Un Canale di Panama per tutte le navi

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Dal 1914, il Canale di Panama rappresenta il percorso più breve per le navi commerciali in rotta fra la costa occidentale e quella orientale del Nord America. Questa via d'acqua misura 81,6 chilometri di lunghezza e collega il porto di Christóbal, sull'Atlantico, con quello di Balboa, sul Pacifico. La Panama Canal Authority ha commissionato un importante ampliamento del Canale, che si concluderà nel 2014, per renderlo transitabile anche a navi di grandi dimensioni.

Il Canale di Panama è in corso di ammodernamento e verrà dotato di nuove conche di navigazione a basso consumo d’acqua. Tutti gli elementi di sistema per l’azionamento delle relative paratoie scorrevoli verranno forniti da Rexroth. Questi garantiranno l’operatività ininterrotta del canale.

 

Se nel 1914 ha fatto scalpore, nel 2014 non sarà da meno: stiamo parlando del Canale di Panama, il più breve itinerario per le navi in rotta fra la costa occidentale e quella orientale del Nord America. Questa via d’acqua, che collega il porto di Christóbal, sull’Atlantico, con quello di Balboa, sul Pacifico, misura 81,6 chilometri di lunghezza e viene percorsa in un tempo medio fra le dieci e le undici ore. Tuttavia, questa scorciatoia è attualmente utilizzabile da meno del 40 percento della flotta commerciale mondiale: la maggior parte delle porta-container è ormai troppo grande per il Canale.

La loro lunghezza oscilla infatti fra i 192 e i 300 metri. Il passaggio fra l’invaso artificiale del Lago Gatún e la chiusa di Pedro Miguel, il cosiddetto Gaillard Cut, è stato allargato e reso più profondo a più riprese, negli anni Sessanta e Novanta, ma per molti giganti del mare questo canale da 152,4 metri di larghezza e 14,3 di profondità rimane troppo angusto. Con un’imponente operazione di ampliamento, la Panama Canal Authority intende ora eliminare questa strettoia entro il centesimo anniversario del percorso. A integrazione delle chiuse esistenti, lato Atlantico e lato Pacifico, stanno così prendendo forma nuove conche di navigazione, che consentiranno anche a navi fino a 366 metri di lunghezza e 49 di larghezza di proseguire il loro viaggio attraverso il Canale di Panama.

Per risparmiare acqua

Gli ingegneri incaricati e le aziende partner coinvolte nel progetto non hanno un compito facile, sotto il profilo tecnologico e temporale: nel 2014, anno dell’anniversario, l’ammodernamento del canale e la costruzione delle nuove conche di navigazione dovranno essere conclusi. Senza contare un altro requisito: le nuove conche di navigazione dovranno essere rispettose del bilancio idrico regionale. Ogni attraversamento delle conche richiede infatti attualmente circa 208 milioni di litri d’acqua dolce; le nuove conche, oltretutto, sono ben più grandi rispetto alle precedenti.

A tale scopo, ogni conca di navigazione sarà dotata di tre camere, ciascuna delle quali è collegata, tramite tubi comunicanti, a tre bacini di recupero acqua. Per il sollevamento delle navi, gli azionamenti Rexroth aprono i relativi condotti di afflusso, dopodiché l’acqua proveniente dai bacini di recupero acqua riempie per gravità le camere delle conche di navigazione. Contrariamente alla tecnica precedente, però, terminato il transito delle conche di navigazione, l’acqua rifluisce nei bacini.

Poichè le conche di navigazione sono più grandi, per ogni transito verranno risparmiati circa 290 milioni di litri d’acqua, cosicché ora soltanto il 40 percento dell’acqua necessaria per un transito proviene dal Lago Gatún, bacino artificiale appositamente realizzato. Ciò ridurrà in futuro il fabbisogno d’acqua dolce del 60 percento. Questa soluzione così tecnicamente complessa convince per un doppio vantaggio: oltre ad essere più economica, è anche rispettosa delle risorse idriche della regione.

