Un canal de esclusas (de impound), [1] tramo o nivel (uso estadounidense), es el tramo de agua nivelada embalsada entre dos esclusas de canal . Las esclusas de canal pueden variar en longitud desde inexistentes, donde dos o más esclusas inmediatamente adyacentes forman una escalera de esclusas , hasta muchos kilómetros/millas.
El nivel de canal más largo del Reino Unido se encuentra entre la esclusa de parada del canal de Trent y Mersey en Preston Brook (esclusa de parada Dutton n.º 76) y el comienzo del canal de Leeds y Liverpool cerca de Leigh (esclusa inferior Poolstock n.º 2), una distancia de 39,5 millas (63,6 km). Otro nivel de gran longitud se encuentra en el canal de Kennet y Avon, entre la esclusa inferior de Wootton Rivers y la esclusa superior de Caen Hill. El nivel más largo del canal de Erie en Nueva York fue el nivel de 60 millas (en realidad 64,2 millas (103,3 km)) entre Henrietta y Lockport.
Las libras surgieron con el desarrollo de las cerraduras de libra para reemplazar las cerraduras de flash anteriores . Una característica clave de las cerraduras de libra era que el nivel intermedio entre las cerraduras se mantenía en gran medida constante, a diferencia de los niveles variables creados por la apertura de las cerraduras de flash.
En algunos canales estadounidenses, algunas libras adquirieron apodos debido al kilometraje entre esclusas, por ejemplo, el "Nivel de ocho millas" en el Canal de Chesapeake y Ohio estaba entre Riley's Lock (Esclusa 24) y Edward's Ferry (Esclusa 25), una distancia de aproximadamente 8 millas (13 km).
Construir un canal que no deje escapar agua no es fácil. El suelo de grava o ligero dejará escapar agua durante unos años hasta que se asiente y se endurezca. Se usaría arcilla o charco para revestir el canal, pero eso no era infalible. [2] El canal de la Unión y el canal de Schuylkill, donde se hizo volar el prisma del canal (la forma del canal como se ve en la sección transversal [3] ) a través de la piedra caliza, sufrieron tantas filtraciones que tuvieron que revestir el canal con madera. [2] El canal de Chesapeake y Ohio tuvo frecuentes derrumbes debido a sumideros de piedra caliza cerca de Shepherdstown, cerca de Two Locks sobre la presa n.° 4, alrededor de Four Locks, Big Pool y Roundtop Hill cerca de la presa n.° 6, lo que requirió costosas reparaciones. [4] Después de algunos años, el lecho del canal se asentaría y se endurecería, y ya no sería necesario encharcarlo. [5]
Una de las principales preocupaciones del ingeniero era el suministro de agua del canal. El bombeo contribuiría en gran medida a los gastos operativos, especialmente en el nivel de la cumbre, por lo que se prefiere el agua alimentada por gravedad. Los canales de alimentación podrían tener entre 30 y 50 kilómetros de longitud, si fuera necesario. [6] El lecho del canal tendría que tener una pendiente para que el agua no fluyera demasiado rápido por el canal e impidiera el avance de los barcos que se desplazaban río arriba. [6]
A menudo se construían represas en los ríos para elevar la altura del agua y poder alimentar el canal; por ejemplo, el canal de Chesapeake y Ohio tenía siete represas construidas para alimentar agua. [7]
Si no se construía una presa, a menudo era necesario bombear el agua. Chesapeake y Ohio instalaron una bomba de vapor cerca del ramal sur, cerca de la milla 174, que tenía una capacidad de unos 25 pies cúbicos por segundo (0,71 m3 / s), ya que el agua de la presa n.° 8 era insuficiente. [8] [9] Este problema es particularmente agudo en las libras de cumbre (véase más abajo).
