DISEÑO DE LAS ESCLUSAS
Esclusas de “Miraflores”
El plan original para la
construcción de un canal de esclusas requería de un juego de esclusas de tres
niveles en Gatún, uno de un nivel en Pedro Miguel y uno de dos niveles en Cerro
Sosa. A fines de 1907, se decidió cambiar las esclusas de Cerro Sosa más hacia
adelante, en Miraflores, principalmente porque el nuevo sitio ofrecía
cimentaciones más estables para la construcción, pero también porque permitía
mayor protección contra bombardeos marítimos.
Las esclusas recibieron sus nombres
de ubicaciones geográficas ya existentes antes de que se construyera el Canal.
Todas las cámaras de las esclusas tienen las mismas dimensiones - 110 pies de
ancho (33.53m) por 1,000 pies de largo (304.80 m) - y están construidas en
pares, o sea, que dos pares de cámaras corren lado a lado para acomodar el
tráfico en dos vías, ya sea en direcciones opuestas al mismo tiempo o en la
misma dirección dependiendo de las necesidades de tránsito. Las Esclusas de
Gatún tienen tres niveles o pares de cámaras, las de Pedro Miguel tienen un
nivel y las de Miraflores tienen dos niveles, haciendo un total de seis pares
con 12 cámaras en total. Las esclusas han sido reconocidas como el triunfo
estructural del Canal de Panamá y constituyen un aspecto único de la vía acuática.
Para el tiempo de su construcción, la estructura completa, sus dimensiones y su
innovador diseño sobrepasaron los de cualquier estructura similar existente y
aún en la actualidad son consideradas una maravilla de la ingeniería del mundo.
Tomó cuatro años construir
todas las esclusas a partir de la primera capa de concreto colocada en Gatún el
24 de agosto de 1909. Hasta finales de la década de 1800, el concreto, una
combinación de arena, grava y cemento, había sido poco utilizado en la
construcción y se utilizaba mayormente en pisos y sótanos. Todavía había mucho
por aprender e innumerables decisiones por tomar sobre la ciencia del concreto,
que requiere de medidas específicas y controladas de las cantidades y tamaño
agregado del agua, cemento y arena, al igual que una programación cuidadosa de
un eficiente sistema de transporte del sitio de origen a su destino. El trabajo
de concreto en Panamá era un reto sin precedentes, cuyo volumen total no sería
igualado sino hasta la construcción de la Represa Boulder en la década de 1930.
A pesar de la novedad de la
ciencia, los resultados fueron extraordinarios. Luego de más de 80 años de
servicio, el concreto de las esclusas y vertederos del Canal de Panamá está en
condiciones casi perfectas, lo cual resulta para los ingenieros de la
actualidad uno de los aspectos más excepcionales de todo el Canal. Los barcos
de la organización del Canal -- el Ancón y el Cristóbal -- trajeron de Nueva
York todo el cemento para construir las esclusas, represas y vertederos. En el
lado Atlántico, la grava y la arena llegaron por mar desde áreas al este de
Colón, la grava desde una gran planta de trituración en Portobelo y la arena de
Nombre de Dios. Para el Pacífico, la roca fue sacada y triturada en el Cerro
Ancón; la arena se trajo de Punta Chame en la Bahía de Panamá.
Tres hombres, el Teniente
Coronel Harry Hodges, Edward Schildhauer y Henry Goldmark fueron responsables
en gran parte por el diseño de ingeniería de las esclusas. El trabajo tomó años
de planificación por adelantado. Hodges era oficial del Ejército y valioso
asistente de Goethals y era responsable de todo el diseño y construcción de las
compuertas de las esclusas, indiscutiblemente la responsabilidad técnica más
difícil de todo el proyecto. Goethals señaló que el Canal no hubiera podido ser
construido sin Hodges. Schildhauer era ingeniero eléctrico y Goldmark estuvo a
cargo del diseño de las compuertas de las esclusas.
Por supuesto que el factor
clave en toda la empresa del Canal fue, y sigue siendo, el agua. El agua eleva
los barcos 85 pies (25.91m) sobre el nivel del mar hasta la superficie del Lago
Gatún, los lleva a través de la Cordillera Continental y los vuelve a bajar al
nivel del mar en el océano opuesto. El agua también sirve para generar energía
eléctrica, para operar los motores eléctricos que abren y cierran las
compuertas y las válvulas y las locomotoras eléctricas de las esclusas.
El Canal de Panamá no utiliza
bombas; el agua realiza su trabajo utilizando solamente la fuerza de gravedad.
El agua entra o sale a través de túneles gigantes, o alcantarillas, de 18 pies
(5.49m) de diámetro, que corren a lo largo de los muros central y laterales de
las esclusas. Alcantarillas más pequeñas se ramifican en ángulo a la derecha y
corren lateralmente bajo el piso de cada cámara de las esclusas, 20 en cada
cámara. Cada alcantarilla cruzada tiene cinco salidas, haciendo un total de 100
hoyos en cada cámara para que el agua entre o salga, dependiendo de qué
válvulas se abren o cierran. Este gran número de hoyos distribuye el agua de
forma pareja sobre toda el área del piso para controlar las turbulencias.