Ma anche i requisiti richiesti per le conche di navigazione sono impegnativi: dopotutto, esse devono trasportare affidabilmente grandi masse d’acqua fra le varie camere delle conche. Il costruttore sudcoreano Hyundai Samho Heavy Industries fornisce le strutture in acciaio per le paratoie scorrevoli per i bacini di recupero acqua, le vasche di circolazione, che riempiranno le camere delle conche con l’acqua del Lago Gatún o con quella delle camere contigue, e i bacini di compensazione fra le camere delle conche.

L’elemento centrale delle conche è costituito dalle paratoie scorrevoli: queste strutture verticali in acciaio, del peso di diverse tonnellate, regolano il flusso dell’acqua sollevandosi o abbassandosi, per conservare l’acqua al loro interno o farla scorrere oltre. Proseguendo la consolidata partnership con Hyundai, Bosch Rexroth sta equipaggiando le 158 paratoie scorrevoli con i propri gruppi idraulici e cilindri di azionamento personalizzati. I partner dell’azienda possono sfruttarne il know-how derivante da progetti già realizzati per il Canale di Panama, come ad esempio l’ammodernamento tecnologico delle conche esistenti, attuato dodici anni fa. La prima fornitura parziale dovrà avvenire già nell’aprile 2012: una richiesta che Rexroth, fornitore di sistemi internazionale, sa affrontare, grazie alla propria rete mondiale di sviluppo e produzione. Anche l’esigenza di conformità dei prodotti con gli standard statunitensi ASME (American Society of Mechanical Engineers), quindi, non rappresenta un problema.

A colpo sicuro

Affinché l’esistente strettoia non si trasformi in un “bottleneck” per avarie tecniche, la maggiore sfida dal punto di vista tecnico è di assicurare continuità operativa: tutti i principali impianti sono ridondanti. Per poter svuotare un bacino di recupero acqua, ad esempio, tecnicamente sarebberp sufficienti due sole paratoie; tuttavia, ciascuno dei nove bacini di recupero acqua di ogni conca dispone di quattro paratoie. E ciò vale anche per i canali sotterranei destinati a riempire le camere delle conche.

Rexroth fornirà a Panama un totale di 158 gruppi idraulici: ogni paratoia scorrevole è infatti dotata di un proprio cilindro di azionamento e del relativo gruppo. Il gruppo, a sua volta, è composto da due unità motore-pompa, da un serbatoio idraulico, dall’impianto di filtraggio e dalla tecnica a valvole, dalle relative tubazioni e dalla tecnologia di controllo PLC, anch’essa ridondante. Rexroth fornirà inoltre due unità di sostitutive per le paratoie scorrevoli dei bacini di recupero, di navigazione e di compensazione. Con tale soluzione, l’alto grado di continuità operativa richiesta è assicurata.

Gradino dopo gradino attraverso il Canale

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Così equipaggiate, le paratoie scorrevoli assicureranno in futuro un transito senza intoppi attraverso le conche di navigazione. Nella prima fase del viaggio, una nave proveniente dall’Atlantico verrà trainata nella camera della conca inferiore. Se la porta esterna della conca si troverà in posizione chiusa, l’acqua proveniente dai tre bacini di recupero scorrerà nella camera; parallelamente, il livello dell’acqua della camera centrale verrà abbassato al livello di quella inferiore, dopodiché le porte si apriranno e appositi rimorchiatori porteranno la nave nella camera centrale.

Richiuse le porte, la procedura si ripeterà: l’acqua proveniente dalla camera superiore e dai bacini di recupero defluirà nella camera centrale fino a pareggiare i livelli di entrambe le camere delle conche; le porte si apriranno e la nave verrà trainata nella camera superiore. A camere richiuse, i tre relativi bacini di recupero acqua si svuoteranno e il resto verrà riempito con l’acqua dolce del Lago Gatún. Raggiunta l’altezza di uscita, le porte esterne della conca si apriranno e la nave proseguirà il suo viaggio verso il Pacifico.