Cajón (compuerta de esclusa)

Un cajón es una especie de compuerta de esclusa . Consiste en una gran caja flotante de hierro o acero. Esta se puede inundar para asentar el cajón en la abertura del muelle y cerrarlo, o se puede bombear para secarlo y permitir que flote y se pueda remolcar fuera del muelle.

La mayoría de las esclusas se cierran con compuertas de chevron o de mitra en lugar de cajones. Se trata de pares de compuertas con bisagras que forman una "V", con el agua más profunda fuera de la V. La presión del agua las mantiene cerradas. Estas compuertas se pueden abrir y cerrar rápidamente, por lo que se utilizan para esclusas de canales , para cambiar niveles y también para la mayoría de los muelles de carga . Como la función de un muelle de carga es encerrar las aguas profundas, estas compuertas apuntan hacia el interior. Un dique seco o de grava , por el contrario, excluye el agua, por lo que sus compuertas apuntan hacia el exterior.

Las puertas batientes son relativamente complicadas y, por lo tanto, caras de construir. Las puertas grandes requieren maquinaria eléctrica para operarlas, maquinaria que debe instalarse para cada juego de puertas.

Las compuertas Chevron también solo pueden resistir aguas profundas en un lado de la compuerta, lo que puede ser un inconveniente en algunas áreas de mareas donde una marea alta en el exterior puede superar la profundidad dentro del muelle. Cuando se encontraban tales mareas, a veces se usaba un par de compuertas opuestas, que se abrían hacia afuera en dirección opuesta. Siempre que la profundidad del agua entre ellas se mantuviera baja, estas podían resistir aguas altas en cualquier dirección. ^[1] Se proporcionó un par de tales compuertas en Penarth Dock , debido al rango de marea excepcionalmente alto del canal de Bristol más allá. ^[2]

Los primeros cajones que se utilizaron para cerrar los diques de esta manera fueron los denominados cajones de barco, que consisten en un casco flotante que se asemeja al de un barco de gran altura. ^[3]

Este 'bateau-porte' ^[4] es una invención francesa del siglo XVII. En 1683, Peter Arnold construyó el primero para el arsenal de Rochefort . Los primeros cajones de los barcos se construyeron con madera, según los métodos tradicionales de construcción naval, pero más tarde se hicieron con placas de hierro forjado y, más tarde, con acero . ^[5]

Dentro del cajón hay espacios de lastre, llenos de agua para darle estabilidad. Un espacio superior está aislado del resto y puede contener agua, para hundir el cajón firmemente en su alojamiento en el dique, o bien bombearlo para secarlo y permitirle flotar libremente.

Para sellar la compuerta, la quilla agrandada del cajón del barco encaja perfectamente en una ranura en la mampostería de la abertura de la esclusa. Se fija un material flexible a esta quilla prominente y sella el agua. Originalmente se utilizaba un relleno de cuerda o estopa . Los cajones modernos utilizan caucho de neopreno . Para aprovechar la presión del agua que actúa sobre el cajón, el sello no se coloca en la base de la quilla, sino en el lado seco. De este modo, la presión del agua presiona el cajón y el sello firmemente contra la mampostería.

Para aumentar su resistencia, ya que el cajón debe resistir una presión considerable de agua profunda contra sus espacios de lastre llenos de aire, muchos cajones aún conservan un casco curvado o en forma de barco. En los cajones modernos, esto suele simplificarse a un arco de curvatura simple, en lugar de un casco curvado compuesto. Algunos astilleros se dedicaron a la construcción de cajones o compuertas de esclusas. La fábrica de puentes de Edward Finch se estableció en Chepstow a mediados del siglo XIX para construir herrajes para el puente ferroviario de Chepstow de Brunel que estaba directamente encima. Como la estrechez y las mareas altas del río Wye limitaban el tamaño de los barcos que se podían construir allí, se especializaron en trabajos de cajones y abastecieron a la mayoría de los muelles a lo largo del canal de Bristol y más allá. ^[6]

L'Hermione es una réplica moderna de la fragata de 1779. Fue construida en uno de los diques de enterramiento de Rochefort, ^[i] aunque ahora está equipada con un cajón de acero moderno. Como, según los estándares modernos, ahora es un dique muy pequeño, el cajón está construido simplemente con lados de acero planos. Cuando el barco recién botado tuvo que ser desatracado del dique ahora inundado, el cajón fue sacado a flote, L'Hermione fue remolcado y luego el cajón fue reemplazado por pequeños remolcadores.

