¿Cómo construirías un puerto en un mundo con mareas *intensas*?

CERRADURAS

La respuesta es una que se usa ampliamente hoy en día en canales y ríos: esclusas.

Las cerraduras son básicamente puertas dobles herméticas. Si desea pasar de marea alta a baja, navega, las puertas se cierran detrás de usted y el agua se conduce o bombea hasta que esté al nivel del agua más baja dentro o fuera del puerto. Viceversa para pasar de marea baja a marea alta.

Esto funciona mejor si el puerto está situado al final de un río o arroyo grande. De esa manera, puede mantener el nivel del agua en el puerto en niveles de marea altos y usar las esclusas para bajar los barcos que salen y subir los barcos que entran.

Se utiliza una esclusa en el puerto de Chicago (ver imagen a continuación) y puede acomodar hasta 100 embarcaciones a la vez, manejando diferencias de nivel de agua de hasta 1½ m. Aumentar esta diferencia es simplemente una cuestión de ingeniería.

Hace algunos años fui a Scarborough (Yorkshire) y visité el puerto local durante la marea baja: todos los barcos estaban sentados sobre arena mojada, como se muestra en la pintura de abajo (por alguna razón, solo puedo encontrar fotos de archivo)

Si eres capaz de predecir las mareas, es algo con lo que puedes vivir.

Si por el contrario quieres asegurar el acceso al agua en todo momento, puedes recurrir al uso de muelles flotantes, que pueden seguir el nivel del agua, como puedes ver en los puertos de Zelanda, por ejemplo.

Mientras tengan su extremo en el agua, funcionan. También son muy utilizados en los ríos, que cambian mucho de caudal a lo largo del año.

Solo mire cómo las comunidades con mareas mucho más altas que el promedio manejan el problema en la vida real.

por ejemplo, estos barcos están en la Bahía de Fundy, que debido a las peculiaridades de la geografía tiene las mareas más altas del mundo con hasta 53 pies:

Como puede ver, la gente simplemente acepta que sus barcos estarán en tierra durante un período de tiempo significativo.

Los barcos grandes pueden tener un fondo plano y estar diseñados para manejar la varada sin estrés.

Además, los puertos fluviales que pueden manejar el tráfico marítimo, por ejemplo, Portland Oregon, que están lo suficientemente lejos tierra adentro como para no verse afectados por las mareas, tendrán una importancia mucho mayor en este mundo.

Los barcos serán más pequeños para un nivel de tecnología dado, debido a las limitaciones de ser de fondo plano o fluviales.

Dada la marea extrema experimentada a nivel mundial, es probable que los barcos más pequeños, tal como los conocemos, pierdan popularidad y el conductor diario sea superado por vehículos anfibios, lo que puede anular por completo la necesidad de muelles tradicionales.

Varias respuestas aquí incluyen muelles flotantes, que creo que tendrán que ser la realidad de los buques de carga y cruceros más grandes, donde siempre están anclados bastante lejos de la tierra durante la marea alta y se accede a ellos a través de botes más pequeños. Esto no es raro ahora, pero las distancias serán más extremas en su entorno.

Trabajo con algunos puertos que tienen rangos de marea altos, es un gran problema, pero es un problema para el que se han desarrollado muchas soluciones.

Si las embarcaciones son pequeñas, simplemente pueden descansar en el fondo del mar cuando baja la marea. Si los barcos son grandes, puede programar los movimientos del barco para que no encallen. Si el puerto se seca por completo durante la marea baja, es posible que deba dragar un área en la que quede agua cuando baje la marea. ¡Tenga en cuenta que el agua no saldrá de una piscina cuando baje la marea! También se puede construir una barrera contra las mareas para atrapar el agua en el puerto como una esclusa gigante.

Tienes razón al pensar que es imposible tener muelles que funcionen el 100% del tiempo, pero creo que te estás perdiendo eso también es cierto para la mayoría de los puertos grandes de la Tierra, ya que puede haber una diferencia de peso de 400,000 toneladas entre un barco que está lastre, y un barco cargado. Entonces, si un barco está importando a su puerto, podría llegar con la marea alta, descargar su carga y partir más tarde con la marea baja. Esto no es inusual en absoluto.

Un factor que creo que está descuidando es que tener un rango de mareas tan grande significa que el agua se moverá rápido. Ese es un problema importante porque los motores de los barcos solo pueden ejercer una cantidad limitada de fuerza. Puede ser extremadamente difícil o imposible para usted traer un barco a su puerto durante el reflujo o hacer que un barco parta durante una inundación.

También podrías construir tu puerto en un río o lago conectado al mar, que no se drene cuando baje la marea.

Evolución del puerto

Entonces, tiene un puerto con un rango de marea de 25 m que está secando su puerto por completo. Si no tienes mucho dinero, el primer paso es usar botes pequeños: son rápidos de cargar/descargar para que puedan llegar y salir rápidamente, pueden sentarse en el fondo del mar si es necesario.

Transbordo Si necesita mover más tonelaje, puede optar por utilizar el transbordo: sus pequeños botes no navegan hasta el destino, sino que un bote más grande espera en aguas más profundas mientras los botes transportan mercancías entre el puerto y el bote.

Barcos o esclusas más fuertes Si eso sigue siendo insatisfactorio, tendrá que desarrollar barcos grandes que puedan sobrevivir sentados en el lecho marino durante la marea baja, o crear una esclusa que retenga agua en su puerto mientras se puede cargar/descargar el barco. .

