Canle (enxeñaría)

Para outras páxinas con títulos homónimos véxase: Canle.

Canle
Instancia de tipo de estrutura tipo de curso fluvial  Subclase de rede de transporte obra hidráulica infraestrutura estrutura arquitectónica curso de auga corpo de auga artificial construción lineal  Composto por Esclusa
Fontes e ligazóns Freebase /m/01pvk  Descrito pola fonte Enciclopedia soviética armenia, volume 9  Páxina(s): 536 Dictionary of Civil Engineering Terminology (1st edition) (en)  Páxina(s): 74 New International Encyclopedia  Tema: The New International Encyclopædia/Canal (en) Grande Enciclopedia Soviética (1926 - 1947)  Tema: Q104044873 The New Student's Reference Work  Tema: The New Student's Reference Work/Canal (en) Dicionario Enciclopédico Brockhaus e Efron  Tema: Q24477025 Encyclopædia Britannica  Tema: 1911 Encyclopædia Britannica/Canal (en) Pequeno dicionario enciclopédico de Brockhaus e Efron  Tema: Q24759649 Meyers Konversations-Lexikon, 4ª edición (1885–1890)  Tema: Q116815630 Metropolitan Museum of Art Tagging Vocabulary Dicionario Enciclopédico Brockhaus e Efron  Tema: Q24433211 Arkeologisen kulttuuriperinnön opas
Wikidata G:Commons C:Commons

Canle de Corinto, Grecia.

Unha canle ou canal en enxeñaría é unha vía artificial feita polo ser humano para o paso de auga ou outros líquidos. Utilízanse para o transporte de mercadorías, coñecidas co nome de canles de navegación, entre lagos, ríos ou océanos, mediante barcos, pero tamén para a condución de auga, tanto para a subministración como para o desecamento. A diferenza das tubarías, as canles están abertas á atmósfera, e o estudo do seu comportamento hidráulico é unha parte fundamental da hidráulica, dentro do campo da enxeñaría hidráulica, unha das especialidades da enxeñaría civil.

A canle de Saimaa, canle de transporte entre Finlandia e Rusia, en Lappeenranta (Finlandia).

Os canais interiores precederon ao desenvolvemento do ferrocarril durante a Revolución Industrial e algúns deles foron posteriormente secados e empregados como pasos libres para construír vías férreas.

O estudo da utilización das canles desenvolveuse ao longo dos séculos e moitos xenios, como Leonardo da Vinci, dedicaron moita enerxía para a súa mellora. Entre outras, achegaron ideas para o desenvolvemento das canles que circundan Milán, chamados navigli, totalmente artificiais e que conectan a cidade cos ríos Tesino e Adda. A través destes podíase chegar indirectamente por vías fluviais cara ao norte ata o lago Maggiore e cara ao leste, utilizando o río Po ata o mar Adriático. Por medio destas vías fluviais, relativamente pequenas e pouco profundas, facíase o transporte de mercadorías mediante barcazas de fondo case plano e así conseguiuse levar os materiais que se usaron para a construción da cidade.

Entre os exemplos de grandes canles que cambiaron en gran medida a economía de continentes completos están a canle de Suez e a canle de Panamá. Coa apertura destas grandes obras de enxeñaría, os tempos dos transportes intercontinentais reducíronse drasticamente e marcaron un crecemento exponencial do comercio de occidente co Extremo Oriente.

Outro tipo de canles moi característico é o que permite a navegación no interior das cidades. Un exemplo de canles navegables internos son os de Tarento, onde as canles permiten o acceso dos buques de guerra ata o arsenal militar da cidade. Con todo, o mellor exemplo é Venecia; aínda que outras cidades como Ámsterdam posúen varios quilómetros de vías navegables no seu interior, Venecia é o único exemplo no mundo dunha cidade na que o modo de moverse, ademais de a pé, é a través da súa intricada rede de canles.

Historia

Canal de la Peyrade, Sète, Hérault, Francia.

Antigüidade

Na Antigüidade, a maior parte das obras de mellora dos ríos e de construción de vías fluviais artificiais tivo como finalidade o regadío. No século VII a.C., o rei asirio Senaquerib construíu unha canle revestida de pedra, de 80 km de lonxitude e 20 m de anchura, para levar auga doce dende Bavian ata Nínive, unha obra que incluía un acueduto de pedra de 300 m e un encoro con comportas para regular o caudal. Fenicios, asirios, sumerios e exipcios construíron elaborados sistemas de canles, e probabelmente a máis espectacular do período foi a de Nahrawan, de 122 m de anchura e 322 km de lonxitude, que daba unha vía navegable todo o ano dende as proximidades de Samarra ata Kut empregando a auga represada do río Tigris. En Exipto, represouse o Nilo para controlar as súas crecidas e estabeleceuse un extenso sistema de rego por concas.

