Desde el tiempo de los egipcios se han construido esclusas. La primera esclusa moderna es la del “Grand Canal” de China, construida en el siglo 6. Ya para los siglos 18 y 19, el Eire Canal en Norte América y el Kiel Canal en Europa revolucionaron el transporte y el comercio. El Canal de Panamá, en 1914, abrió rutas marítimas más cortas y seguras.
Se introdujeron tinas de reciclaje en esclusas, desde 1928, para reducir el consumo de agua. Estas pueden ahorrar hasta 60% del agua. La escasez de agua hace necesarias las tinas de reciclaje, como en nuestro panorama actual. En respuesta, se propone modificar el diseño de las esclusas incorporando un dispositivo que transforme la energía eléctrica en hídrica. Esto permitirá operar la esclusa con electricidad, sin añadir agua. Recordemos la primera Ley de Termodinámica -“la energía no se crea o destruye, solo se transforma”.
El dispositivo puede ser incorporado tanto a esclusas nuevas y existentes. Se estima que al ser incorporado, el Canal podría aumentar su tráfico 10 veces o más, lo cual permitirá que la ACP logre mayores ingresos y sea fiel custodio de la principal fuente de agua potable.
El dispositivo, denominado ESCLUSA DE AIRE, debe subir el nivel de agua dentro de la esclusa en pocos minutos. ¿Cómo podemos subir el nivel de agua en la esclusa sin añadir agua? De acuerdo con el Principio de Arquímedes, 250 A.C., el nivel del agua dentro de la esclusa se puede aumentar introduciendo un sólido en el fondo. Una vejiga de aire sujeta al fondo de la esclusa podría funcionar como el sólido requerido para desplazar el agua. El dispositivo es un acordeón, que hace de vejiga, pero que se expande con un pistón hidráulico central.
Bombas de agua no sirven para llenar las esclusas en pocos minutos porque la potencia requerida es inviable. Los sistemas hidráulicos también funcionan con bombas, pero la potencias que deben manejar se reduce proporcionalmente a la razón entre la presión hidráulica y atmosférica, de acuerdo con el Principio de Pascal. La potencia requerida para operar la esclusa es manejable al aumentar la presión 100 veces y distribuir la fuerza en la tapa del acordeón. Esto es clave, y permitirá operar las esclusas con electricidad.
El dispositivo es simple y fácil de instalar. Proporcionalmente es pequeño, pero puede operar en esclusas grandes con la instalación de unidades que trabajen sincronizadas.
Demostramos que es factible desarrollar un dispositivo que transforme energía eléctrica en energía hídrica para operar una esclusa. Como valor agregado, hemos diseñado una esclusa de aire para las esclusas originales del Canal de Panamá ($800 millones), debidamente patentada.
Solo los panameños tenemos el interés de desarrollar esta tecnología, por tener el Canal más importante del mundo. Las implicaciones de la Esclusa de Aire para Panamá son transformadoras y permiten ampliar los beneficios de nuestra posición geográfica para la población sin tener que decidir entre más ingresos del Canal o el abastecimiento de agua.
El autor es ingeniero civil