Para llenar una esclusa, se
cierran las válvulas principales en el extremo más bajo de la cámara, mientras
que se abren las que se encuentran en el extremo superior. El agua fluye del
lago a través de las grandes alcantarillas hacia las alcantarillas cruzadas y
sube a través de los hoyos en el piso de las cámaras. Para sacar el agua de las
esclusas, se cierran las válvulas en el extremo superior y se abren las del
extremo inferior.
Las compuertas de las esclusas
constituyen las partes móviles más llamativas del Canal. Las compuertas se
mueven como puertas dobles. La construcción hueca e impermeable de las mitades
inferiores las hace flotar en el agua, reduciendo grandemente el trabajo de las
bisagras. Todas las hojas de las compuertas miden 64 pies (19.51m) de ancho por
7 pies (2.13m) de grosor. Sin embargo, varían en altura de 47 (14.32m) a 82
pies (24.99m), dependiendo de su ubicación. Por ejemplo, las compuertas de las
cámaras bajas de las Esclusas de Miraflores son las más altas debido a la
variación extrema en las mareas del Pacífico.
El diseño y construcción de
todas las compuertas de las esclusas constituyó uno de los grandes retos de
ingeniería para el Canal y uno de sus mayores triunfos. El mecanismo sencillo
pero poderoso para operar las compuertas fue diseñado por Edward Schildhauer.
Su diseño no tenía un modelo establecido a seguir. Sin embargo, cada aspecto de
este vital mecanismo debía ser diseñado y fabricado con precisión para que
trabajara sin fallas y fuera confiable. Las compuertas debían moverse con
facilidad y al mismo tiempo soportar una 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 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.
En las Esclusas de Miraflores,
cada cámara de las esclusas, excepto las de las esclusas inferiores, tiene un
juego de compuertas intermedias. El propósito de estas compuertas es conservar
agua al reducir el tamaño de la cámara, si el barco en tránsito no es uno de
los gigantes Panamax y puede ser acomodado dentro de una cámara de 600 pies.
Como las mismas compuertas de
las esclusas son una especie de represa y están sobre el nivel del mar, se
tomaron precauciones para protegerlas de daños que pudieran permitir que el
agua del lago se saliera y fluyera hacia el mar. Una de esas medidas fue
colocar compuertas dobles delante de la nave, una principal y otra de
seguridad, en los sitios en los que un daño a las compuertas pudiera permitir
la unión de los dos niveles, o sea, en los extremos superior e inferior de la
esclusa superior a cada nivel y a ambos lados del único nivel en las Esclusas
de Pedro Miguel.
Además, se instalaron cadenas
de hierro para defensa que se extendían a través de las cámaras entre las
paredes de las esclusas y protegían las compuertas de seguridad. La cadena era
bajada sólo cuando el barco se encontraba en la posición adecuada y bajo el
control de la locomotora de remolque. La idea era que si el barco perdía el
control y golpeaba la cadena, un liberador automático iría soltando la cadena
lentamente hasta que el barco se detuviera, limitando así los daños posibles.
Por lo costoso de su mantenimiento, en comparación con lo poco que era
utilizado, la Junta Directiva aprobó la remoción del sistema de cadenas en
julio de 1976, excepto en los extremos superiores de las esclusas de Gatún y
Pedro Miguel; las cadenas remanentes se removieron en octubre de 1980.
De todos modos, quedó un
dispositivo para resguardar los barcos que pudieran chocar contra una compuerta
de seguridad. Este dispositivo es lo que se conocía como represa de emergencia,
y estaba instalado en las paredes laterales a la entrada de cada esclusa
superior entre la cadena para defensa y las compuertas de seguridad. Era un
enorme aparato de acero colocado para que girara hasta el otro lado de la
entrada de las esclusas en unos dos minutos en caso de emergencia. Una serie de
vigas maestras para puertas de desagüe descenderían, formando andenes y se
bajarían enormes planchas de acero hasta sellar el cauce. Como nunca se
utilizaron, las represas de emergencia fueron removidas a mediados de 1950.
La electricidad era la fuerza
que movía los cablevías, grúas, trituradoras de piedra y mezcladoras de cemento
en los tiempos de la construcción del Canal. Un canal todo eléctrico fue una
innovación durante la primera década del siglo XX. Las operaciones de las
esclusas requerían de unos 1,500 motores eléctricos, pues todos los controles
eran eléctricos. La Compañía General Electric fabricó casi la mitad del equipo
eléctrico requerido durante la construcción y virtualmente todos los motores,
relés, interruptores, cableado y equipo generador permanente. También
construyeron las locomotoras de remolque originales de las esclusas y todo el
sistema de iluminación.