Posiblemente no comezo da XII dinastía, o faraón Sesostris III (1878 a.C. - 1839 a.C.) construíu unha canle oeste-leste escavada a través o Wadi Tumilat, unindo o río Nilo ao mar Vermello, para o comercio directo con Punt. Algunhas evidencias indican a súa existencia polo menos no século XIII a.C. durante o reinado de Ramsés II. Máis tarde, entrou en decadencia e segundo conta o historiador grego Heródoto, a canle foi reescavada arredor de 600 a.C. por Necho II, que non chegou a completar o proxecto. A canle foi completada finalmente preto de 500 a.C. polo rei Darío I, conquistador persa de Exipto. Este canal foi reconstruído modernamente, vindo a constituír o canal de Suez.

O Gran Canal da China ao seu paso por Suzhou.

Na China, o primeiro canal foi o Gran Canal da China, no século VI, mandado construír polo emperador Yang Guang da dinastía Sui, ligando Pequín e Hancheu. Levou seis anos rematalo, unindo todas as canles que se encontraban no seu curso e ligando o río Amarelo ao Haihe, ao Huai, ao Yangzi e ao Qiantangjiang. Con uns 1 800 km de lonxitude, é a vía fluvial construída máis longa do mundo, aínda que non toda ela é canle en sentido estrito; o seu tramo máis antigo construíuse xa no século IV a.C. e o seu propósito era levar o excedente de gran dos vales do Yangzi e do Huai ás capitais e aos grandes exércitos do norte do país. O sistema incluía portas sinxelas de pedra ou madeira a intervalos duns 5 km para controlar o nivel da auga, e onde os cambios de nivel eran demasiado grandes construíanse rampas dobre polas que se arrastraban as embarcacións. Entre 1280 e 1293 construíuse o ramal norte de 1 126 km dende Huai'an ata Pequín, cuxo tramo polas chairas de Shandong foi de feito a primeira canle de cumeeiras, que sobe e logo baixa, fronte ás canles laterais, que só baixan.

No século V a.C., o rei aqueménida Xerxes I de Persia ordenou construír unha canle a través do istmo que une a península do monte Athos co continente, na Calcídica, como parte dos preparativos da segunda invasión persa de Grecia, para evitar á frota un tramo de mar no que anos antes se perdera outra escuadra persa. Heródoto describe a obra no libro VII das súas Historias.

Os gregos e os romanos proxectaron tamén abrir unha canle que cortase o istmo de Corinto, para pasar do mar Xónico ao Exeo sen dar a volta arredor do Peloponeso, un rodeo de centos de quilómetros con cabos perigosos polos seus escollos. O tirano Periandro de Corinto pensou no proxecto xa no século VI a.C., e tres séculos despois ensayouno Demetrio Poliorcetes, rei de Macedonia, que acabou por abandonalo; Xulio César, Calígula e Nerón intentárono igualmente sen éxito, e tantas dificultades deron lugar ao proverbio latino Isthmum fodere. A canle de Corinto, que une o golfo de Corinto co mar Exeo, foi unha das primeiras tentativas de canal, realizada no ano 67 por orde do emperador romano Nerón, que ordenou que seis mil escravos escavasen a rexión usando pas. No ano seguinte, Nerón morreu, e o seu sucesor, Galba, abandonou o proxecto, por ser demasiado caro. Foi rematado entre 1881 e 1893.

Mapa de 1750 coa canle de Corbulo e as vías fluviais da romana dos Países Baixos.

Os romanos foron responsables de extensos sistemas de regulación de ríos e de canles na Galia, Italia, os Países Baixos e Britania, boa parte deles ao servizo do transporte militar. As lexións na Galia canalizaron unha das desembocaduras do Ródano para protexer a súa vía de subministración; no século I a.C. o cónsul Marco Livio Druso escavou unha canle entre o Rin e o IJssel, e o xeneral Corbulo uniu o Rin co Mosa cunha canle de 37 km para evitar o tormentoso paso polo mar do Norte ata a costa. Tentando recuperar os Fens de Inglaterra, os romanos conectaron o río Cam co Ouse cunha canle de 13 km, e o Nene co Witham cunha de 40 km, mentres que o Fosse Dyke, que une o Witham co Trent, aínda continúa en uso.

A canle Yodha Ela, en Anuradhapura (Sri Lanka).

En Sri Lanka, os cingaleses construíron no século V, durante o reinado do rei Dathusena, a canle Yodha Ela (ou Jaya Ganga), de 87 km, que conducía o exceso de auga do encoro de Kala Wewa ata o de Thissa Wewa, en Anuradhapura. Trazada cun desnivel de só 10 a 20 cm por quilómetro, unha precisión que aínda hoxe sorprende, non foi deseñada para levar a auga axiña dun reservorio ao outro, senón para crear unha masa de auga entre ambos, formando 66 pequenas concas de captación ao seu paso que abastecían a agricultura e os usos humanos e animais.

