Nieuwe Panamakanaal 26 juni 2016 officieel geopend

A man, a plan, a canal: Panama! Met deze slogan werd in 1914 het Panamakanaal geopend. Omdat het huidige kanaal niet meer toereikend was voor de grote schepen van vandaag de dag, investeert de Panamese overheid in totaal ruim 5 miljard dollar in de verbreding van het kanaal. De is het grootste infrastructurele project in het land sinds de aanleg van het Panamakanaal. Na bijna zeven jaar intensieve samenwerking over de grenzen wordt het nieuwe Panamakanaal 26 juni 2016 officieel geopend. Inmiddels hebben zijn er al meer dan 100 reserveringen van postpanamax schepen voor een commerciële tocht door het kanaal. China COSCO Shipping krijgt op 26 juni de primeur en mag als eerste met haar grote containerschip Andronikos door het nieuwe kanaal tijdens de opening.

Wereldwijd de klok rond werken
Het Panamaproject mag met recht een gigantisch project worden genoemd. Niet alleen de sluisdeuren zelf zijn enorm qua afmetingen, ook het aantal medewerkers en het aantal betrokken landen is groot. Wereldwijd is expertise bij het project betrokken, van Europa tot Azië en Amerika. Zo kon over de hele wereld de klok rond worden gewerkt. In de hoogtijdagen van het project werkten zo’n tachtig man van Iv-Groep aan het ontwerp van de sluisdeuren. Vanwege de enorme afmetingen van de deuren en de strenge eisen waaraan het ontwerp moest voldoen waren conventionele ontwerpmethodes niet langer toereikend. Dit vroeg om alternatieve en innovatieve oplossingen en samenwerken in optima forma.

Het nieuwe kanaal
Naast de bestaande sluizencomplexen (de Gatún-sluizen aan de Atlantische kust en de Miraflores- en Pedro Miguel-sluizen aan de Stille Oceaan) in Panama is een derde set sluizen aangelegd. Er zijn drie kamers achter elkaar aangelegd die schepen van zeeniveau naar het 27 meter hoger gelegen Gatún-meer brengen. In 2009 verwierf Iv-Groep als onderdeel van het consortium CICP, een samenwerkingsverband met MWH Global en TetraTech, de opdracht voor het ontwerp van de nieuwe sluisdeuren en het aandrijfmechanisme inclusief de besturing, de integrale RAMS-analyse van het gehele sluizencomplex en de bouwbegeleiding van de sluisdeuren. Na de verbreding van het Panamakanaal kunnen schepen tot 55 meter breed en met een capaciteit van zo’n 14.500 containers de waterweg en sluizen passeren. In het ontwerp is rekening gehouden met toekomstige uitbreiding van de capaciteit van het kanaal. Zo is voldoende ruimte ‘over’ voor weer een nieuwe dubbele set sluizen. De deuren zijn ontworpen op een levensduur van 50 jaar en de betonconstructies op 100 jaar.

Innovatief ontwerp
De nieuwe sluizen bestaan elk uit drie schutkolken waartussen steeds dubbele deuren worden geplaatst. In totaal is er dus sprake van acht deuren per sluizencomplex. Aan het ontwerp van de sluisdeuren worden zeer strenge eisen gesteld. De deuren moeten bestand zijn tegen enorme waterdruk, eventuele botsingen van schepen en aardbevingen. Daarnaast moeten ze binnen vijf minuten open of dicht kunnen, mogen ze maar beperkt water doorlaten en moeten ze voor 99,6 procent van de tijd beschikbaar zijn, wat grote uitdagingen voor het ontwerp en onderhoud met zich meebrengt. De dubbele sluisdeuren zijn tussen de 22,5 meter en 33 meter hoog, ruim 57 meter breed en 10 meter dik. Ze wegen per stuk drieduizend ton en kunnen in een tijdsbestek van vijf minuten worden geopend of gesloten met een elektromechanisch aandrijfsysteem. De oude sluizen zijn voorzien van puntdeuren, maar de deuren in de nieuwe sluizen zijn roldeuren die bij het openen en sluiten een horizontale beweging maken, loodrecht op de vaarrichting.

