Μοιάζει περισσότερο με γιγάντιο γλυπτό παρά με μηχάνημα, όμως ο Falkirk Wheel στη Σκωτία έχει μια πολύ πρακτική δουλειά: σηκώνει και κατεβάζει σκάφη ανάμεσα σε δύο κανάλια που βρίσκονται σε διαφορετικό υψόμετρο.
Άνοιξε το 2002 και παραμένει ο μοναδικός πλήρως περιστρεφόμενος ανελκυστήρας σκαφών στον κόσμο. Ακόμη πιο εντυπωσιακό είναι ότι για μια μισή περιστροφή χρειάζεται περίπου 1,5 kWh ηλεκτρικής ενέργειας, χάρη σε μια αρχή της φυσικής που είναι γνωστή εδώ και περισσότερα από 2.000 χρόνια.
Γιατί κατασκευάστηκε ο Falkirk Wheel;
Ο Falkirk Wheel βρίσκεται κοντά στην πόλη Falkirk και δημιουργήθηκε για να επανασυνδέσει δύο ιστορικούς υδάτινους δρόμους της Σκωτίας, το Forth & Clyde Canal και το Union Canal.
Τα δύο κανάλια είχαν συνδεθεί παλαιότερα μέσω μιας σειράς από 11 κλεισιάδες. Για να περάσει ένα σκάφος από τη μία άκρη στην άλλη έπρεπε να ανεβαίνει σταδιακά από επίπεδο σε επίπεδο, μια διαδικασία που μπορούσε να διαρκέσει το μεγαλύτερο μέρος μιας ημέρας.
Καθώς η χρήση των καναλιών μειώθηκε, οι παλιές κλεισιάδες έπεσαν σε αχρηστία και τελικά αποξηλώθηκαν το 1933. Έτσι χάθηκε η άμεση υδάτινη σύνδεση ανάμεσα στα δύο κανάλια.
Το Millennium Link έφερε ξανά τα κανάλια στη ζωή
Στα τέλη του 20ού αιώνα ξεκίνησε ένα μεγάλο πρόγραμμα αποκατάστασης των ιστορικών καναλιών της κεντρικής Σκωτίας. Το σχέδιο ονομάστηκε Millennium Link και στόχος του ήταν να επαναφέρει τη δυνατότητα συνεχούς πλεύσης μέσα από το δίκτυο.
Αντί να ανακατασκευαστούν οι 11 παλιές κλεισιάδες, οι μηχανικοί επέλεξαν κάτι πολύ πιο τολμηρό: έναν τεράστιο περιστρεφόμενο ανελκυστήρα σκαφών.
Ο Falkirk Wheel άνοιξε το 2002 και έγινε το κεντρικό σύμβολο της αναγέννησης των καναλιών.
Πώς σηκώνει τα πλοία κατά 24 μέτρα;
Ο τροχός διαθέτει δύο τεράστιες γόνδολες, ή δεξαμενές, τοποθετημένες στις αντίθετες άκρες του μηχανισμού. Καθώς η μία ανεβαίνει, η άλλη κατεβαίνει.
Κάθε γόνδολα έχει μήκος περίπου 21 μέτρα και περιέχει περίπου 250.000 λίτρα νερού. Τα σκάφη εισέρχονται μέσα στη δεξαμενή και μεταφέρονται μαζί με το νερό.
Με μία μισή περιστροφή ο μηχανισμός ανεβάζει ή κατεβάζει τα σκάφη κατά περίπου 24 μέτρα.
Το Union Canal βρίσκεται όμως συνολικά περίπου 35 μέτρα ψηλότερα από το Forth & Clyde Canal. Τα υπόλοιπα 11 μέτρα καλύπτονται με δύο συμβατικές κλεισιάδες μετά την έξοδο από το πάνω μέρος του τροχού.
Το μυστικό του βρίσκεται στην αρχή του Αρχιμήδη
Το πιο έξυπνο κομμάτι του σχεδιασμού είναι ότι οι δύο πλευρές του Falkirk Wheel παραμένουν σχεδόν τέλεια ισορροπημένες, ακόμη και όταν μέσα στη μία γόνδολα υπάρχει μεγάλο σκάφος.
Ο λόγος εξηγείται από την αρχή του Αρχιμήδη. Όταν ένα σκάφος επιπλέει μέσα στη γόνδολα, εκτοπίζει ποσότητα νερού με βάρος ίσο με το δικό του.
Έτσι, όταν ένα σκάφος μπαίνει στη δεξαμενή, το αντίστοιχο βάρος νερού βγαίνει από αυτή. Η συνολική μάζα της γόνδολας παραμένει ουσιαστικά ίδια.
Το αποτέλεσμα είναι ότι και οι δύο πλευρές του τροχού βρίσκονται σε ισορροπία και οι κινητήρες δεν χρειάζεται να σηκώσουν ολόκληρο το βάρος από το μηδέν. Χρειάζεται κυρίως να ξεπεράσουν τις απώλειες του μηχανισμού και να θέσουν τον τροχό σε κίνηση.