No suroeste da América do Norte precolombiana, a cultura hohokam, no que hoxe son Arizona (Estados Unidos) e Sonora (México), desenvolveu a rede de canles de regadío máis extensa e complexa da América do Norte antiga. Trazadas cunha pendente de 1 a 2 pés por milla (de 19 a 38 cm por quilómetro), algunhas destas canles eran enormes, e cara ao ano 1300 chegaron a regar ata 110 000 acres (uns 445 km²), sostendo a maior poboación do Suroeste.

Idade Media

Na Idade Media, o transporte por vía fluvial era varias veces máis barato e rápido que o terrestre, que dependía de carros e de animais de carga por camiños sen pavimentar. A construción de canles en Europa, que decaera tras a caída do Imperio romano, reviveu coa expansión comercial do século XII. Mellorouse a navegación fluvial coa construción de esclusas de comporta única (flash locks) nos azudes dos muíños e a intervalos ao longo das vías fluviais, que se abrían de súpeto soltando unha corrente que levaba a embarcación por riba dun tramo pouco profundo. Os Países Baixos, chans e comercialmente avanzados, desenvolveron un sistema de canles aproveitando a drenaxe das terras pantanosas das desembocaduras do Escalda, o Mosa e o Rin; arredor do 85% do transporte medieval da rexión facíase por vía fluvial.

Xa funcionaba en 1180 en Damme, na canle que unía Bruxas co mar, unha forma primitiva de esclusa, mais o primeiro exemplo da moderna esclusa de cámara, que represa a auga, foi probablemente o construído en 1373 en Vreeswijk (Países Baixos), na unión da canle de Utrecht co río Lek. No século XV o sistema mellorou coa incorporación de portelos para controlar o fluxo de auga dentro e fóra da cámara a través de comportas nas portas ou nos costados da esclusa.

En Alemaña, a canle de Stecknitz, construída entre 1391 e 1398, uniu Lüneburg con Lübeck ao longo de 11,5 km e catro esclusas de comporta única, e ampliouse despois cara ao sur ata Lauenburg, no río Elba, establecendo unha ligazón entre o mar Báltico e o mar do Norte.

En Italia, o Naviglio Grande construíuse entre 1179 e 1209 cunha toma de auga no río Tesino, un desnivel de 33,5 m en 50 km ata Abbiategrasso e Milán, e comportas para controlar o nivel. Para facilitar o transporte do mármore das canteiras destinado á construción da catedral de Milán, a canle ligouse cun foso antigo da cidade, e foi en Italia onde se construíu a primeira esclusa de cámara con portas de inglete en lugar das antigas portas de guillotina. A porta de inglete, en ángulo contra a corrente, puido ser inventada por Leonardo da Vinci para a esclusa de San Marco de Milán, o que fixo posible a interconexión, antes impedida pola diferenza de nivel, da canle da Martesana co Naviglio Grande.

Idade Moderna

A primeira canle de cumeeiras de Europa que empregou esclusas de cámara foi a canle de Briare, que une o Loira co Sena. En Francia, a canle de Briare abriuse en 1642. Foi seguida pola máis ambiciosa canle do Midi, construída entre 1667 e 1694 baixo a dirección de Pierre-Paul Riquet, que une o mar Mediterráneo co océano Atlántico cunha rede de 360 km navegables e 328 obras de enxeñaría —esclusas, acuedutos, pontes e túneis—, e que está considerada unha das realizacións da enxeñaría civil máis extraordinarias da era moderna e un precedente da Revolución Industrial.

Revolución Industrial

A canle de Bridgewater, en Inglaterra.

O sistema moderno de canles foi, sobre todo, un produto do século XVIII e dos comezos do XIX, porque a Revolución Industrial, iniciada en Gran Bretaña a mediados do XVIII, esixía un medio económico e fiable de transportar mercancías en grandes cantidades. O movemento de materias primas a granel como o carbón e os minerais era difícil e marxinalmente asumible sen o transporte por auga, e estas materias primas alimentaron os desenvolvementos industriais e a nova metalurxia da mecanización crecente dos séculos XVII a XX. As primeiras navegacións fluviais, como a do Aire e o Calder, fóronse facendo máis sofisticadas, con esclusas de cámara e cortes cada vez máis longos para evitar os tramos complicados do río, ata xurdir a idea de construír unha canle "pura", deseñada segundo onde as mercancías tiñan que ir e non segundo onde estaba o río.

Na Inglaterra de mediados do século XVIII, o duque de Bridgewater, propietario de varias minas de carbón no norte do país, quería un medio fiable de levar o seu carbón á cidade de Manchester, en rápida industrialización, e encargoulle a obra ao enxeñeiro James Brindley. O deseño de Brindley, unha canle por gravidade que cruzaba o val do río Irwell sobre un viaduto sostido por arcos, foi un prodixio da enxeñaría da época. A canle de Bridgewater, completada en 1761 ao longo dos 16 km que separan Worsley de Manchester, reduciu o custo do carbón na cidade á metade, e en 1776 prolongouse outros 48 km, ata Liverpool. As barcazas ían tiradas por cabalos que camiñaban por un camiño de sirga ao longo da beira, un sistema tan económico —un só cabalo podía arrastrar cargas que por terra esixirían decenas— que se estendeu por toda a rede británica e se mantivo, para usos comerciais, ata a década de 1950.

