Rueda de Falkirk

La rueda de Falkirk ( en gaélico escocés : Cuibhle na h-Eaglaise Brice ) es un elevador de barcos giratorio situado en Tamfourhill , Falkirk , en el centro de Escocia , que conecta el canal Forth and Clyde con el canal Union . Se inauguró en 2002 como parte del proyecto Millennium Link , que reconectó los dos canales por primera vez desde la década de 1930.

El plan para regenerar los canales del centro de Escocia y reconectar Glasgow con Edimburgo fue liderado por British Waterways con el apoyo y la financiación de siete autoridades locales, la Red Empresarial Escocesa , el Fondo Europeo de Desarrollo Regional y la Comisión del Milenio . Los planificadores decidieron desde el principio crear una estructura emblemática del siglo XXI para reconectar los canales, en lugar de simplemente recrear el histórico tramo de esclusas .

La rueda eleva los barcos 24 metros (79 pies), pero el Union Canal sigue estando 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. La rueda de Falkirk 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 elevador de barcos de Anderton .

Los dos canales a los que servía la rueda estaban conectados anteriormente por una serie de 11 esclusas . ^{[1] [2]} Con una diferencia de altura de 35 metros (115 pies), requería 3500 toneladas (3400 toneladas largas; 3900 toneladas cortas) de agua por recorrido y tardaba casi un día en atravesar el tramo. ^[3]

En la década de 1930, estas ^{[ aclaración necesaria ]} habían caído en desuso y las esclusas fueron desmanteladas en 1933. ^{[1] [2]} El canal Forth y Clyde cerró a fines de 1962, ^[4] y a mediados de la década de 1970, el canal de la Unión se rellenó en ambos extremos, se volvió intransitable con alcantarillas en dos lugares y se instalaron tuberías debajo de un complejo de viviendas. ^[5] La Junta Británica de Vías Navegables (BWB) comenzó a existir el 1 de enero de 1963, el día en que se cerró el canal Forth y 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, tras una reunión con los ayuntamientos locales, que el canal de Forth y Clyde, fragmentado por diversos proyectos, debía conservar su navegabilidad restante mediante la construcción de nuevos puentes con suficiente altura libre para los barcos y el mantenimiento de las esclusas existentes. ^[6] La restauración de la navegación de mar a mar se consideró demasiado cara en aquel momento, pero no se impondrían más restricciones a su uso. ^[6] Un informe de estudio de 1979 documentó 69 obstrucciones a la navegación y solicitó la opinión de veinte partes interesadas para presentar el Plan Local (Temático) de Forth y Clyde en 1980. ^[6]

La Ley de Loterías de 1993 dio lugar a la creación de la Comisión del Milenio , encargada de distribuir los fondos recaudados con la venta de billetes de lotería entre determinadas "buenas causas". ^[7] En 1996, cuando se habían acumulado fondos suficientes, la Comisión invitó a presentar solicitudes para "hacer todo lo que consideraran conveniente... 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 saldo restante lo cubrirían los patrocinadores del proyecto. ^[7]

La BWB había elaborado un plan anterior para la reapertura del enlace del canal, que abarcaba exhaustivamente las obras necesarias. ^[7] En 1994, la BWB anunció su plan de presentar una oferta de financiación, que se presentó en 1995 en nombre de la 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 libre sobre el agua. El proyecto completo tenía un presupuesto de 78 millones de libras. ^[9]

El 14 de febrero de 1997, la Comisión anunció que apoyaría el Link con 32 millones de libras de financiación, el 42% del coste del proyecto. ^[10] El precio de la Wheel y su cuenca asociada fue de 17 millones de libras, 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 consejos locales, Scottish Enterprise y donaciones privadas a las que se sumaron 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 se parecía a una noria con cuatro góndolas, en 1999. Todas las partes acordaron que el diseño era funcional, pero no la obra maestra que buscaba la BWB. ^{[13] [14]} Después de que se les pidiera que lo reconsideraran, British Waterways reunió a un equipo de 20 arquitectos e ingenieros. Bajo el liderazgo de Tony Kettle de los arquitectos RMJM , se crearon los conceptos e imágenes iniciales con los conceptos mecánicos propuestos por el equipo de diseño de Butterley y MG Bennetts. Este fue un período intenso 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 Junta de Vías Navegables Británicas, los consultores de ingeniería Arup , Butterley Engineering y RMJM. ^[12]