Πόση ενέργεια χρειάζεται πραγματικά;
Παρά το τεράστιο μέγεθός του, ο Falkirk Wheel είναι εξαιρετικά αποδοτικός. Σύμφωνα με τη Scottish Canals, μια μισή περιστροφή καταναλώνει περίπου 1,5 kWh ηλεκτρικής ενέργειας.
Η ποσότητα αυτή έχει συχνά παρομοιαστεί με την ενέργεια που χρειάζεται για να βράσουν περίπου οκτώ ηλεκτρικοί βραστήρες.
Εδώ βρίσκεται και μία σημαντική λεπτομέρεια: τα 1,5 kWh είναι ποσότητα ενέργειας και όχι ισχύς 1,5 kW. Πρόκειται για δύο διαφορετικές μονάδες μέτρησης.
Πόσο γρήγορα περιστρέφεται;
Η κατασκευή έχει ύψος περίπου 35 μέτρα. Παρά τον όγκο της, η κίνησή της είναι εξαιρετικά αργή και ομαλή.
Μια μισή περιστροφή 180 μοιρών χρειάζεται περίπου 5 λεπτά. Έτσι, ενώ η μία γόνδολα ανεβαίνει, η άλλη κατεβαίνει ταυτόχρονα.
Η συνολική διέλευση ενός σκάφους απαιτεί περισσότερο χρόνο, επειδή περιλαμβάνει την είσοδο και έξοδο από τη γόνδολα καθώς και τη διέλευση από τις επιπλέον κλεισιάδες που οδηγούν στο Union Canal.
Γιατί δεν βυθίζεται η μία πλευρά όταν μπαίνει ένα βαρύ σκάφος;
Αυτό είναι ίσως το πιο εντυπωσιακό ερώτημα γύρω από τον Falkirk Wheel. Ένα σκάφος μπορεί να ζυγίζει πολλούς τόνους, αλλά η γόνδολα δεν γίνεται βαρύτερη όταν μπαίνει μέσα.
Αν, για παράδειγμα, ένα σκάφος ζυγίζει 20 τόνους, καθώς μπαίνει στη γόνδολα εκτοπίζει περίπου 20 τόνους νερού. Το βάρος που προστέθηκε από το σκάφος αντισταθμίζεται από το νερό που απομακρύνθηκε.
Γι’ αυτό μια γόνδολα με σκάφος και μια γόνδολα χωρίς σκάφος μπορούν να παραμένουν σχεδόν στο ίδιο συνολικό βάρος, αρκεί η στάθμη του νερού να ελέγχεται σωστά.
Ένας μηχανισμός που είναι και γλυπτό
Ο Falkirk Wheel σχεδιάστηκε ώστε να μην μοιάζει απλώς με βιομηχανικό μηχάνημα. Οι τεράστιοι καμπύλοι βραχίονές του δημιουργούν μια ιδιαίτερα αναγνωρίσιμη μορφή που θυμίζει γλυπτό.
Αυτός ο συνδυασμός αρχιτεκτονικής και μηχανικής είναι ένας από τους λόγους που ο τροχός έγινε γρήγορα σύμβολο της περιοχής.
Το σύνολο του μηχανισμού ζυγίζει περίπου 1.800 τόνους, αλλά χάρη στην ισορροπία των δύο γονδολών χρειάζεται σχετικά μικρή ποσότητα ενέργειας για να λειτουργήσει.
Ο μοναδικός περιστρεφόμενος ανελκυστήρας σκαφών στον κόσμο
Υπάρχουν και άλλοι ανελκυστήρες σκαφών σε διαφορετικές χώρες, όμως ο Falkirk Wheel παραμένει ιδιαίτερη περίπτωση. Σύμφωνα με τη Scottish Canals και το Institution of Civil Engineers, είναι ο μοναδικός πλήρως περιστρεφόμενος ανελκυστήρας σκαφών στον κόσμο.
Δεν κατασκευάστηκε απλώς ως τουριστικό αξιοθέατο. Αποτελεί πραγματικό και λειτουργικό τμήμα του σκωτσέζικου δικτύου καναλιών, επιτρέποντας σε σκάφη να κινούνται ανάμεσα στο Forth & Clyde Canal και το Union Canal.
Από έργο μηχανικής σε τουριστικό αξιοθέατο
Η ασυνήθιστη εμφάνισή του έκανε τον Falkirk Wheel αξιοθέατο σχεδόν αμέσως μετά τα εγκαίνιά του. Σύμφωνα με τη Scottish Canals, προσελκύει περίπου 500.000 επισκέπτες τον χρόνο.
Οι επισκέπτες μπορούν να δουν τον μηχανισμό σε λειτουργία και να συμμετάσχουν σε διαδρομές με σκάφος που χρησιμοποιούν τον ίδιο τον τροχό.
Περισσότερο από δύο δεκαετίες μετά την έναρξη λειτουργίας του, ο Falkirk Wheel παραμένει ένα εντυπωσιακό παράδειγμα του πώς μια αρχαία αρχή της φυσικής μπορεί να συνδυαστεί με σύγχρονη μηχανική για να λύσει ένα πραγματικό πρόβλημα με έναν εντελώς ασυνήθιστο τρόπο.
