Canal de Panamá Tráfico de buques, barcazas Canal de Castilla. Canal de Navarra Canal Imperial de Aragón Transporte de agua

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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 Tráfico de buques, barcazas… Canal de Castilla

Canal de Navarra

Canal Imperial de Aragón 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).

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Canal de Corinto (Grecia)

Evita la vuelta a la Península del Peloponeso

Longitud………..……. 6,3 km

Anchura……….... 21 m

Máxima altura acantilados………...……. 87 m

Inaugurado en el año ……….……… 1983

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Canal de Suez (Egipto)

Une el mar Rojo con el Mediterráneo

Longitud………...…………. 169 km

Inaugurado en el año ……….……… 1869

Se empezó en el …………..……..……… 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

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Canal de Stalin (Rusia)

Une el Mar Blanco con el Mar Báltico

Longitud………..……. 227 km Inaugurado en el año ………...……… 1933 Se hizo en 20 meses Mar Báltico Mar Blanco RUSIA

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Canal del Saimaa (Finlandia)

Conecta el Lago de Saimaa con el Golfo de Finlandia

Longitud……….. 58 km

Inaugurado en el año ………...……… 1.856

Número de compuertas………...……….. 28 ud

Descenso hasta el mar…………..……… 76 m

RUSIA

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Canal de Panamá

Une dos Océanos, el Atlántico con el Pacífico

Longitud………..………. 82 km

Inaugurado en el año ……….……… 1914

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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

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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.

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Gran Canal de China

Une 4 ríos, uno de ellos el Río Amarillo.

Longitud………...………. 1.790 km

Inaugurado en el año ……….……… 609 d.c.

Número de compuertas………...……….. 24 ud

Número de puentes sobre él…………...……….. 60 ud ≈

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Canal de Castilla (España)

Longitud……….……….. 207 km

Anchura………..………. 11 a 22 m

Esclusas……….. 49 ud Fue construido para facilitar el transporte del trigo de Castilla

Construido por etapas entre los años ……… 1.753 y 1849 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.

Se pretendía con este proyecto conectar Segovia con Reinosa para, de esta manera,conseguir la anhelada salida de Castilla al mar Alar del Rey

Medina del Rioseco

Valladolid

Frómista

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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.

Breve historia de la Construcción del Canal

1502 Cristóbal Colón llega al Istmo de Panamá.

1513 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)

1ª Fase de la construcción del Canal (10 años)

1879 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). 1880 Comienzan las Obras

1889 Fracasa el Proyecto (clima, enfermedades, deficiente administración, dificultades técnicas). Excavadora de cangilones

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2ª Fase (8 - 10 años)

1894 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. En la Ampliación actual

Excavación final del Canal 180.000.000 m3 45.000.000 m3 de excav

Murieron unos 6.300 hombres. 25.000.000 m3 de terraplén

5.000.000 m3 de dragado 1903 Panamá se independiza de Colombia.

3ª Fase y definitiva (10 años)

1904 Estados Unidos, siendo presidente Theodore Roosevelt, compra a los franceses las En la Ampliación actual

propiedades y derechos sobre la construcción del Canal. 6.000 Hombres

John F. Stevens, ingeniero jefe, y 70.000 hombres consiguieron construirlo en10 años. 5 - 6 años

Costó 400 millones de dólares 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 Millas

13.600 7.344

25.000 13.500

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Plano de situación

Océano Atlántico Océano Pacífico 69 km Mar Caribe COLOMBIA PANAMÁ COSTA RICA

N

CANAL

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Imágenes de Panamá y de su Canal

Casco antiguo de la Ciudad de Panamá

Canal FFCC, paralelo al Canal, entre Ciudad de Panamá y Colón

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Corte Culebra ó Gaillard Cut

Esclusas de Miraflores, En el Pacífico

Gamboa,desembocadura del Río Chagres en el Lago Gatún

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Longitudes del Canal

Zona esclusas Gatún (Gatun Locks)……… 7 km

Lago Gatún (Gatun Lake)………. 38 km

Corte Gaillard (Gaillard Cut)*……… 14 km Zona esclusas P Miguel y Miraflores…. 10 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

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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 RÍO CHAGRES CIUDAD DE PANAMÁ

27,00 PRESA de MADDEN

18,00

0,00 0,00

LAGO GATÚN

LAGO MIRAFLORES

OCÉANO ATLÁNTICO OCÉANO PACÍFICO

(MAR CARIBE) Esclusas de Pedro Miguel

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.

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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

F 1.- Se abre la 1ª compuerta y el barco pasa a la 1ª esclusa 1ª Esclusa 2ª Esclusa

+ 9,00 ± 0,00

F 2.- Se cierra la 1ª compuerta y se empieza a aportar agua a esta 1ª esclusa para que el barco suba.

± 0,00

F 3.- El barco ha ascendido 9 m con la aportación de agua y se igualan los niveles en las dos 1asesclusas

+ 9,00 F 1 OCÉANO Agua aportada F 3 F 2 OCÉANO

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+ 9,00 ± 0,00

F 4.- Con los niveles igualados, se abre la 2ª compuerta y el 2ª compuerta barco avanza.