En el canal de la División Delaware , se hizo que el río Delaware bombeara su propia agua al canal, utilizando una rueda hidráulica de bajo caudal que estaba conectada a otra rueda que tenía cubos adheridos, elevando así el agua del río hasta el canal. [10]
En los lugares donde se formaba hielo durante el invierno, el prisma del canal solía cerrarse y drenarse. Durante este tiempo, se excavaban bancos de arena y se reparaban esclusas y otras estructuras. [11] Las excepciones a esto incluirían las necesidades de tiempos de guerra, por ejemplo, el canal de Chesapeake y Ohio se dejó abierto en los inviernos de 1861-1862 debido a la Guerra Civil estadounidense. [12]
Los canales americanos solían contar con un hombre llamado "caminante de nivel" (canal de Chesapeake y Ohio), "vigilante de la orilla" (canal de Erie), caminante del camino de sirga [13] o inspector cuyo trabajo era caminar a lo largo del nivel con una pala, comprobando si había fugas y reparando las menores antes de que la fuga pudiera causar daños mayores, y llamando al equipo de trabajo de la sección para las mayores. Sus rondas eran de aproximadamente 20 a 24 millas diarias. [14] Las ratas almizcleras causaban fugas excavando en el canal, así como competidores como las líneas de diligencias o los carreteros que saboteaban el canal cavando agujeros en la orilla. [15] Otras tareas incluían comprobar las compuertas del vertedero de desechos para ver si dejaban salir la cantidad correcta de agua, comprobar los acueductos para ver si estaban dañados, así como ser llamado por la noche para buscar personas desaparecidas que supuestamente se habían ahogado en el canal. [13]
Si se descubría una rotura o una fuga y el caminante de nivel no podía repararla él mismo, enviaba un mensaje al superintendente de sección o al cuartel general, y la cuadrilla de sección con una barcaza de reparación venía. Estas embarcaciones transportaban paja de arcilla, tomas, cuerda, tablas de madera y herramientas (picos y palas). [16] Para las alcantarillas y las compuertas, se clavaba una fila de tablones pesados, entrelazados con lengüeta y ranura, a través del canal (similar a un ataguía) por encima y por debajo de la rotura, y se hinchaban cuando se mojaban. [16] Después de que el agua se drenó a través de la rotura, se reparaba. Si la rotura estaba en la orilla o berma del canal, la cuadrilla clavaba dos filas de estacas, separadas por aproximadamente un pie, a través de la brecha, luego tejía una cuerda entre ellas. Se colocaba paja en ella, y eso ralentizaba o detenía el flujo de agua. Luego se clavaba una fila de tablones para detener el flujo, y luego la rotura se rellenaba con tierra y rocas. [16]
Los animales que cavan madrigueras, como las ratas almizcleras , causaban filtraciones al cavar agujeros. Los canales de Indiana tenían filtraciones debido a las langostas que cavaban madrigueras . [17] Las compañías de canales solían ofrecer recompensas por las ratas almizcleras, por ejemplo, el canal de Middlesex. [17]
Las libras se pueden describir de varias maneras según su situación;
Un pozo de contención se forma en una cima del canal, y donde todas las esclusas que lo definen descienden del pozo. Los pozos de contención son particularmente importantes en el diseño de canales, ya que cada barco que entra o sale del pozo provoca una pérdida de agua. Por lo tanto, los pozos de contención necesitan una forma independiente de suministro de agua, que puede adoptar la forma de vertederos en ríos adyacentes , embalses o estaciones de bombeo . La práctica común durante el diseño de canales fue hacer pozos de contención lo más grandes posible, para que la pérdida de una esclusa de agua no redujera el nivel del agua de manera demasiado significativa.
