Capolavori d’ingegneria: la Ruota di Falkirk

In #Focus, MONDO, TECH by Giuseppe ForteLeave a Comment

Situata nel cuore della Scozia ed inaugurata nel 2002 dalla Regina Elisabetta, la Falkirk Wheel rappresenta ormai uno dei patrimoni ingegneristici più innovativi e funzionali dell’intero territorio d’oltremanica.

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Avvicinamento all’entrata con le colline Ochil sullo sfondo

Si tratta di un elevatore ruotante che consente il collegamento a tutte le imbarcazioni tra il canale Forth and Clyde e lo Union Canal. Per la prima volta dal 1930 viene così permesso di colmare un dislivello di 24 metri, all’incirca equivalente all’altezza di un edificio di otto piani.

La struttura, costata la bellezza di 84,5 milioni di sterline, prende il nome dall’omonima città in cui è stata realizzata e si ispira alla forma di un’elica di una nave che assume delle geometrie molto particolari; quest’ultime, oltre ad essere state studiate per ottimizzare la finalità del progetto, attraggono un gran numero di turisti e visitatori.

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Metà rotazione

La ruota ha un diametro di ben 35 metri ed è composta da un asse centrale lungo 28 dal quale si diramano due bracci contrapposti che ricordano la conformazione di un’ascia a doppia testa, tipicamente di ispirazione celtica. I bracci sono lunghi 15 metri ciascuno e alle loro estremità sono collocati due cassoni al cui interno possono essere contenuti fino a 250.000 litri e 500 tonnellate, tra acqua e imbarcazione. Sfruttando il principio di Archimede e dunque la proprietà dei corpi galleggianti, viene fatto in modo che la quantità di acqua in uscita dal cassone sarà esattamente pari al peso della barca, nel momento in cui questa entra nei cassoni stessi per essere trasportata. Ciò è reso possibile anche monitorando i livelli di fluido su entrambi i lati con un sistema di controllo computerizzato e provvisto di adeguati sensori di rilevamento.

Un sofisticato sistema di ingranaggi permette il bilanciamento dei movimenti dei cassoni, larghi circa 6,5 metri, e ne regola la velocità di rotazione durante il trasporto. Il pianterreno ospita i trasformatori adibiti ad alimentare la ruota mentre al primo piano si trovano un generatore di stand-by e il quadro della rete elettrica. Sono necessari soltanto 22,5 KW per alimentare dieci motori idraulici, i quali consumano solo 1,5 KW/h per mezzo giro; indubbiamente, una quantità di potenza più che ragionevole e contenuta se si considerano le proporzioni dell’intera struttura.

Il meccanismo principale è montato liberamente sopra l’asse centrale mentre ciascuna estremità dei cassoni è provvista di piccole ruote che si spostano su delle rotaie, posizionate nella faccia interna dei “buchi” presenti alla fine dei bracci. La rotazione è controllata da un modello alternato di tre grandi ruote dentate – caratterizzate da un diametro di otto metri – e da due ingranaggi di dimensioni ridotte.

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Ring gears

Quando i motori ruotano il perno centrale, i bracci oscillanti impegnano il sistema principale. In questo modo, gli ingranaggi più piccoli ruoteranno più rapidamente della ruota ma nella stessa direzione; essi stabilizzano la velocità delle corone situate alla fine dei cassoni alla stessa di quella della ruota ma questa volta in senso opposto. Tale sistema permette di annullare la rotazione dovuta al movimento dei bracci e soprattutto di tenere i cassoni in posizione stabile e perfettamente in piano.

Infine, è presente un docking-pit che permette l’isolamento dal bacino del canale inferiore attraverso delle porte stagne e viene mantenuto asciutto mediante delle pompe dell’acqua. Quando la ruota si ferma con i bracci in posizione verticale, l’ingresso e l’uscita delle imbarcazioni dal cassone inferiore è reso possibile all’apertura delle porte. Tutto ciò avviene senza correre il rischio di allagare l’attracco di guida. Senza questo sistema, i cassoni e le estremità dei bracci finirebbero per immergersi nel canale inferiore ogni volta che la struttura viene posta in rotazione.

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Vista panoramica della ruota e dell’acquedotto

L’intera opera si erge per un’altezza complessiva di 35 metri e per il suo compimento è stato necessario l’impiego di oltre 1200 tonnellate di acciaio e 1000 persone. Perconsentire il definitivo passaggio allo Union Canal, si è ricorso all’utilizzo di un paio di blocchi inseriti tra la parte superiore della ruota ed il canale stesso. Un tempo, il dislivello era di oltre 30 metri e per essere attraversato richiedeva tempi di percorrenza piuttosto considerevoli. Dunque, oltre a proporsi come ascensore rotante per imbarcazioni unico nel suo genere, la Falkirk Wheel si rivela un vero e proprio gioiello di ingegneria per la sua straordinaria funzionalità.

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La ruota in azione. L’edificio cuneiforme sulla destra è il centro per i visitatori

Una strana curiosità si lega a uno dei momenti precedenti la data di inaugurazione: in attesa dei festeggiamenti per il suo Golden Jubilee, la Regina Elisabetta II si è vista costretta a rimandare di un mese la cerimonia di apertura per via di un allagamento causato da alcuni vandali che hanno forzato i cancelli d’ingresso. Le riparazioni dei danni procurati alla maggior parte delle apparecchiature elettriche ed idrauliche sono costate intorno alle 350 mila sterline.

Inconvenienti a parte, nei pressi del lato est del bacino inferiore si trova un centro per i visitatori in cui è possibile organizzare una gita in barca. Da quando la ruota è in funzione, sono state registrate oltre 4 milioni di visite.

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Giuseppe Forte
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