• Desacoplamiento del L'Hermione y apertura del cajón del buque
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Medios relacionados con Maniobras del cajón de navíos del dique seco Luis XV a la salida de la fragata L'Hermione en Wikimedia Commons

Los cajones de los barcos son lentos de operar y por eso, durante el período victoriano, se desarrolló el "cajón deslizante" (también "flotante" ^{[ii] o "cajón rodante"), más eficiente. [3]} Este es un elemento fijo dentro del muelle, como una puerta de muelle con bisagras, y se mueve sobre una pista fija. Los lados del cajón son verticales, formando una caja rectangular estrecha. Se utiliza lastre de agua para controlar su flotabilidad, como en el caso del cajón de los barcos, pero el cajón flotante se arrastra lateralmente hasta un hueco construido en el lateral de la pared del muelle. Los cajones rodantes son un desarrollo de los cajones deslizantes equipados con rodillos debajo. Estos no dependen únicamente de la flotabilidad para hacerlos portátiles y, por lo tanto, son más fáciles de operar. ^[7] Es posible que solo sea necesario levantar el cajón unos centímetros para que se pueda mover sobre su pista, lo que reduce significativamente el tiempo de bombeo del lastre en comparación con un cajón de barco. Al cerrar la compuerta, el raíl la vuelve a guiar automáticamente a su posición, evitando las lentas maniobras con remolcadores o cabrestantes necesarias para alinear el cajón de un barco. Los cajones deslizantes accionados eléctricamente, instalados alrededor de 1900, en la entrada del canal de Zeebrugge al mar del Norte podían funcionar en dos minutos. ^[3]

Cuando se utilice un cajón, se deberán proporcionar medios para bombear el agua de lastre para que flote, para moverlo hacia adentro y hacia afuera de su posición y para sellar alrededor del cajón cuando esté en su lugar. Su equipo operativo puede ser parte de la compuerta, si esta se usa con frecuencia, o se pueden usar equipos generales del muelle, como bombas y cabrestantes , si se usa raramente, como en un dique seco.

El hueco profundo junto al muelle se encuentra en una zona de mucho tráfico y, por lo tanto, está cubierto por placas de hierro cuando no se utiliza. Por lo general, es necesario levantarlas para poder retraer la compuerta del muelle. Cuando está cerrada, la parte superior del cajón suele proporcionar un puente conveniente a través del muelle. A diferencia de la compuerta de chevron, este puente es recto y, por lo tanto, puede usarse para el tráfico de vehículos. ^[iii] Las compuertas con mucho tráfico, como las de una esclusa de canal, pueden tener los costados del muelle lo suficientemente altos como para que el cajón pueda pasar por debajo de ellos. En este caso, la calzada en la parte superior del cajón, o sus rampas de acceso, se baja para que quepa debajo. ^[8]

Otra ventaja del cajón flotante es que, a diferencia de la compuerta con bisagras, no necesita espacio dentro del dique para poder oscilar. Esto aumenta la longitud útil dentro del dique o puede permitir la construcción de un dique más pequeño y más económico. ^[3]

Los cajones flotantes se utilizaban a veces en lugares donde una gran amplitud de mareas hacía que las compuertas Chevron convencionales fueran poco prácticas. ^[3]

En ocasiones, un sistema grande de muelles interconectados puede requerir que se vacíen algunos de ellos para realizar tareas de mantenimiento. Si las conexiones entre muelles se realizan según un tamaño estándar, se pueden cerrar con cajones. Como esta necesidad es poco frecuente, solo se necesitan unos pocos cajones móviles para sostener un sistema de muelle completo. Cuando no se utilizan, los cajones de repuesto se almacenan flotando, fuera del camino, en alguna otra parte del muelle.

• Esclusa de cajón , una forma extremadamente rara de esclusa de canal , donde las barcazas se transportan dentro de una cisterna llena de agua.

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