La Rueda de Falkirk es un elevador de barcos giratorio en Tamfourhill , Falkirk , en el centro de Escocia , que conecta el Canal Forth and Clyde con el Canal Union . Vuelve a conectar los dos canales por primera vez desde los años 1930. Se inauguró en 2002 como parte del proyecto Millennium Link .
El plan para regenerar los canales del centro de Escocia y reconectar Glasgow con Edimburgo fue liderado por British Waterways con el apoyo y financiación de siete autoridades locales, la Scottish Enterprise Network, el Fondo Europeo de Desarrollo Regional y la Comisión del Milenio . Los planificadores decidieron desde el principio crear una espectacular estructura emblemática del siglo XXI para volver a conectar los canales, en lugar de simplemente recrear el histórico tramo de las esclusas .
La rueda eleva los barcos 24 metros (79 pies), pero el Union Canal todavía está 11 metros (36 pies) más alto que el acueducto que se encuentra con la rueda. Los barcos también deben pasar por un par de esclusas entre la parte superior de la rueda y el Union Canal. El Falkirk Wheel es el único elevador de barcos giratorio de su tipo en el mundo y uno de los dos elevadores de barcos en funcionamiento en el Reino Unido, el otro es el Anderton Boat Lift .
Los dos canales atendidos por la rueda estaban conectados anteriormente por una serie de 11 esclusas . [1] [2] Con una diferencia de altura de 35 metros (115 pies), se requirieron 3500 toneladas (3400 toneladas largas; 3900 toneladas cortas) de agua por recorrido y tomó la mayor parte de un día para completar el vuelo. [3]
En la década de 1930, estas habían caído en desuso y las esclusas fueron desmanteladas en 1933. [1] [2] El Canal Forth and Clyde cerró a fines de 1962, [4] y a mediados de la década de 1970 se llenó el Canal Union. en ambos extremos, intransitable por alcantarillas en dos lugares y discurridas por tuberías debajo de una urbanización. [5] La British Waterways Board (BWB) nació el 1 de enero de 1963, día en que se cerró el canal Forth and Clyde, con el objetivo de encontrar una estrategia amplia para el futuro de los canales en el Reino Unido. [4] [5]
En 1976, la BWB decidió, después de una reunión con los ayuntamientos locales, que el canal Forth and Clyde, fragmentado por diversos acontecimientos, debía preservar su navegabilidad restante mediante la construcción de nuevos puentes con suficiente altura para los barcos y continuando el mantenimiento de las esclusas existentes. [6] La restauración de la navegación marítima se consideró entonces demasiado costosa, pero no habría más restricciones a su uso. [6] Un informe de estudio de 1979 documentó 69 obstrucciones a la navegación y buscó las opiniones de veinte partes interesadas para presentar el Plan Local (Tema) de Forth and Clyde en 1980. [6]
La Ley de Loterías de 1993 dio lugar a la creación de la Comisión del Milenio para difundir los fondos recaudados mediante la venta de billetes de lotería para "buenas causas" seleccionadas. [7] En 1996, cuando se habían acumulado fondos suficientes, la Comisión invitó a presentar solicitudes para "hacer cualquier cosa que consideraran deseable... para apoyar causas valiosas que marcarían el año 2000 y el comienzo del nuevo milenio". [7] Las condiciones eran que la Comisión no financiaría más de la mitad del proyecto y que el resto lo cubrirían los patrocinadores del proyecto. [7]
Para la reapertura del enlace del canal, BWB ya había elaborado un plan que cubría de manera integral los trabajos necesarios. [7] En 1994, BWB anunció su plan de presentar una oferta de financiación, que fue presentado en 1995 en nombre de Millennium Link Partnership. [8] Los planes exigían que los canales se abrieran a sus dimensiones operativas originales, con 3 metros (9,8 pies) de altura sobre el agua. Todo el proyecto tuvo un presupuesto de 78 millones de libras esterlinas. [9]
El 14 de febrero de 1997, la Comisión anunció que apoyaría al Link con una financiación de 32 millones de libras esterlinas, el 42% del coste del proyecto. [10] La Rueda y su cuenca asociada tenían un precio de £17 millones, más de una quinta parte del presupuesto total. [11] Se tuvieron que recaudar otros 46 millones de libras en los dos años siguientes antes de que pudiera comenzar la construcción, con contribuciones de BWB, siete ayuntamientos, Scottish Enterprise y donaciones privadas que se incrementaron en 8,6 millones de libras del Fondo Europeo de Desarrollo Regional . [12]