O éxito destas canles probou a viabilidade do transporte por auga e, como cada canle nova esixía unha lei do Parlamento, os investidores viron nos peaxes unha fonte de beneficios. Houbo incluso pura especulación coas accións das compañías, e durante ese período de "febre das canles" investíronse sumas enormes: aínda que moitos proxectos non chegaron a nada, a rede británica medrou ata case os 6 400 km. O período entre a década de 1770 e a de 1830 coñécese como a idade de ouro das canles británicas, con obras como a canle de Oxford e a do Trent e o Mersey, promovida entre outros polo oleiro Josiah Wedgwood para levar a arxila ás súas fábricas e os fráxiles produtos rematados aos mercados.

A canle de Erie en Lockport (Nova York), cara a 1855.

Na segunda metade do século XVIII, nos Estados Unidos, xurdiron os primeiros planos e proxectos para a construción de canles artificiais a grande escala, unindo ríos navegables coas áreas produtivas e coas principais cidades do nordeste, nun período que se denominou "Febre dos Canais"; construíronse a canle de Erie, a Cayuga-Seneca e a canle de San Lourenzo. En Europa ocorreu algo similar, até a invención dos ferrocarrís en 1825, que substituíron en gran medida a navegación fluvial e que canalizou os recursos de investimento.

A canle de Erie, promovida polo gobernador DeWitt Clinton e financiada polo estado de Nova York con bonos por valor de 7 millóns de dólares, construíuse entre 1817 e 1825. Con 584 km de lonxitude, une Albany, no río Hudson, con Buffalo, no lago Erie, e foi a primeira canle dos Estados Unidos en conectar as vías fluviais do oeste co océano Atlántico. Cun prisma típico de 12 m de anchura na coroa, 8,5 m no fondo e 1,2 m de profundidade, necesitou 83 esclusas de pedra e 18 acuedutos; no tramo oeste, unha escaleira de dez esclusas en Lockport salvou o escarpe de Niágara, unha crista rochosa de 23 m. Rematada o 26 de outubro de 1825, dous anos antes do previsto, o seu éxito proxectou a cidade de Nova York como gran centro comercial, serviu de escola a moitos dos enxeñeiros que construíron outras canles e ferrocarrís estadounidenses e animou a construción de canles en todo o país.

En Lowell (Massachusetts), considerada o berce da Revolución Industrial estadounidense, unha rede de case dez quilómetros de canles de enerxía, operando en dous niveis, aproveitaba o salto de máis de 9 m das cataratas Pawtucket, no río Merrimack, para mover as rodas hidráulicas de 40 fábricas téxtiles, que cara a 1850 accionaban 320 000 fusos e case 10 000 teares cunha potencia superior aos 10 000 cabalos.

Século XIX

As canles norteamericanas cara a 1825.

A competencia dos ferrocarrís a partir da década de 1830, e a das estradas no século XX, fixo obsoletas as canles máis pequenas para a maior parte do transporte comercial, e moitas das canles británicas caeron en decadencia. Noutros países, pola contra, as canles creceron en tamaño á medida que melloraban as técnicas de construción. Nos Estados Unidos, as canles navegables chegaron a zonas illadas e puxéronas en contacto co mundo exterior: os colonos inundaron as rexións servidas por elas e os prezos dos produtos converxeron entre as distintas rexións pola redución dos custos de transporte. En Ohio construíronse moitos quilómetros de canles, Indiana tivo canles en funcionamento durante algunhas décadas e a canle de Illinois e Michigan conectou os Grandes Lagos coa conca do río Mississippi.

No que hoxe é o Canadá construíronse tres grandes canles con fins moi diferentes. A primeira canle de Welland, aberta en 1829 entre o lago Ontario e o lago Erie, evitaba as cataratas do Niágara, e a canle de Lachine (1825) permitía aos barcos bordear os rápidos case intransitables do río San Lourenzo en Montreal; ambas se construíron para o comercio. A canle de Rideau, completada en 1832, une Otawa, no río do mesmo nome, con Kingston, no lago Ontario, e construíuse tras a guerra de 1812 para dar un transporte militar alternativo ao tramo do San Lourenzo exposto ao bloqueo estadounidense.

En Suecia, a canle de Göta foi aberta ao público en 1832, proxectada polo arquitecto Baltzar von Platen; na súa construción participaron 58 000 soldados.