El sistema de locomotoras
eléctricas de remolque fue diseñado para proporcionar control completo sobre el
movimiento de las naves que transitaran las esclusas. Diseñadas por
Schildhauer, las locomotoras se mueven sobre rieles construidos sobre las
paredes de las esclusas y operan a una velocidad de unas 2 millas por hora. Un
factor importante que se consideró durante su diseño fue que deberían pasar por
la inclinación de 45 grados entre las cámaras de las esclusas. Las locomotoras
fueron construidas en Schenectady, Nueva York, a un costo de $13,000 por
unidad.
Schildhauer también diseñó el
concepto básico del sistema de control de las esclusas, aunque su desarrollo
fue un esfuerzo conjunto con la General Electric. Toda la operación se dirige
desde una caseta de control construida en el muro central de la cámara superior
de las esclusas. Desde aquí, con un panorama de las esclusas enteras libre de
obstáculos y con un tablero de controles sagazmente diseñado, una sola persona
puede manejar todas las operaciones que involucra el paso de un buque, excepto
el movimiento de las locomotoras de remolque.
El tablero de controles es una
representación en miniatura de las esclusas. Todo lo que ocurre en las esclusas
ocurre también en el tablero de controles, exactamente al mismo tiempo. Los
interruptores que mueven las compuertas y demás mecanismos del sistema están
ubicados a un lado de la representación de ese mecanismo en el tablero de
controles. Para elevar a un enorme buque en tránsito dentro de una cámara de
las esclusas, el operador sólo tiene que girar una pequeña manivela de cromo.
Otra ingeniosa parte del
sistema son las complejas rejillas formadas por barras entrelazadas instaladas
debajo del tablero de controles, donde no se pueden ver, que interconectan los
interruptores mecánicamente. Cada manivela debe ser girada en la secuencia
adecuada o no girará. Esto elimina la posibilidad de hacer algo mal u olvidar
un paso.
Sólo en un sistema que opere
eléctricamente se podría controlar las esclusas desde un punto central. Un
motor individual dentro del sistema puede ser ubicado desde el tablero de
controles hasta a media milla de distancia. Este mismo sistema ha estado en uso
virtualmente sin cambios durante más de ocho décadas y continúa trabajando
perfectamente.
Las esclusas del Atlántico
fueron terminadas primero; las de Pedro Miguel, con un solo escalón, segundo; y
las de Miraflores en mayo de 1913. Toda la fuerza laboral tenía una moral
altísima. El 20 de mayo de 1913, las palas a vapor No.222 y No.230, que
lentamente habían estado acortando la distancia en el Corte Culebra, se
encontraron "en el fondo del Canal". A 40 pies sobre el nivel del
mar, el Corte había llegado a su profundidad total en los días de la
construcción. Las compuertas de seguridad en Gatún funcionaron sin falla alguna
la segunda semana de junio de 1913, y el 27 de junio se cerró la última de las
compuertas del vertedero de la Represa de Gatún, permitiendo al lago llenarse
hasta su nivel máximo. La excavación seca terminó tres meses más tarde. En
enero de 1913, cuando un deslizamiento de tierra en Cucaracha devolvió
2,000,000 de yardas cúbicas de tierra al Corte, se decidió inundar el Corte y
dragar el desperdicio. La última pala a vapor levantó la última roca en el
Corte la mañana del 10 de septiembre de 1913, que fue sacada del Corte en el
último tren de desechos jalado por la locomotora No.260.
El remolcador Gatún, asignado a
la entrada del Canal en el Atlántico para remolcar barcazas, tuvo el honor, el
26 de septiembre de 1913, de realizar la primera prueba de un esclusaje por
Gatún; fue perfecto, aunque todas las válvulas fueron controladas manualmente
ya que el tablero central de controles aún no estaba listo.
El 30 de septiembre, como para
probar una vez más el sistema, hubo un terremoto que sobrepasó la capacidad de
las agujas del sismógrafo en Ancón. Aunque hubo deslizamientos de tierra en el
interior y paredes rajadas en algunos edificios en la ciudad de Panamá, Gorgas
informó a Washington que: "No se ha sufrido ningún daño en la sección del
Canal".
Seis grandes tuberías en el
dique de tierra en Gamboa inundaron el Corte Culebra esa misma semana. Luego,
el 10 de octubre de 1913, el Presidente Woodrow Wilson oprimió un botón en
Washington y transmitió por telégrafo desde Washington a Nueva York, de aquí a
Galveston y por último a Panamá, señal que voló el centro del dique para
completar la inundación del Corte y unirlo con el Lago Gatún.
Dragas, remolcadores, barcazas
y grúas flotantes que habían estado operando en las aproximaciones del Canal al
nivel del mar y en las dos bahías terminales, muchos de ellos dejados por los
franceses, fueron traídos para limpiar el Corte. Las barcazas botaban los
desechos en áreas designadas del Lago Gatún, de la misma forma en que hacía
mucho tiempo Philippe Bunau-Varilla había dicho que debía hacerse. Se
instalaron luminarias que permitieron trabajar en el Corte las 24 horas del
día. La vieja draga francesa de escala Marmot, realizó el "primer
corte" a través del deslizamiento de Cucaracha el 10 de diciembre de 1913,
abriendo el cauce por primera vez.