Spostare le navi in verticale

A Falkirk, una città nelle pianure centrali della Scozia, tra Glasgow ed Edimburgo, si trova un maestoso e moderno impianto di sollevamento e spostamento di imbarcazioni mercantili, passeggeri e di altro tipo. È la “Ruota di Falkirk” e serve a collegare due canali attraverso due bacini d’acqua posti a un dislivello di 24 metri l’uno dall’altro. È un ascensore rotante a uso navale, l’unico al mondo nel suo genere, ma rientra in una lista di altre opere e costruzioni idrauliche simili molto apprezzate – per qualità ingegneristiche, funzionalità ed estetica – anche fuori dal giro degli addetti ai lavori, tanto da essere in molti casi motivo di attrazione turistica.

Tutti questi sistemi, in misure e modi differenti, rispondono al bisogno di consentire alle imbarcazioni di spostarsi verticalmente, da un corso o da un bacino d’acqua a un altro punto di navigazione posto a un’altezza diversa. È un’operazione che richiede particolari accortezze e competenze specialistiche, e che nelle sue forme più spettacolari prevede appunto di trasportare navi da migliaia di tonnellate in un “contenitore” d’acqua. È un’alternativa generalmente più rapida rispetto ai tempi necessari per far passare le imbarcazioni attraverso uno o più sistemi di ampie conche di navigazione create con sbarramenti artificiali, le “chiuse”, svuotate o riempite d’acqua in modo da abbassare o alzare il livello di una nave in sosta al loro interno.

La “Ruota di Falkirk”, costruita in tre anni dalla società di trasporti British Waterways e inaugurata nel 2002, stabilisce un collegamento tra due canali scozzesi, lo Union Canal e il Forth and Clyde, in precedenza collegati da un sistema di 11 chiuse caduto in disuso e semiabbandonato intorno agli anni Trenta. Oggi permette alle barche di navigare tra Glasgow ed Edimburgo, ma è soprattutto meta di turisti e appassionati di ingegneria idraulica. Il dislivello che permette di superare in un solo spostamento è di 24 metri, quanto un palazzo di otto piani. A questi bisogna aggiungere ulteriori 11 metri di altezza, che le navi superano con un tradizionale sistema di chiuse per passare dalla parte superiore della ruota allo Union Canal.

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— Daniele Stiglitz (@danielestiglitz) August 16, 2018

Il diametro complessivo della ruota è di 35 metri. Durante la rotazione, che dura circa cinque minuti, le imbarcazioni restano sospese all’interno dei due cassoni pieni d’acqua – ciascuno dei quali ha una capacità di 250 mila litri – montati alle estremità dei bracci. I cassoni girano insieme alla ruota rimanendo sempre in piano. Un complesso sistema di pompe idrauliche, di sensori e di paratie, controllato tramite computer, verifica che ciascun cassone trasporti sempre un peso combinato, tra imbarcazioni e acqua, pari a 500 tonnellate. Questa condizione, insieme ad altri accorgimenti, permette di ridurre notevolmente la quantità di energia necessaria ad alimentare i dieci motori idraulici della ruota (un viaggio in ascensore consuma 1,5 kWh).

L’altro ascensore per barche attivo nel Regno Unito è quello di Anderton, uno dei più antichi al mondo, nella contea del Cheshire. Costruito nel 1875 e utilizzato per oltre un secolo, fu chiuso nel 1983 per danni dovuti alla corrosione dei materiali e poi riparati da lavori completati nel 2002. Serve a spostare le imbarcazioni tra lo stretto canale di Trent e Mersey e il fiume Weaver, che si trova circa 15 metri più in basso. Ed è una scorciatoia rispetto all’unico tragitto alternativo che prevede di percorrere il canale di Bridgewater.

Il sistema dell’ascensore di Anderton non sfrutta organi rotanti ma soltanto movimenti in verticale. Le imbarcazioni vengono issate e trasportate su gigantesche cisterne d’acqua, che anche in questo caso, controbilanciandosi a vicenda, richiedono relativamente poca energia per essere sollevate e abbassate.