Neste período completáronse tamén grandes canles marítimas. A canle de Suez, aberta en 1869, é unha vía ao nivel do mar, sen esclusas, de 193 km entre Port Said e Suez, que aproveita varios lagos do istmo e se converteu nunha das rutas de navegación máis empregadas do mundo; foi ampliándose e profundizándose sucesivamente, e en 2015 o goberno exipcio rematou un proxecto de 8 500 millóns de dólares que engadiu case 29 km á vía. A canle de Kiel, construída entre 1887 e 1895, percorre 98 km entre o mar do Norte e o mar Báltico, aforrando a volta pola península de Xutlandia, e ampliouse entre 1907 e 1914 para dar paso aos grandes buques de guerra.

Xunto coa canle de Suez, outro canal de importancia actual é a canle de Panamá, que comezou a ser construído en 1880 e foi rematado en 1914, con 81 quilómetros de lonxitude e de 12 a 30 metros de profundidade, que corta o istmo de Panamá, conectando os océanos Atlántico e o Pacífico, diminuíndo en gran medida a duración dos percorridos realizados polos navíos pola ruta alternativa que arrodea o cabo de Fornos. As esclusas elevan os buques 26 m ata o lago Gatún, formado polo encoro do río Chagres, e a vía acurta nuns 8 000 millas náuticas (15 000 km) a viaxe entre as costas leste e oeste de América. Controlada polos Estados Unidos dende a súa apertura, a canle pasou por completo a mans de Panamá o 31 de decembro de 1999. O 26 de xuño de 2016 inaugurouse a primeira ampliación da vía dende a súa construción orixinal, cun novo xogo de esclusas en cada océano —21 m máis anchas e 5,5 m máis profundas que as orixinais, e con cárcaves de aforro que reutilizan o 60% da auga de cada tránsito— que creou unha segunda canle de tráfico, duplicou a capacidade de carga e abriu o paso aos buques neopanamax; o proxecto, aprobado por máis do 75% dos panameños nun referendo en 2006, comezara en 2007 e custou 5 250 millóns de dólares.

Na actualidade, as grandes canles para buques, como as de Panamá e Suez, seguen operando para o transporte de carga, ao igual que as canles europeas para barcazas, que gañan importancia coa globalización. As estreitas canles industriais perderon case todo o tráfico comercial, mais un movemento iniciado en Gran Bretaña e Francia deu lles un novo uso no turismo fluvial e nas embarcacións de recreo, con tramos históricos restaurados —como a canle de Kennet e Avon— e vivendas nas súas beiras. As canles atoparon ademais un uso novo no século XXI como franxas para a instalación de cableado de redes de telecomunicacións de fibra óptica, e outras seguen dando auga á agricultura, como o extenso sistema de regadío do val Imperial, no deserto do sur de California.

Tipos de canles

Segundo a súa función, as canles poden ser de navegación, de regadío, de subministración de auga, de drenaxe ou de enerxía, aínda que moitas canles interiores son polivalentes e serven á vez para varias destas finalidades, ademais de para a xeración de enerxía hidroeléctrica. Pola súa orixe, ademais das artificiais, fálase tamén de canles naturais.

Canles de navegación

Canal à Zaandam, de Claude Monet (1871).

Unha canle de navegación é unha canle deseñada especialmente para acoller os barcos que operan nos océanos, mares ou lagos cos que conecta. Pódense distinguir as canles para barcos, que admiten buques de mar e ofrecen augas máis profundas e pontes máis altas, das canles para barcazas, deseñadas para a navegación fluvial e de canles. As canles de navegación pódense construír por varias razóns: crear un atallo que evite longos desvíos, establecer unha ligazón navegable entre dous mares ou lagos, dar ás cidades do interior unha saída directa ao mar ou servir de alternativa económica a outras opcións de transporte.

As canles de navegación poden atoparse nos accesos a diversas instalacións portuarias dentro dun porto ou estuario, así como en zonas onde se cruzan ou encontran zonas de navegación, como na área do cabo de São Vicente, no Algarve (Portugal). Navegação - Náutica de Recreio, Henrique Pereira Coutinho, Xis e Êrre Estúdio Gráfico, Lda, Febreiro de 2004 (ISBN 972-98711-1-6). Neste último caso a navegación mercante está obrigada a seguir dentro dunha canle que, debido á súa distancia á terra, non ten balizamento, senón que está delimitado por coordenadas xeográficas.

As canles de navegación son aínda máis necesarias nas canles artificiais, onde dado o espazo máis limitado para a manobra das embarcacións, é necesario garantir que a navegación teña lugar forma constante e fluída e resgardada de perigos.

As canles poden ser abertas ou fechadas.

Canles de regadío

A canle de Nules e a séquia El Bras, na marxal de Nules (País Valenciano).

As canles de regadío son vías construídas para conducir a auga cara ás zonas que requiren complementar a que cae de xeito natural sobre o terreo. Dende as canles principais, a auga pasa ás ramas ou laterais e destas ás distribuidoras que serven grupos de explotacións; o sistema require numerosas estruturas auxiliares, como vertedoiros de derivación, comportas e outras presas.