El equipo de la empresa conjunta Morrison-Bachy Soletanche presentó su diseño original, que parecía una noria con cuatro góndolas, en 1999. Todas las partes coincidieron en que el diseño era funcional, pero no era la obra maestra que BWB buscaba. [13] [14] Después de que se le pidiera que lo reconsiderara, British Waterways reunió un equipo de 20 arquitectos e ingenieros. Bajo el liderazgo de Tony Kettle de los arquitectos RMJM , los conceptos e imágenes iniciales se crearon con los conceptos mecánicos propuestos por el equipo de diseño de Butterley y MG Bennetts. Este fue un intenso período de trabajo y el concepto de diseño final se completó en un período de tres semanas durante el verano de 1999. [15] [13] [16] El diseño final fue un esfuerzo cooperativo entre la British Waterways Board, el departamento de ingeniería consultores Arup , Butterley Engineering y RMJM. [12]
Kettle modeló los diagramas de los sistemas de engranajes propuestos en los primeros conceptos utilizando el Lego de su hija de 8 años . Se mostraron dibujos e impresiones de artistas a clientes y financiadores. [15] [17] El centro de visitantes fue diseñado por otro arquitecto de RMJM, Paul Stallan . [18] [19]
Las inspiraciones para el diseño incluyen un hacha celta de dos puntas (un hacha barbuda ), la hélice de un barco y la caja torácica de una ballena. [20] Kettle describió la Rueda como "una cosa hermosa y orgánica que fluye, como la columna vertebral de un pez", [17] y la Comisión Real de Bellas Artes de Escocia la describió como "una forma de escultura contemporánea". [12]
Modelos y representaciones de la Rueda de Falkirk se exhibieron en una exposición de 2012 en el Victoria and Albert Museum de Londres. [21] Desde 2007, la Rueda de Falkirk ha aparecido en el anverso de la nueva serie de billetes de £50 emitidos por el Banco de Escocia . La serie de notas conmemora los logros de la ingeniería escocesa con ilustraciones de puentes en Escocia, como el viaducto de Glenfinnan y el puente Forth . [22]
En marzo de 1999, Donald Dewar , Secretario de Estado de Escocia , cortó el primer césped para comenzar a trabajar en la esclusa 31 del canal Forth and Clyde. [12] Más de 1.000 personas trabajaron en la construcción de la rueda, [23] que ha sido diseñada para durar al menos 120 años. [20] [24]
La rueda fue construida y ensamblada completamente en la planta de Butterley Engineering en Ripley , Derbyshire . Luego, la estructura se desmanteló en el verano de 2001 y se transportó en 35 camiones a Falkirk, antes de volver a ensamblarse en cinco secciones en el suelo y levantarse hasta su lugar. [25] La construcción del canal requirió 250.000 m 3 (8.800.000 pies cúbicos) de excavación, un túnel de canal de 160 m (520 pies) de 8 m (26 pies) de diámetro , acueductos de 20 m (66 pies) y 120 m (390 pies cúbicos). pies), tres juegos de esclusas y varios puentes, así como 600 m (2000 pies) de caminos de acceso. [3] El túnel Rough Castle de 180 m (590 pies) se construyó en tres etapas, con los dos cuartos superiores perforados con una excavadora estándar antes de excavar la mitad inferior usando una cepilladora modificada en capas de 100 mm (4 pulgadas). Esta técnica fue un 15% más barata y redujo el tiempo de construcción del túnel en dos semanas. [15]
El terreno sobre el que se construyó la rueda se utilizó anteriormente como mina de arcilla a cielo abierto , mina de carbón y fábrica de alquitrán , lo que provocó la contaminación del canal con alquitrán y mercurio . [15] [26] Veinte metros (66 pies) de relleno suelto de las operaciones mineras que contenían grandes rocas de arenisca no se consideraron una base suficientemente sólida para el tamaño de la estructura, por lo que se utilizaron cimientos profundos con treinta pilotes de concreto de 22 m (72 pies) Se utilizaron encastrados en el lecho de roca . [15]
Debido al cambio de carga a medida que la rueda gira en direcciones alternas, algunas secciones experimentan inversiones totales de tensión . Para evitar la fatiga que podría provocar grietas, las secciones se atornillaron en lugar de soldarse, utilizando más de 14.000 pernos y 45.000 orificios para pernos. [15] [20] [23]