99,6 procent beschikbaarheid
Het nieuwe sluizencomplex moet 99,6 procent van de tijd beschikbaar zijn, inclusief gepland en ongepland onderhoud. Het aandrijfsysteem van de nieuwe sluisdeuren is daarom bestand tegen het enkelvoudig falen van kabels, elektromotoren, tandwielkasten, koppelingen enzovoort. Voor het vervangen van (onderdelen van) de boven- en onderwagens van de sluisdeuren is per keer maar vier uur beschikbaar. Wanneer bij de huidige sluizen onderhoud plaatsvindt, wordt gewerkt met duikers, maar bij de nieuwe sluisdeuren kan de hele onderwagen van bovenaf door de sluisdeur uit het water worden gelicht. Hierdoor kunnen de wagens binnen de voorgeschreven vier uur zonder stremming van het kanaal worden vervangen. Omdat de onderdelen een lange levensduur moeten hebben is veel aandacht besteed aan slijtage- en vermoeiingsberekeningen. Elk uur staat er in Panama beurtelings 0 tot 18 meter waterhoogte verschil aan weerszijde van de deur. Dit betekent dat de deuren op vermoeiing worden belast en daar 250.000 cycli lang tegen moeten kunnen. In IJmuiden is dit bijvoorbeeld 0 tot 5 meter, eens in de tien jaar.

Aardbevings- en aanvaaringsbestendigheid
Het sluizencomplex aan de kant van de Stille Oceaan ligt pal boven twee breuklijnen in de aardkorst die met zekere regelmaat aardbevingen kunnen veroorzaken. Als de deuren grote schade oplopen, bestaat de kans dat de in het kanaal gelegen zoetwatermeren leeglopen naar de oceaan. Het duurt dan vele jaren voordat het meer weer gevuld is. In het ontwerp zijn daarom dubbele deuren opgenomen: bij calamiteiten keert de eerste deur het schip, de tweede keert het water. Bij een aardbeving of aanvaring kan de belasting op de roldeuren hoog oplopen. Om de boven- en onderwagens tegen overbelasting te beschermen, is een belastingbegrenzer ontwikkeld, een zogenoemde LLD: Load Limiting Device. Bij een te hoge belasting kan de LLD inveren en worden de verticale belastingen via de ‘poten’ van de deur doorgevoerd. Doordat de LLD bestaat uit een set voorgespannen schotelveren, zal compressie niet optreden tijdens normaal gebruik. Omdat de LLD zelfherstellend is, zal de deur na een aardbeving zijn originele positie weer innemen en kan de sluis direct in gebruik worden gesteld.

Nieuw afdichtings- en geleidingssysteem
De sluizen mogen zeer beperkt zoet water naar de oceanen lekken. Dit water, afkomstig uit het 27 meter hoger gelegen zoetwatermerengebied Gatún, is van groot belang voor de drinkwater- en elektriciteitsvoorziening van het land. Om zo duurzaam mogelijk met het zoete water om te gaan, wordt bij het schutten van de schepen gebruikgemaakt van spaarbekkens, zodat water kan worden hergebruikt. Deze spaarbekkens, drie naast elke sluiskamer, beperken het waterverlies tijdens het schutten met 60 procent. Lekkage van het zoete water door een sluisdeur is beperkt toegestaan. De afdichting die lekkage tegengaat moet vijftien jaar meegaan, wat inhoudt dat de deur in die tijd 135.000 maal geopend en gesloten wordt. Gedurende die tijd moeten de seals aan alle strenge eisen blijven voldoen en mogen ze niet teveel slijten. Hiertoe is speciaal een door drukverschil geactiveerd afdichtings- en geleidingssysteem ontworpen, dat zorgt voor een soepele horizontale geleiding en een eenvoudige correcte installatie, terwijl wordt voldaan aan de strenge afdichtingseisen. Iv-Groep heeft voor dit nieuwe, nooit eerder ontworpen systeem patent aangevraagd.

Ontwerp drijfmechanisme
Om het bedrijfsgewicht te reduceren zijn drijfkisten in de staalconstructie opgenomen. Om ervoor te zorgen dat deze zich altijd onder water bevinden bij het grote verschil in verval tussen naast elkaar gelegen sluiskamers, moesten deze aan de onderzijde van de deuren worden geplaatst. Om ondanks deze configuratie toch te kunnen voldoen aan de eis dat de deuren zelfstandig en stabiel en rechtopstaand kunnen drijven, is een speciaal drijfmechanisme ontworpen, bestaande uit verwijderbare schotten en tijdelijke vaste ballast.

De opening
Zondag 26 juni, zo’n 102 jaar na de opening van het Panamakanaal, is het dan zover en wordt het nieuwe kanaal officieel geopend. De grote post-Panamax schepen hoeven dan niet meer via Kaap Hoorn (de meest zuidelijke punt van Zuid-Amerika) om van de Atlantische naar de Stille Oceaan – of vice versa – te varen. Een schip varend van New York naar San Francisco bijvoorbeeld legt dan minder dan de helft aan kilometers af. De uitbreiding van het Panamakanaal is een mooi voorbeeld van een project waarin unieke uitdagingen hebben geleid tot belangrijke innovaties die in hun toepassing van belang kunnen zijn bij andere sluizencomplexen in Nederland, maar ook ver daarbuiten.

Klik hier voor informatie.