Canles de subministración

As canles de subministración, ou acuedutos, son as que conducen e entregan auga potable para usos municipais onde se necesita; as fontes de auga situadas a máis cota ca de destino permiten levala por gravidade, e os acuedutos do Imperio romano foron canles deste tipo.

Canles de drenaxe

As canles de drenaxe serven para desecar terras baixas e húmidas. Nos pólders dos Países Baixos construíronse canles dragando un cauce no fondo de lagos que despois se baleiraban, de xeito que a nova canle servía á vez para drenar o terreo circundante e para o transporte; noutros casos levantáronse dous diques paralelos dentro do lago, formando a canle entre eles, e drenouse o resto. En ambos os casos fan falta estacións de bombeo para manter seco o terreo que rodea a canle. Parte das partes oriental e central da canle do Mar do Norte, nos Países Baixos, construíronse deste xeito.

Canles de enerxía

Comporta na canle do encoro de Gabčíkovo (Eslovaquia), que leva a auga a unha central hidroeléctrica.

Unha canle de enerxía é a que se emprega para xerar forza hidráulica en lugar de para o transporte. Hoxe en día constrúense case exclusivamente como partes das centrais hidroeléctricas, mais algunhas rexións, como o nordeste dos Estados Unidos, tiñan suficientes ríos caudalosos para que a forza da auga fose o principal medio de mover as fábricas, de regra téxtiles, ata despois da guerra civil estadounidense. O exemplo máis coñecido é o de Lowell, en Massachusetts, cuxa rede de canles de enerxía, construída entre arredor de 1790 e 1850, daba forza e vía de transporte á cidade.

Canles naturais

Denomínase canle natural ás depresións naturais da codia terrestre, unhas de pouca profundidade e outras máis profundas, segundo se atopan na montaña ou na chaira; algunhas permiten a navegación, de regra xeral sen necesidade de dragaxe. O concepto abarca todos os tipos de correntes de auga que existen de xeito natural na terra, dende pequenos regatos de montaña ata regachos, ríos pequenos e grandes e estuarios de marea, e tamén as correntes subterráneas que transportan auga cunha superficie libre. As propiedades hidráulicas dunha canle natural son de regra xeral moi irregulares, aínda que en certos casos admiten suposicións empíricas que fan o seu fluxo manexable mediante o tratamento analítico da hidráulica teórica.

Construción

As canles constrúense dun destes tres xeitos, ou dunha combinación deles, segundo a auga e o percorrido dispoñibles:

• Correntes artificiais. Pódese crear unha canle onde non existe ningunha corrente, escavando o corpo da vía ou levantando os seus costados con diques de terra, pedra, formigón ou outros materiais. A forma final da canle, vista en sección transversal, coñécese como prisma da canle. A auga ten que vir dunha fonte externa, como regatos ou encoros, e onde a nova vía cambia de cota lévanse obras de enxeñaría como esclusas ou ascensores para subir e baixar as embarcacións. É o caso das canles que unen vales por enriba dunha cumeeira, como a canle do Midi, primeira gran canle de nivel de cumeeira segundo a UNESCO, a de Briare ou a de Panamá.
• Dragado en lagos existentes. Pódese construír dragando un cauce no fondo dun lago; cando o cauce está rematado, o lago baleírase e o cauce convértese na nova canle, que serve á vez para drenar o terreo circundante e para o transporte.
• Canalización e navegacións. Unha corrente pódese canalizar para facer o seu curso navegable máis previsible e doado de manobrar, controlando o seu fluxo con dragaxes, represas e modificacións do trazado, a miúdo coa incorporación de esclusas e aliviadoiros.
• Canles laterais. Cando unha corrente é difícil de canalizar, pódese crear unha segunda vía ao carón dela, que pode serpentear en grandes curvas en ferradura para alongar o percorrido e reducir a pendente. A corrente existente actúa como fonte de auga e as súas beiras danlle camiño ao novo corpo; son exemplos a canle do Chesapeake e Ohio, a canle lateral ao Loira, a canle lateral ao Garona, a de Welland e a Juliana.

As canles de transporte pequenas poden levar barcazas ou barcos estreitos, mentres que as canles para barcos permiten que os buques de mar vaian ata un porto do interior, como a canle de Manchester, ou que pasen dun mar ou océano a outro, como a de Panamá.

Características

A escaleira de 16 esclusas consecutivas de Caen Hill, na canle de Kennet e Avon (Wiltshire).

Na súa forma máis simple, unha canle consiste nunha foxa chea de auga. Segundo o estrato que atravese, pode ser necesario revestir o corte con algún material impermeable, como arxila ou formigón; e as canles adoitan ir revestidas para limitar as perdas; cando o revestimento é de arxila, chámaselle enlameado.