El canal de Rochdale es un buen ejemplo de un canal con un dique de cumbre relativamente corto, lo que requiere restricciones en el funcionamiento de las esclusas en ciertos momentos. El canal, que es uno de los tres que cruzan los Peninos , tiene 32 millas (51 km) de largo, pero el dique de cumbre tiene solo 0,8 millas (1,3 km). Al norte y al este, 36 esclusas descienden hasta el puente Sowerby, mientras que al sur y al oeste, otras 56 esclusas descienden hasta Castlefield Junction, en el borde de Manchester . El dique de cumbre está a 600 pies (183 m) sobre el nivel del mar y es uno de los diques de cumbre más altos de Gran Bretaña. [18] Para mantenerlo en agua, la compañía construyó un total de ocho embalses cerca del dique de cumbre. El embalse de Hollingworth estaba a un nivel más bajo que la cumbre, por lo que se instaló una máquina de vapor para bombear el agua hasta un alimentador de 4 millas (6,4 km), que la entregó al dique de cumbre. Una de las razones de la actual restricción de los movimientos de embarcaciones por la cumbre es que los derechos de agua y las obras asociadas se vendieron a varias autoridades locales en 1923 según los términos de la Ley de Aguas de las Corporaciones de Oldham y Rochdale, ya que no se previó el aumento posterior del tráfico de ocio. [19] El primer canal que se construyó con una presa de cumbre en el Reino Unido fue el Canal de Newry , completado en 1741, [20] que unía Newry con Lough Neagh . La presa de cumbre tenía 5,2 millas (8,4 km) de largo, entre Poyntz Pass y Terryhoogan, pero su suministro de agua fue causa de problemas durante muchos años. [21]
El canal de la Unión de Pensilvania también sufrió en su nivel superior por falta de agua. Para solucionarlo, los ingenieros tuvieron que construir tres grandes represas a lo largo del arroyo Swartara, una represa de una milla de largo sobre el arroyo Cattail, y el agua luego pasaba a una central eléctrica donde se bombeaba (usando ruedas hidráulicas y bombas de vapor adicionales si era necesario) hasta 95 pies de altura, desde donde fluía 4 millas a través de un acueducto. [22]
El canal Morris en Nueva Jersey utilizaba el lago Hopatcong para alimentar su presa de cumbre a través de un canal de alimentación. El lago era lo suficientemente grande como para que el tráfico pudiera ingresar al lago desde el canal. La esclusa 1E estaba al este de la presa de cumbre y la esclusa 1W estaba al oeste de la presa de cumbre. El canal de Panamá también utiliza un lago (el lago Gatún) como presa de cumbre.
El inverso de un pozo de cumbre es un pozo de sumidero. A diferencia de un pozo de cumbre, un pozo de sumidero es un punto en el que cada barco que entra o sale del pozo provoca una adición de agua. El más largo es el pozo Fenny Stratford de 11,6 millas (18,7 km) en el Grand Union Canal , entre Cosgrove Lock, que inicia el ascenso a la cumbre de Braunston al norte, y Fenny Stratford Lock, que inicia el ascenso a la cumbre de Bulborne al sur. [23] Cada pozo de sumidero necesita un lugar para descargar el exceso de agua y, en este caso, un gran viaducto y acueducto inmediatamente al sur de Cosgrove Lock lleva el canal sobre el río Great Ouse , que cumple esa función. [24]
Un estanque de esclusas se encuentra entre dos esclusas que están a poca distancia una de la otra. Los niveles de agua en el estanque pueden fluctuar a medida que se utilizan las esclusas. Los barcos que ingresan al estanque desde el nivel inferior extraen una cantidad de agua del estanque, mientras que los que usan la esclusa superior agregan una cantidad de agua. Debido a que el nivel máximo del estanque normalmente está controlado por un vertedero de desagüe en la esclusa inferior, parte del agua de la esclusa superior puede perderse por encima de ella y, si la esclusa inferior tiene una caída más profunda, hay una pérdida neta de nivel cuando un barco pasa por el estanque.
Una esclusa lateral es un tipo particular de esclusa extremadamente corta, que se extiende lateralmente para compensar la corta distancia entre esclusas y así evitar fluctuaciones excesivas de nivel. Un ejemplo de esto son las esclusas de Caen Hill en el canal Kennet y Avon . Para subir la colina que lleva a Devizes se necesitan 29 esclusas. Las primeras siete y las últimas seis tienen esclusas convencionales, pero las dieciséis del medio tienen esclusas laterales grandes, lo que permite que las 16 se coloquen en una distancia de alrededor de 0,6 millas (1,0 km). [25]
Los estanques laterales de las esclusas, como la de Foxton, cumplen una función similar . Las diez esclusas están organizadas como dos escaleras de cinco cámaras cada una, donde cada esclusa puede descargar agua en el estanque que está debajo y recibir agua de la que está encima. Aunque están conectadas a las esclusas por compuertas, a menudo se las sigue llamando estanques laterales, ya que se mantienen al nivel en el que estaría un estanque intermedio si hubiera uno. [26] El término estanque lateral también se usa para referirse a una cuenca de ahorro de agua, que se mantiene a un nivel entre el nivel superior e inferior de una sola esclusa. La mayoría de las esclusas del Grand Union Canal entre Whilton Locks y la esclusa 45 en Bulbourne, la unión con Wendover Arm , se construyeron con dos estanques laterales de este tipo, aunque actualmente están en desuso. [27]
Los canales tienen varios dispositivos que se utilizan para evitar que el nivel del agua suba demasiado en los canales, causando inundaciones, deslaves y otros daños.