El acueducto, diseñado por Arup , se describió originalmente como "inconstruible", pero finalmente se realizó utilizando barras de refuerzo de 40 mm (1,6 pulgadas) . [3] [27] Los planos originales también mostraban que el canal se estaba construyendo directamente a través del Muro de Antonino , pero esto se cambió después de una petición a favor de dos esclusas y un túnel debajo del muro. [14]
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El 24 de mayo de 2002, la reina Isabel II inauguró la Rueda de Falkirk como parte de las celebraciones de su Jubileo de Oro . La inauguración se retrasó un mes debido a las inundaciones provocadas por vándalos que forzaron las puertas de la rueda. [28] El daño, cuya reparación costó 350.000 libras esterlinas, provocó que el pozo seco se inundara, dañando los equipos eléctricos e hidráulicos. [28] [29]
La rueda tiene un diámetro total de 35 m (115 pies) y consta de dos brazos opuestos que se extienden 15 m (49 pies) más allá del eje central y toman la forma de un hacha de doble punta de inspiración celta . [30] [31] [32] Dos juegos de estos brazos en forma de hacha están conectados a un eje central de 3,8 m (12 pies) de diámetro y 28 m (92 pies) de longitud. [33] Entre los extremos de los brazos se colocan dos cajones llenos de agua diametralmente opuestos , cada uno con una capacidad de 250.000 litros (55.000 imp gal; 66.000 gal EE.UU.). [23]
Los cajones o góndolas siempre transportan un peso combinado de 500 toneladas (490 toneladas largas; 550 toneladas cortas) de agua y barcos, y las góndolas pesan cada una 50 toneladas (49 toneladas largas; 55 toneladas cortas). [15] Se tiene cuidado de mantener los niveles de agua en cada lado, equilibrando así el peso en cada brazo. Según el principio de Arquímedes , los objetos flotantes desplazan su propio peso en el agua, por lo que cuando el barco entra, la cantidad de agua que sale del cajón pesa exactamente lo mismo que el barco. [23] [32] Esto se logra manteniendo los niveles de agua en cada lado dentro de una diferencia de 37 mm (1,5 pulgadas) utilizando un sistema de control por computadora en todo el sitio que comprende sensores de nivel de agua, compuertas automatizadas y bombas. [15] [13] Se necesitan 22,5 kilovatios (30,2 hp) para alimentar diez motores hidráulicos , que consumen 1,5 kilovatios-hora (5100 BTU) por media vuelta, aproximadamente lo mismo que hervir ocho teteras de agua. [15]
Cada uno de los dos cajones tiene 6,5 metros (21 pies) de ancho y puede albergar hasta cuatro barcos de canal de 20 metros (66 pies) de largo . [27] La rueda sube o baja los barcos un total de 24 metros (79 pies), y dos esclusas posteriores suben o bajan los barcos otros 11 metros (36 pies). [34] [35]
Las puertas estancas en cada extremo coinciden con las puertas ubicadas en la estructura superior y en el foso del muelle inferior. Debido a cuestiones de espacio, donde una puerta con bisagras normal reduciría drásticamente la longitud útil del cajón, se eligieron puertas con bisagras que se elevan verticalmente. [36] Las puertas se elevan desde un hueco en la base del cajón y se accionan mediante una lanza hidráulica cuando están acopladas. [36]
Después de que los brazos de las ruedas se mueven a la posición vertical, se activan los mecanismos de bloqueo. Estos incluyen pasadores de seguridad que sobresalen de las bases de los cajones y abrazaderas hidráulicas que se elevan para mantener los cajones en su lugar. Además, se utiliza un conjunto de pasadores de seguridad más grandes en la estructura inferior para sujetar la rueda. Aunque la puerta del cajón superior y la puerta que retiene el agua del acueducto superior están alineadas, existe un hueco entre ellas. La puerta superior del acueducto tiene un marco hermético en forma de U que se puede extender para empujar contra la puerta del cajón y sellar el espacio. El agua se bombea hacia el espacio para llenarlo hasta el nivel del agua. Una vez igualada el agua del hueco, se baja la puerta del lado del acueducto, seguida de la puerta del lado del cajón, permitiendo el paso de la embarcación. En sentido inverso, cuando el barco está en el cajón, se levanta la puerta del cajón, seguida de la puerta superior del acueducto. El agua se bombea fuera del hueco. Luego, el sello hermético en forma de U se empotra más cerca de la puerta superior del acueducto. Finalmente, los mecanismos de bloqueo se retiran antes de girar la rueda. Este proceso también es similar para la puerta en la cuenca inferior del canal. [37]