As canles teñen que manter o nivel, e malia que os pequenos accidentes do terreo se salvan con cortes e aterros, para os maiores adóitanse outras solucións. A máis común é a esclusa de cámara, unha cámara na que o nivel da auga sobe ou baixa para conectar dous tramos da canle a distinta cota, ou a canle cun río ou co mar; cando hai que salvar un outeiro, úsanse escaleiras de moitas esclusas seguidas. Cada ciclo dunha esclusa consome moita auga, polo que onde esta escasea se empregan outras solucións: ascensores de barcos, como a roda de Falkirk, que usan unha cárcave de auga na que flotan os barcos mentres se moven entre os dous niveis, e plans inclinados, nos que a cárcave se iza por unha vía empinada.

O cruce dunha corrente, dunha estrada ou dun val, onde a demora dunha escaleira de esclusas a cada lado sería inaceptable, pódese resolver cun acueduto navegable —a canle de Erie precisou dezaoito—, como o de Pontcysyllte, sobre o val do río Dee, en Gales. Outra opción contra os outeiros é tunelar por baixo deles, como no túnel de Harecastle, na canle do Trent e o Mersey, unha solución practicábel só en canles pequenas. Algunhas canles tentaron reducir ao mínimo os cambios de nivel con trazados longos e serpenteantes pola cota uniforme do terreo, as chamadas canles de contorno.

A canle de Llangollen cruzando o acueduto de Pontcysyllte, en Gales.

As canles contan con varios recursos para o problema do subministro de auga. Nalgúns casos, como na canle de Suez, a vía está aberta ao mar; onde non está ao nivel do mar, pódese tomar a auga de ríos ou mananciais existentes, ás veces complementados para as variacións estacionais do caudal, ou empregar encoros —separados da canle ou integrados no seu curso— e o bombeo de retorno. Nalgúns casos usouse auga bombeada dende as minas, e noutros construíronse longas canles alimentadoras para traer a auga dende fontes afastadas.

Onde se carga e descarga moita mercancía, como na cabeceira dunha canle, pódese construír unha dársena, un tramo de auga máis ancho ca o xeral da canle, ás veces con peiraos e grúas para mover as mercancías. Cando hai que illar un tramo para baleiralo e darlle mantemento, empregáronse tradicionalmente taboleiros de peche, táboas colocadas en canles da marxe formando unha presa; nas canles máis modernas púxeronse ás veces comportas de garda para pechar un tramo axiña, por mantemento ou para evitar unha gran perda de auga por unha brecha.

Cando a pendente natural do terreo é máis forte ca a prevista para a canle, constrúense caídas ou saltos no fondo da vía, deseñados para disipar a enerxía cinética da auga que cae e evitar que erosione o leito e as marxes.

Elementos xeométricos da sección

Os elementos xeométricos son propiedades dunha sección da canle, que queda definida enteiramente pola xeometría da sección e a profundidade do fluxo, e son moi importantes para os cálculos do escoamento:

• Tirante ou profundidade do fluxo (h): a distancia vertical dende o punto máis baixo da sección da canle ata a superficie libre.
• Ancho superior (T): o largo da sección da canle na superficie libre.
• Área mollada (A): a área da sección transversal do fluxo, normal á dirección do escoamento.
• Perímetro mollado (P): a lonxitude da liña de intersección da superficie mollada da canle coa sección transversal normal á dirección do fluxo.
• Raio hidráulico (R): a relación entre a área mollada e o perímetro mollado, é dicir, R = A/P.
• Profundidade hidráulica (D): a relación entre a área mollada e o ancho superior, é dicir, D = A/T.
• Factor de sección (Z): para cálculos de escoamento crítico, o produto da área mollada pola raíz cadrada da profundidade hidráulica; para cálculos de escoamento uniforme, o produto da área mollada pola potencia 2/3 do raio hidráulico.

As características xeométricas son a forma da sección transversal, as súas dimensións e a pendente lonxitudinal do fondo da canle. As características hidráulicas son o tirante, o perímetro mollado, a área mollada e o raio hidráulico, todas elas función da forma da canle, ademais da rugosidade das paredes —función do material de construción, do uso e do mantemento— e da pendente da liña de auga, que pode ser ou non paralela á do fondo.