Los vertederos de desechos se utilizan para regular la altura del agua en el canal. Cualquier agua que supere el nivel más alto del vertedero de desechos fluiría por encima del nivel y fuera del canal. Se podían agregar o quitar niveles para ajustar la altura del agua. Los vertederos de desechos a menudo tenían válvulas de paleta en la parte inferior, lo que permitía drenar completamente el canal para reparaciones, emergencias o al final de la temporada de navegación para el invierno. [28] En algunos canales (por ejemplo, el canal de Chesapeake y Ohio), con la excepción de los niveles cortos, casi todos los niveles tenían un vertedero de desechos entre las esclusas.
En las esclusas, a menudo había un vertedero de derivación que alimentaba el canal con agua, lo que permitía que el agua pasara por encima de la esclusa y llegara al estanque inferior. Este vertedero se podía ajustar, de forma similar al vertedero de desechos, agregando o quitando tablas para controlar el nivel del agua.
También se utilizaron aliviaderos, que permitían que el agua se derramara hacia los ríos circundantes. Estos aliviaderos podían ubicarse sobre el camino de sirga o en el lado de la berma del canal.
Un "desbordamiento informal" en los canales estadounidenses es una depresión en el camino de sirga que funciona como un aliviadero, pero que generalmente carece de hormigón o estructura formal. Los barqueros a veces los llamaban "bebederos de mulas", ya que las mulas bebían del agua que fluía sobre el camino de sirga. [29] Los desbordamientos informales a menudo se reemplazaban por un vertedero de desechos o se recubrían con hormigón o mampostería para hacer un aliviadero más "permanente". [30]
Si el estanque tenía muchas millas de largo, a veces se diseñaba el canal con compuertas de cierre, de modo que si se producía una rotura en el canal, el estanque entero no perdiera toda su agua. Aislar la rotura permitiría a la compañía hacer reparaciones antes. Por ejemplo, en el nivel de 14 millas del canal de Chesapeake y Ohio, se colocaron compuertas de cierre antes y después de Big Pool para que no fuera necesario drenar el lago Big Pool [31] en caso de roturas o reparaciones.
En el canal de Erie, en la roca de tres millas de largo excavada sobre Lockport, si una mula o un caballo caían en el pozo del canal, había unos "agujeros" de escape cortados en el camino de sirga, una depresión cubierta por tablas de madera, para que el animal pudiera entrar en el "agujero" y luego ser rescatado. Esto se debía a que la orilla era prácticamente vertical, lo que hacía imposible recuperar a un animal que caía en el canal. [32]
Las rampas a los lados de los canales, junto al camino de sirga, son bastante comunes en Inglaterra, particularmente en lugares donde se sabe que los caballos se caen en ellas. Por ejemplo, hay una en el tramo de esclusas de Hanwell Lock en el Grand Union Canal . [33]
Los niveles de los canales a veces tienen bancos de arena o zonas poco profundas donde el barco puede quedar atascado. Es común en los canales ingleses que los navegantes lleven una pértiga para ayudar a empujar el barco y sacarlo de una obstrucción. [34]
Algunas embarcaciones llevaban largas varas con puntas de hierro para impulsarse, [35] aunque algunos canales prohibían su uso. A veces los barqueros pedían al esclusero de la esclusa de arriba un oleaje para subir el nivel del agua y poder salir del banco de arena. [36] [37]
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