Kettle modeló los diagramas de los sistemas de engranajes que se habían propuesto en los primeros conceptos utilizando los Lego de su hija de 8 años . Los dibujos y las impresiones de los artistas se mostraron a los clientes y a los 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 doble filo (un hacha barbuda ), la hélice de un barco y la caja torácica de una ballena. ^[20] Kettle describió la Rueda como "una cosa hermosa, orgánica y fluida, 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]

En una exposición de 2012 en el Victoria and Albert Museum de Londres se exhibieron modelos y representaciones de la rueda de Falkirk . ^[21] Desde 2007, la rueda de Falkirk aparece en el anverso de la nueva serie de billetes de 50 libras emitidos por el Banco de Escocia . La serie de billetes conmemora los logros de la ingeniería escocesa con ilustraciones de puentes de Escocia, como el viaducto de Glenfinnan y el puente Forth . ^[22]

En marzo de 1999, Donald Dewar , el Secretario de Estado para Escocia , cortó el primer césped para comenzar a trabajar en la esclusa 31 del Canal Forth y Clyde. ^[12] Más de 1000 personas trabajaron en la construcción de la noria, ^[23] que fue diseñada para durar al menos 120 años. ^{[20] [24]}

La rueda fue completamente construida y ensamblada en la planta de Butterley Engineering en Ripley , Derbyshire . La estructura fue desmantelada en el verano de 2001 y transportada en 35 camiones hasta Falkirk, antes de ser reensamblada en cinco secciones en el suelo y levantada hasta su lugar. ^[25] La construcción del canal requirió 250.000 m3 ⁽ 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), tres juegos de esclusas y varios puentes, así como 600 m (2.000 pies) de caminos de acceso. ^[3] El túnel de Rough Castle, de 180 m (590 pies), se perforó en tres etapas: los dos cuartos superiores se perforaron con una excavadora estándar antes de excavar la mitad inferior con una fresadora de carreteras 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 una mina de arcilla refractaria a cielo abierto, una mina de carbón y una 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 lo suficientemente sólida para el tamaño de la estructura, por lo que se utilizaron cimientos profundos con treinta pilotes de hormigón de 22 m (72 pies) encajados en el lecho de roca . ^[15]

Debido a la carga cambiante 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 , fue descrito originalmente como "imposible de construir", 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 construiría 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]

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] Los daños, cuya reparación costó 350.000 libras, provocaron que el pozo seco se inundara, dañando el equipo eléctrico e hidráulico. ^{[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 cabeza 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] Dos cajones llenos de agua diametralmente opuestos , cada uno con una capacidad de 250.000 litros (55.000 gal imp; 66.000 gal EE.UU.), están colocados entre los extremos de los brazos. ^[23]

Los cajones, o góndolas, siempre llevan un peso combinado de 500 toneladas (490 toneladas largas; 550 toneladas cortas) de agua y botes, 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 bote entra, la cantidad de agua que sale del cajón pesa exactamente lo mismo que el bote. ^{[23] [32]} El sistema de control por computadora en todo el sitio mantiene los niveles de agua en cada lado con una diferencia de 37 mm (1,5 pulgadas) con 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 21,3 metros (70 pies) de largo. Cada uno puede albergar hasta cuatro barcos de canal de 20 metros (66 pies) de largo . ^[27] La ​​rueda eleva o baja los barcos un total de 24 metros (79 pies), y dos esclusas posteriores elevan 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 el foso del muelle inferior. Debido a las preocupaciones 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 atracadas. ^[36]

Una vez que los brazos de la rueda se mueven a la posición vertical, se activan los mecanismos de bloqueo. Estos incluyen pasadores de seguridad que sobresalen en 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 en el acueducto superior están alineadas, hay un espacio entre ellas. La puerta del acueducto superior tiene un marco hermético en forma de U que se puede extender para empujar contra la puerta del cajón para sellar el espacio. El agua se bombea hacia el espacio para llenarlo hasta el nivel del agua. Una vez que el agua en el espacio se iguala, la puerta del lado del acueducto se baja, seguida de la puerta del lado del cajón, lo que permite que pase el barco. En la dirección inversa, cuando el barco está en el cajón, se levanta la puerta del cajón, seguida de la puerta del acueducto superior. El agua se bombea fuera del espacio. A continuación, se vuelve a colocar el sello hermético en forma de U, más cerca de la puerta del acueducto superior. Por último, se retiran los mecanismos de bloqueo antes de girar la rueda. Este proceso es similar también para la puerta del canal inferior. ^[37]