Tipos de fluxo

A descrición do comportamento hidráulico das canles distingue varios tipos de fluxo:

• Fluxo permanente. As propiedades do fluído permanecen constantes no tempo, aínda que poidan non ser constantes no espazo: as características do fluxo, como a velocidade, o caudal e o tirante, son independentes do tempo, mais poden variar ao longo da canle.
• Fluxo transitorio ou non permanente. As características do fluxo cambian co tempo no período para o que se analiza o comportamento da canle. A transitoriedade pode darse tanto no fluxo subcrítico coma no supercrítico.
• Fluxo uniforme. Dase nunha canle recta, de sección e pendente constantes, a unha distancia considerábel (de 20 a 30 veces o tirante) de calquera punto singular —un cambio de sección, de rugosidade ou de pendente, ou unha variación do caudal—, de xeito que a profundidade é a mesma en todas as seccións ao longo do fluxo e a superficie da auga é plana. Os fluxos das canles longas adoitan ser case uniformes, aínda que a uniformidade é unha abstracción: os fluxos reais nunca son perfectamente uniformes, polos efectos de superficie libre que se estenden aguas arriba e aguas abaixo de calquera cambio de xeometría, como presas ou piares de pontes.
• Fluxo variado. O tirante cambia ao longo da canle, de xeito permanente ou non permanente. Pode ser rápidamente variado, se a profundidade cambia de xeito brusco en distancias curtas —é o caso do resalto hidráulico e da caída hidráulica—, ou gradualmente variado, no caso contrario.
• Fluxo crítico. Dase cando o número de Froude é igual a 1, é dicir, cando a velocidade iguala a raíz cadrada do produto da aceleración da gravidade polo tirante. Se o fluxo é máis lento ca ese valor é subcrítico, tamén chamado fluxo lento, e o nivel da auga nunha sección dada queda condicionado polo nivel de aguas abaixo; se é máis rápido, é supercrítico ou veloz, e o nivel depende das condicións de aguas arriba. A transición entre ambos os réximes represéntase coa curva do número de Froude igual a 1 nos diagramas de réximes hidráulicos de fluxo en canle aberta.

Cidades sobre a auga

Unha familia navega por unha das canles de Ámsterdam.

As canles identifícanse tan profundamente con Venecia que moitas cidades con canles foron alcumadas "a Venecia de...". A cidade, fundada no século V, esténdese por 118 illas pequenas da lagoa e xa no século X era unha gran potencia marítima. Ámsterdam, pola súa banda, foi proxectada como cidade portuaria enteiramente artificial a finais do século XVI e construída no XVII, drenando as marismas cun sistema de canles en arcos concéntricos, o chamado anel de canles, hoxe Patrimonio da Humanidade.

Outras cidades con extensas redes de canles son Utrecht, Delft, Leiden ou Haarlem nos Países Baixos; Bruxas e Gante en Flandres; Birmingham en Inglaterra; Bydgoszcz, Gdańsk, Szczecin e Wrocław en Polonia; Aveiro en Portugal; Berlín en Alemaña; Bangkok en Tailandia; Suzhou na China; e Can Tho no Vietnam.

Barcos

Dous buques panamax nas esclusas de Miraflores, na canle de Panamá.

As canles interiores tiveron a miúdo barcos construídos especificamente para elas. Nas canles británicas, por exemplo, os barcos estreitos deseñáronse segundo as dimensións das esclusas, porque son estas as que fixan o tamaño máximo das embarcacións. Ese é tamén o factor limitante na canle de Panamá, onde os buques panamax estiveron limitados a unha eslora de 289,56 m e unha manga de 32,31 m ata o 26 de xuño de 2016, cando a apertura de esclusas maiores permitiu o paso de buques neopanamax. Na canle de Suez, sen esclusas, o factor limitante para os buques suezmax é de regra xeral o calado. A maioría das canles teñen ademais un límite de altura imposto polas pontes ou polos túneis.

Lista de canles

Canle da lagoa de Antela no 2006

• Canle de Alsacia
• Canle de Corinto
• Canle de Kiel, comunica o mar do Norte co mar Báltico en Alemaña
• Canle de Panamá, comunica o océano Atlántico e o océano Pacífico a través do istmo de Panamá
• Canle Rin-Main-Danubio
• Canle de San Lourenzo, entre os Grandes Lagos e o océano Atlántico.
• Canle de Suez, comunica o mar Mediterráneo co mar Vermello
• Canle de Castela
• Canle de Isabel II
• Canle Imperial de Aragón

En Galiza

• Canle da lagoa de Antela

Véxase tamén

Outros artigos

• Acueduto
• Caudal
• Esclusa
• Fórmula de Kutter
• Fórmula de Manning
• Regadío

Ligazóns externas

• British Waterways, guía oficial británica sobre canals, ríos e lagos, (en inglés).
• Guía Fotográfica da Canle Leeds Liverpool (en inglés).
• Información sobre o Sistema de Canais do Estado de Nova York Arquivado 24 de xullo de 2008 en Wayback Machine. (en inglés).
• "Canais e ríos navegábeis" por James S. Aber, Universidade Estatal de Emporia (en inglés).
• National Canal Museum (Estados Unidos) (en inglés).
• London Canal Museum (Reino Unido) (en inglés).
• Canles in Ámsterdam Arquivado 14 de setembro de 2008 en Wayback Machine. (en inglés).
• Canal du Midi (en francés).
• Canal des Deux Mers Arquivado 22 de setembro de 2008 en Wayback Machine. (en francés).
• Medición do caudal dunha canle usando un sensor (en inglés).