Un altro ascensore rilevante per gli appassionati è l’unico presente in tutta la Russia, attivo dai primi anni Ottanta. Si trova nel bacino di Krasnojarsk, un vasto lago artificiale nella Siberia meridionale, in corrispondenza di una diga alta 124 metri. Sfrutta un sistema completamente diverso: è una piattaforma che si muove a una velocità di 1 metro al secondo attraverso binari disposti su un piano inclinato lungo circa un chilometro e mezzo. È come un’enorme piscina su rotaie, e collega il bacino di Krasnojarsk allo Enisej, uno dei maggiori fiumi al mondo sia per lunghezza che per dimensioni.

In Cina si trova quello che è considerato l’ascensore per navi più grande mai costruito, tra quelli attivi. È nei pressi della Diga delle Tre Gole, la centrale idroelettrica più potente del mondo, sul fiume Yangtze, nella provincia di Hubei. Si presenta come un massiccio edificio formato da quattro torri alte circa 190 metri, e serve a spostare le navi lungo una distanza verticale di 113 metri in circa 40 minuti. Il transito alternativo, attraverso un sistema di chiuse a cinque rampe, richiede invece da tre a quattro ore.

Una delle principali difficoltà tecniche affrontate e risolte dall’ascensore della Diga delle Tre Gole è che deve funzionare anche a fronte di variazioni notevoli del livello dell’acqua dei due corpi idrici che collega. Possono verificarsi fino a 12 metri di variazione nella parte inferiore e fino a 30 in quella superiore.

La Germania fu uno dei paesi europei precursori nella ricerca di soluzioni tecniche al problema di spostare lungo i canali interni barche cariche di materiali estratti dalle miniere, tra la fine del Settecento e la prima metà dell’Ottocento. Per alcuni decenni, fu scarsamente in uso lungo un affluente del fiume Mulde un impianto sperimentale che utilizzava un sistema di vasche trascinate da argani mobili per sollevare e spostare le barche verso le fonderie di Halsbrücke, in Sassonia.

Nella Bassa Sassonia, nel circondario di Luneburgo, si trova oggi uno degli impianti più conosciuti in Europa e nel mondo: il doppio ascensore di Scharnebeck. Costruito nel 1974 e recentemente disattivato per lavori di manutenzione, serve a sollevare le imbarcazioni lungo un dislivello di circa 38 metri: dal fiume Elba, nella parte inferiore, al canale del Mittelland, nella parte superiore.

Per diversi anni prima dell’inaugurazione di quello della Diga delle Tre Gole, l’ascensore per navi più grande al mondo è stato quello di Strépy-Thieu, costruito nel 2002 nella provincia dell’Hainaut, in Belgio. Si trova su un ramo del Canal du Centre, un canale navigabile lungo circa 20 chilometri e che in un altro punto ospita un vecchio sistema di quattro ascensori idraulici costruiti tra il 1888 e il 1919. Il traffico mercantile sfrutta oggi prevalentemente l’ascensore di Strépy-Thieu, più efficiente e rapido. È costituito da due cassoni contrappesati e indipendenti, che viaggiano verticalmente tra le sezioni a monte e a valle, lungo un’altezza di 73 metri.

Non rientra propriamente nella categoria di ascensori per navi ma è molto visitata e utilizzata, in Polonia, una delle costruzioni più significative della storia della tecnologia del paese: il canale di Elblag. Esiste dal 1860 ma fu danneggiato durante la Seconda guerra mondiale, poi riparato e rimesso in funzione nel 1948. È lungo circa 80 chilometri e collega le acque di due laghi, il Druzno a nord e lo Jeziorak a sud, ed è oggi utilizzato da piccole imbarcazioni, molte delle quali turistiche. La caratteristica è che a un certo punto, lungo una sezione di appena dieci chilometri, è presente un dislivello di circa 100 metri.

Per percorrere quel tratto, le imbarcazioni utilizzano un sistema di trasporto via terra, tramite vagoni che scorrono su binari posti su cinque piani inclinati e in parte collocati sotto il livello dell’acqua. Funziona come una specie di funicolare, alimentata a energia idroelettrica. Nel 2007, sulla base dei risultati di un sondaggio nazionale, fu inserito nella lista delle Sette meraviglie della Polonia.