin necesidad de cerrar la vía. Con el recrecimiento del lago Gatún se aumenta su capacidad de embalse en 200 hm3. Plano de conjunto y detalles Nuevas esclusas en Gatún Nuevas esclusas en Miraflores Nuevas esclusas en Gatún Esta fotografía está girada 180º respecto al croquis de la izquierda (las esclusas que se ven son virtuales, no están tan avanzadas...). Lago Gatún Nuevo Cauce de aproximación N Nuevas esclusas en Miraflores En esta foto, que también está girada 180º respecto al croquis de la izquierda, no aparecen las nuevas esclusas. Su situación y dirección está indicada por la linea roja de punto y raya Esclusas de Miraflores Oc. Pacífico O. Pacífico Reutilización del agua Buque subiendo Agua procedente del Lago Agua procedente de las tinas Las esclusas del Canal actual, del "viejo", se llenan de agua y se vacían a través de aberturas en el fondo. En el Tercer juego de esclusas, sin embargo, el agua circulará por conductos laterales. Se van a tardar sólo 17 minutos en el llenado de una esclusa cuando una parte del agua proviene de las tinas y 10 minutos en caso contrario. 230.000 m3 de agua Observad las dimensiones de la sección del nuevo canal en las esclusas Esquemas y volúmenes de agua En bajada 138.000 m3 reutilizados ( 1 + 2 + 3 ) 92.000 m3 gastados al subir el barco (y otros tantos al bajar) Agua permanente En subida Total agua gastada por la travesía de cada barco: 92.000 * 2 = 184.000 m3 ¡¡Menos que en las esclusas actuales!! (en las actuales se gastan 200.000 m3 /barco) Si no hubiera tinas, se gastaría por la travesía de cada barco en las nuevas esclusas: (138.000 + 92.000) x 2 = 460.000 m3 Algunas cifras del Proyecto Tercer juego de Esclusas Anchura de las esclusas……………………………………… 55 m…………………...……… Profundidad mínima…………………….…………………… 18 m…………….…………….. Longitud de cada esclusa…………………………………… 427 m………….……………….. Superficie de una esclusa (lámina de agua)……………… 23.485 m2…..……………………… Buque máximo………………………………………………… Excavaciones………………………………………………… Terraplenes…………………………………………………… Hormigones Personal en la Obra……………………..……………… Duración prevista………………..………………………. Coste aprox……………..………………………………... 12.000 TEUs…….………………… 60 Millones de m3 ……..…… 25 " " 4,5 " " 6.000 Hombres ≈………….…….. 5 - 6 años………….……………. 5.000 Millones de US$................. Esclusas "viejas" 34 m 15 m 305 m 10.211 m2 4.400 TEUs 180 Millones de m3 70.000 Hombres ≈ 10 años (fase americana) 400 Millones de US$ Detalle de las compuertas rodantes Fotos de las Obras de Ampliación Ciudad de Panamá Obras de dragado en el Pacífico, bajo el puente de Las Américas Excavaciones en las esclusas de Gatún Océano Pacífico Lago Gatún Tina Tina Tina Esclusas en Gatún Esclusas en Miraflores Llegada a Gatún de las 4 primeras Compuertas (Fabricadas en Italia) Van a ser en total 16 compuertas, 8 en el lado Atlántico y 8 en el Pacífico. Las mayores están en el Pacífico (33 m de altura y 4.300 t de peso). Porque las mareas son mucho más importantes que en el Caribe. Carrera de mareas en el Caribe , zona Gatún: 0,94 m (desde +0,58 a - 0,38). Carrera de mareas en el Pacífico , zona Miraflores: 7,04 m (desde +3,60 a - 3,44). Llegada de las compuertas Mar Caribe Ciudad de Colón Lago Gatún Entrada actual a las esclusas de Gatún Nuevas Esclusas de Gatún, en construcción Futura entrada al tercer juego de esclusas Futura entrada al tercer juego de esclusas Carro de 30 "ejes" Panorámica de las Nuevas Escluas de Gatún, en construcción (lado Atlántico) Ciudad de Colón Mar Caribe Descarga de compuertas Nuevas esclusas Observatorio Tina Tina Tina Instalaciones de áridos y hormigón Lago Gatún Teodoro Rada Ingeniero de Caminos Estudios de Obra Civil www.obracivilteo.es