• Puertas, mecanismos de cierre y sellos
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  Puerta de acueducto superior con sello en forma de U y sistema de bombeo
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  Los mecanismos de bloqueo incluyen un pasador de seguridad en la parte superior y una abrazadera hidráulica en la parte inferior.
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  Receptores de pasador y abrazadera de fijación en un cajón (1 y 2), y un receptor de pasador de fijación de rueda (3)
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  De izquierda a derecha: puerta del cajón (detrás del riel) alineada con la puerta del lavabo pero con un espacio, sello en forma de U extendido, lleno de agua y puertas bajadas.
• Bajada de las puertas en la cuenca inferior del canal.

La zona donde se ubica la maquinaria para accionar la rueda se ubica en el último pilar del acueducto, y contiene siete cámaras comunicadas por escaleras. ^[38] El acceso se realiza por una puerta situada a nivel del suelo o por una entrada a media altura de la torre, con una grúa pórtico para facilitar la instalación de los equipos. ^[38]

En la planta baja se encuentran los transformadores que alimentan la rueda. Cuando unos 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 cuadro de distribución en caso de que falle el suministro de red a la rueda. ^[38] El segundo piso alberga un par de bombas hidráulicas que impulsan los motores hidráulicos en la cámara superior. ^[38] La energía se suministra directamente al eje con 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. Si bien el peso de los cajones sobre los cojinetes suele ser suficiente para hacerlos girar, un mecanismo de engranajes que utiliza tres grandes engranajes 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 está soportado por pequeñas ruedas, que corren sobre rieles en la cara interior de los agujeros 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 engranajes anulares 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 engranaje central grande está colocado de manera suelta sobre el eje en su 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 giran el eje central, los brazos oscilan y los engranajes pequeños engranan con el engranaje central, lo que da como resultado que los engranajes más pequeños giren a una velocidad mayor que la rueda pero en la misma dirección. Los engranajes más pequeños engranan con los engranajes anulares grandes en el extremo 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 tipo dique seco aislado de la cuenca inferior del canal por compuertas estancas y mantenido seco por bombas de agua. ^[20] Cuando la rueda se detiene con sus 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 las extremidades de los brazos de la rueda quedarían sumergidos en agua en la cuenca del canal inferior cada vez que la rueda girara. ^[20] La flotabilidad del cajón inferior dificultaría el giro de la rueda. ^[20]

En el lado este de la cuenca inferior hay un centro de visitantes. ^[12] Los viajes en barco en la rueda parten aproximadamente una vez por hora. ^[40] Desde que se inauguró la rueda, alrededor de 5,5 millones de personas la han visitado ^[41] y 1,3 millones han hecho un viaje en barco, con alrededor de 400.000 personas visitando la rueda anualmente. ^{[42] [43]}

Vista panorámica de la rueda y el acueducto

• Elevador de barcos Anderton
• Canales del Reino Unido
• Camino del canal Forth y Clyde
• Ascensores en el antiguo Canal du Centre
• Lista de elevadores de barcos
• Esclusa de ascensor de Peterborough
• Ascensor para barcos de Strépy-Thieu
• La hélice (Falkirk)

• Crawford, Robert (2013). Sobre Glasgow y Edimburgo. Harvard University Press. ISBN 9780674070592.
• InCom (2009). Innovaciones en el diseño de esclusas de navegación. PIANC. ISBN 9782872231751.
• Paterson, Len (2013). De mar a mar: una historia de los canales de las tierras bajas y las tierras altas de Escocia. Neil Wilson Publishing. ISBN 9781906000349.
• Sociedad Estadounidense de Ingenieros Civiles (2001). Historia y patrimonio de la ingeniería internacional: Mejorando los puentes hacia el 150.° aniversario de la ASCE: Actas del tercer Congreso Nacional sobre Historia y Patrimonio de la Ingeniería Civil. Sociedad Estadounidense de Ingenieros Civiles. ISBN 9780784405949.

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• Sitio web oficial

56°0′1″N 3°50′30″O / 56.00028, -3.84167