La zona que alberga la maquinaria para accionar la rueda se sitúa en el último pilar del acueducto, y contiene siete cámaras conectadas por escaleras. [38] El acceso se realiza mediante una puerta situada a nivel del suelo o una entrada a media altura de la torre con grúa pórtico para facilitar la instalación de equipos. [38]
La planta baja alberga los transformadores para accionar la rueda. Cuando los vándalos inundaron la rueda en abril de 2002, esta sala se llenó hasta 8 cm (3 pulgadas) de las barras colectoras de 11 kV . [38] En el primer piso hay un generador de reserva y un interruptor en caso de que falle el suministro de red a la rueda. [38] El segundo piso alberga un par de bombas hidráulicas que accionan los motores hidráulicos en la cámara de arriba. [38] La potencia se suministra directamente al eje mediante 10 motores hidráulicos, que también funcionan como frenos. Conectado a cada motor hay un sistema de engranajes 100:1 para reducir la velocidad de rotación. [38]
Los cajones deben girar con la rueda para permanecer nivelados. Mientras que el peso de los cajones sobre los cojinetes suele ser suficiente para girarlos, un mecanismo de engranaje que utiliza tres engranajes grandes del mismo tamaño conectados por dos más pequeños garantiza que giren exactamente a la velocidad correcta y permanezcan correctamente equilibrados. [39]
Cada extremo de cada cajón se apoya en pequeñas ruedas, que corren sobre rieles en la cara interior de los orificios de 8 m (26 pies) de diámetro en los extremos de los brazos. [39] La rotación está controlada por un tren de engranajes: un patrón alterno de tres coronas dentadas de 8 m (26 pies) de diámetro y dos engranajes locos más pequeños, todos con dientes externos, como se muestra en la imagen. [39] El gran engranaje central está colocado holgadamente sobre el eje en el extremo de la sala de máquinas y fijado en su lugar para evitar que gire. [38] [39] Los dos engranajes más pequeños están fijados a cada uno de los brazos de la rueda en su extremo de la sala de máquinas. Cuando los motores hacen girar el eje central, los brazos se balancean y los engranajes pequeños se engranan con el engranaje central, lo que hace que los engranajes más pequeños giren a una velocidad mayor que la rueda pero en la misma dirección. Los engranajes más pequeños engranan con las coronas grandes al final de los cajones, impulsándolos a la misma velocidad que la rueda pero en la dirección opuesta. Esto anula la rotación debida a los brazos y mantiene los cajones estables y perfectamente nivelados. [39]
El foso de atraque es un puerto similar a un dique seco , aislado de la cuenca inferior del canal por compuertas estancas y mantenido seco mediante bombas de agua. [20] Cuando la rueda se detiene con los brazos en posición vertical, es posible que los barcos entren y salgan del cajón inferior cuando las compuertas están abiertas sin inundar el foso de atraque. El espacio debajo del cajón está vacío. [20] [27]
Sin el foso de atraque, los cajones y los extremos de los brazos de la rueda se sumergirían en agua en la cuenca inferior del canal cada vez que la rueda girara. [20] La flotabilidad del cajón inferior haría más difícil girar la rueda. [20]
Un centro de visitantes está ubicado en el lado este de la cuenca inferior. [12] Los paseos en barco a rueda salen aproximadamente una vez cada hora. [40] Desde que se abrió la noria, alrededor de 5,5 millones de personas la han visitado [41] y 1,3 millones han realizado un viaje en barco, con alrededor de 400.000 personas visitando la noria anualmente. [42] [43]
La rueda ha sido mencionada en el Smithsonian Channel en los Estados Unidos dos veces desde 2017. La primera fue Aerial Britain cuando el episodio cubrió Escocia en 2017. La segunda fue ¿Cómo construyeron eso? como parte del episodio "Arctic Structure and Auditoria" que se emitió en 2021. También se describió en detalle en la serie Impossible Engineering (Serie 5, Episodio 15) [44] que se emitió en 2020.
La rueda sirvió de inspiración para el "ascensor monorriel" del juego de computadora Fallout 76 de Bethesda . [45]
56°0′1″N 3°50′30″O / 56.00028°N 3.84167°W / 56.00028; -3.84167