Dragado Si absolutamente necesita poder mover más tonelaje, entonces tiene la opción más efectiva y costosa actualmente: el dragado. Cava un gran agujero en tu puerto para que los barcos puedan maniobrar incluso con la marea baja. Ahora cava una gran zanja desde tu puerto hasta el océano. Ambos deben ser lo suficientemente profundos para que siempre contengan suficiente agua. Una vez que haya terminado este proyecto, los barcos pueden entrar y salir en cualquier momento del día y su capacidad de importación/exportación se maximiza. Sin embargo, eso suponiendo que sus barcos realmente puedan navegar contra la corriente. Con toda probabilidad, la velocidad del agua será demasiado rápida para navegar en contra, por lo que aún estará limitado por las mareas.

Muelles y puertos de aguas profundas En realidad, existen otras opciones que pueden ayudar a sus barcos a lidiar con las mareas. El primero es construir un puerto de aguas profundas. Vaya lo suficientemente lejos de la línea de marea alta para que siempre haya agua adecuada y construya su puerto allí. Construye un puente o una calzada para conectar tu puerto de aguas profundas con la ciudad. Una opción más económica es construir atracaderos individuales en lugar de un puerto completo. Hay muchas opciones aquí; construya un embarcadero con un atracadero normal al final, coloque algunos pilotes y haga amarrar el barco contra ellos, agregue algunas anclas pesadas con líneas conectadas a boyas en la superficie a las que el barco pueda conectarse. Para cargar el barco, use el transbordo como se indicó anteriormente, o construya cintas transportadoras o tuberías hasta los atracaderos.

Pseudo-dique seco

La solución de baja tecnología es tener soportes tipo dique seco en cada muelle. Navegue el barco hacia el dique seco durante la marea alta y, a medida que el agua retrocede durante la marea baja, el barco se acuna en los soportes en lugar del agua y las operaciones del puerto pueden continuar sin obstáculos. La desventaja es que los barcos solo pueden llegar o partir con la marea alta.

Ascensores de barcos

Su puerto podría usar ascensores para botes, como Peterborough Lift Lock o Falkirk Wheel . Su puerto estaría en la parte superior del ascensor, y un canal hacia el océano estaría en la parte inferior. Lo más probable es que tenga que bloquear el puerto mismo con un sistema de presa y aliviadero para mantener una profundidad constante en la cuenca allí.

Puedes ver estos ascensores en funcionamiento (time-lapse) en los siguientes vídeos:

• Cerradura de elevación de Peterborough

• Rueda de Falkirk

Lo más probable es que un sistema de elevación vertical sea más práctico si el nivel inferior varía con el tiempo (como lo haría en su situación). Pero un elevador de ruedas es bastante ingenioso y podría estar permitido según la Regla de la calma.

Construye dos muelles

Es sencillo. Se podría hablar de los "muelles de marea baja" y de los "muelles de marea alta". Si su historia involucra violencia y demás, incluso podría tener este detalle de construcción del mundo, o incluso detalles de la trama, de ladrones que atan a las personas a los muelles de marea baja y esperan que la marea los ahogue (o que se rindan y cedan). ellos la información, por ejemplo). Sería una reminiscencia de atar a alguien a las vías del tren.

Como una extensión de la respuesta de Klaus sobre el uso de Locks, creo que vale la pena señalar qué haría que una marea fuera "intensa" más allá de la gravedad extrema, cuya aclaración debería abrir muchas más opciones.

Una marea generalmente se refiere al cambio local en el nivel del agua causado por la gravedad ejercida por los objetos planetarios cercanos. En la Tierra, esto sería la Luna. La escala de la marea está controlada por dos factores: la fuerza de gravedad que aplican estos objetos planetarios y la cantidad de agua disponible para moverse. En el caso de un planeta cuya superficie es principalmente agua (como la Tierra, donde los océanos conectados representan alrededor del 70 % de la superficie del planeta), esta cantidad de agua es asombrosa.

Sin embargo, incluso los lagos, estanques, ríos y cualquier cuerpo de agua más pequeño experimentan técnicamente una marea. La diferencia es que estos cuerpos tienen una cantidad de agua comparativamente menor que la escala de su marea es correspondientemente menor. Como algunos ejemplos::

• El rango de marea de los Grandes Lagos es de alrededor de 5 centímetros, lo suficientemente pequeño como para llamarlo funcionalmente "sin marea". Los Grandes Lagos tienen un volumen combinado de alrededor de 22,500 kilómetros cúbicos .
• El rango de mareas de Long Island, Nueva York tiene un rango de casi 9 pies . Al estar adyacente al Océano Atlántico, sus mareas tienen acceso a todo el cuerpo de agua oceánico, que tiene alrededor de 1.300 millones de kilómetros cúbicos , sin embargo, el rango de marea real puede variar a lo largo de la costa este.
• El Mar Mediterráneo, que está conectado con el Océano Atlántico a través de una entrada relativamente estrecha, también experimenta mareas en el rango de centímetros . De la misma fuente que el Océano Atlántico, el Mar Mediterráneo tiene un volumen de alrededor de 4,4 millones de kilómetros cúbicos.

Entonces, si bien las esclusas son una buena respuesta a esta pregunta, también lo son los cuerpos de agua suficientemente aislados o con flujo restringido, de modo que no se ven fácilmente influenciados por las mareas oceánicas. Como resultado, sus preocupaciones sobre los niveles de las mareas solo deben aplicarse a los puertos o muelles directamente en la costa de los principales océanos, y no tanto a los lagos o mares interiores.

Construye tus ciudades cerca de puntos anfidrómicos donde la marea es naturalmente baja porque las oscilaciones interfieren.

En los puntos anfidrómicos del constituyente dominante de las mareas, casi no hay movimiento vertical debido a la acción de las mareas.