+ 9,00 ± 0,00

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 ± 0,00

F 6.- El barco ha subido 9 m más y sigue avanzando…

Algunos datos

Longitud de cada esclusa……….……… 304,8 m…...……. (El San Juan Prospector tenía 299 m de eslora)

Anchura de las esclusas……… 33,5 m…….……. (El acorazado Estado-unidense New Jersey

Profundidad mínima del agua en las esclusas………….……… 15 m cruzó el canal con 32,91 m de manga). En el año 2004 cruzaron el Canal………..………...………….. 14.000 buques...….. (de estos, 5.330 fueron buques Panamax)

38 buques/día

Tiempo medio de un buque en aguas del Canal …………....………. 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

F 4

F 6

Agua aportada

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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………...……...…. 38,5 m3 Capacidad del contenedor (volumen interior)……….…… 33,0 m3 Peso máximo del contenedor……….……….…….. 24,0 t

Carga máx útil………..………. 21,6 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 río Chagres

El Canal no sería posible sin……….. - 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……….……….. 200.000 m3

El consumo anual de agua es, por tanto, de……….………. 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.

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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 38 km 14 km 10 km

Gatún Lago Gatún Corte Culebra Pedro Miguel

Miraflores + 90

OCÉANO ATLÁNTICO

(MAR CARIBE) + 27 + 27 + 18 O. PACÍFICO

+ 9 + 9

± 0,00 ± 0,00

- 18 - 18

Fondo de excavación para un Canal a esclusas

Secc A-A 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) No considero, para esta comparación, los 17 km correspondientes - Y otras dos secciones B-B para el corte Culebra (14 km) 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.

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Secciones A - A

Cotas en metros

Cotas de excav 252

144 + 20 Sección de excavación del

11 + 9 canal a esclusas

100

38 - 18

Sección de excavación del

100 canal a nivel Excavación a esclusas: S1 = (144 + 100)/2 x 11………... = 1.342 m2 V1 = 1.342 x 38.000…………...= 51,0 Mill m3 Excavación a nivel: S'1 = (252 + 100)/2 x 38………... = 6.688 m2 V'1 = 6.668 x 38.000…………...= 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 ………...= 8.832 m2 Total excav Canal a esclusas V2 = 8.832 x 14.000………...…...= 123,6 Mill m3 175 Millones de m3 S'2 = (392 + 100)/2 x 73………... = 17.958 m2 Total excav Canal a nivel

V'2 = 17.958 x 14.000……….…....= 251,4 Mill m3 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.

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Más fotos

Fragata Juan Sebastián Elcano, bajando del Lago Gatún al Caribe

Miraflores. Foto tomada desde el restaurante-mirador Compuertas

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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 Buques pasando esclusas de Pedro Miguel en dirección al Pacífico

Compuertas en magnífico estado después de 100 años Habrá que ver cómo se comportan las nuevas.

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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.

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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.

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.

Excavación hecha en 1939 - Fotografía tomada en el 2008 (Atlántico) Excavación hecha en 1939 - Fotografía tomada en el mismo año 1939 (Pacífico)

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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. Estas dos características harán posible su

Van a ser dobles. 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 Miraflores Nuevas esclusas en

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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

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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

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Reutilización del agua

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 Agua procedente del Lago Agua procedente de las tinas Buque subiendo

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Esquemas y volúmenes de agua

138.000 m3 reutilizados ( 1 + 2 + 3 )

92.000 m3 gastados al subir el barco (y otros tantos al bajar) Agua permanente

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 Esclusas "viejas"

Anchura de las esclusas……… 55 m………...……… 34 m

Profundidad mínima……….……… 18 m……….……….. 15 m

Longitud de cada esclusa……… 427 m………….……….. 305 m

Superficie de una esclusa (lámina de agua)……… 23.485 m2…..……… 10.211 m2

Buque máximo……… 12.000 TEUs…….……… 4.400 TEUs

Excavaciones……… 60 Millones de m3 ……..…… 180 Millones de m3

Terraplenes……… 25 " "

Hormigones 4,5 " "

Personal en la Obra………..……… 6.000 Hombres ≈………….…….. 70.000 Hombres ≈

Duración prevista………..………. 5 - 6 años………….………. 10 años (fase americana)

Coste aprox………..………... 5.000 Millones de US$... 400 Millones de US$ En bajada

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Detalle de las compuertas rodantes

Fotos de las Obras de Ampliación

Excavaciones en las esclusas de Gatún Obras de dragado en el Pacífico, bajo el puente de Las Américas

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Océano Pacífico

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). Esclusas en Gatún Lago Gatún Tina Tina Tina Esclusas en Miraflores

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Ciudad de Colón

Futura entrada al tercer juego de esclusas Mar Caribe Entrada actual a las esclusas de Gatún Carro de 30 "ejes"

Futura entrada al tercer juego de esclusas

Lago Gatún

Nuevas Esclusas de Gatún, en construcción

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Panorámica de las Nuevas Escluas de Gatún, en construcción (lado Atlántico)

Teodoro Rada Ingeniero de Caminos Estudios de Obra Civil www.obracivilteo.es Nuevas esclusas Observatorio Instalaciones de áridos y hormigón Descarga de compuertas Ciudad de Colón Mar Caribe Lago Gatún Tina Tina Tina

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