Panamakanaal bestaat honderd jaar

Op 15 augustus is het precies honderd jaar geleden dat het Amerikaanse stoomschip Ancon als eerste schip door het Panamakanaal voer. Vandaag heerst er volop bedrijvigheid op en rond het Panamakanaal. Nieuwe sluizen en een diepere en bredere vaargeul moeten vanaf 2015 schepen toelaten met 12.600 containers aan boord. Met dank aan Belgische baggeraars.

Langzaam vaart de Filippo Brunelleschi in de haven van Colón door de vaargeul die de Atlantische oceaan verbindt met het Panamakanaal. In de haven moet de geul verdiept worden tot 16,40 meter en buiten de havenpieren zelfs tot 17,20 meter. ‘Schepen moeten minstens anderhalve meter water onder zich hebben om te kunnen manoeuvreren’, zegt Peter Maes, de kapitein van de sleephopperzuiger van Belgisch baggerbedrijf Jan De Nul, die zand en grind van de bodem ‘zuigt’. Het uitdiepen van de vaargeul is nodig omdat vanaf 2015, wanneer de twee nieuwe sluizencomplexen klaar zijn, veel grotere schepen door het kanaal zullen varen. De bestaande sluizen dateren uit 1914 en zijn net groot genoeg voor een Panamax-schip met 4.000 containers aan boord. De nieuwe sluizen zullen groot genoeg zijn om een schip met 12.600 containers te laten passeren.

Eerste stuurman Arjen de Wit houdt op de brug verschillende monitors in de gaten.

De Filippo Brunelleschi is bijna klaar met het uitdiepen van de vaargeul naar de nieuwe sluizen aan de Atlantische kant van het kanaal. Maar het meeste werk was voor rekening van de Charles Darwin, een andere sleephopperzuiger van Jan De Nul die nu in de haven van Colón voor anker ligt. De Charles Darwin heeft twee zuigkoppen en een beun – een scheepsruim – van 30.500 kubieke meter en is daarmee vooral geschikt voor het grote werk. De kleinere Filippo Brunelesschi heeft één zuigkop en een beun van 11.300 kubieke meter en is daardoor beter geschikt om met precisie de laatste resten van de bodem te halen. ‘We zijn nu bezig met het schoonmaken,’ zegt Jef Monballieu, de ingenieur die belast is met het plannen van de baggerklus. Dat betekent dat alleen nog hier en daar kleinere hoeveelheden slib van de bodem van de vaargeul moeten worden verwijderd.

Snijden of zuigen

Goed een half uur later zit de beun vol met slib, zand en water. Daarna vaart de Filippo Brunelleschi naar een stortplaats buiten de havenpieren van Colón om de lading te lossen. Daarna begint de cyclus opnieuw. ‘Het duurt allemaal wat langer omdat we hier in de haven niet mogen afwateren,’ zegt kapitein Peter Maes. Bij het afwateren wordt een deel van het water uit de beun geloosd, zodat het schip meer slib kan opzuigen. De ACP, de Panamese beheerder van het kanaal, wil vervuiling voorkomen en verbiedt daarom het afwateren ter plaatse. Een vertegenwoordiger van de ACP ziet er van op de brug op toe dat kapitein Maes de hele operatie volgens het boekje uitvoert.

Eerste stuurman Arjen de Wit houdt op de brug een stuk of zes monitors en talloze meters in de gaten. Een van de computers laat een bodemkaart zien met dieptegegevens van de haven en de vaargeul. Deze data zijn verzameld door een klein schip dat een paar honderd meter voor de boeg van de Filippo Brunelleschi dieptemetingen uitvoert met multibeam echosounding, waarbij geluidspulsen naar de bodem worden gestuurd. De Wit kan op andere monitors zien waar de zuigkop van het schip zich op dat moment bevindt en hoeveel slib er al in de beun zit. Ook het navigeren vereist veel aandacht. Omdat het schip in de vaargeul opereert, wordt het voortdurend gepasseerd door enorme vrachtschepen vol containers, op weg naar de sluizen van het kanaal.

De sleephopperzuiger Filippo Brunelleschi in de haven van Colón.

Als de beun vol is en het schip op weg naar de stortplaats, dan wordt de zuigpijp met de elektrische pomp en de zuigkop uit het water gehesen en aan boord gebracht. Het is nu tijd om de pomp en vooral de zuigkop te inspecteren. De zuigkop zit geregeld vol met stenen, klompen dood koraal, stukken staal van scheepswrakken en, in het ergste geval, onontplofte explosieven. ‘We hebben al drie keer een granaat opgevist die waarschijnlijk uit een scheepswrak komt’, zegt Jef Monballieu. Dan wordt het werk stilgelegd en komt een speciaal team van ACP aan boord om de granaat te verwijderen en op een veilige plek te laten ontploffen.

Monballieu haalt een grote klomp Gatun-gesteente van onder de zuigkop. De chocolade-achtige substantie is kenmerkend voor de bodem aan de Atlantische kant van het kanaal. ‘Eigenlijk is een sleephopper hier niet voor gemaakt, maar met de rippertanden op de zuigkop kunnen we het gesteente toch openrijten en opzuigen.’ Dat lukte eerder al met de bouwput van anderhalve kilometer voor de nieuwe sluizen aan de Atlantische kant, die ook is uitgegraven door Jan De Nul.

Tijdens het baggeren loopt het ruim vol met water, zand en slib.

De bodem aan de Pacifische kant van het kanaal is totaal anders. Bij het uitgraven van de bouwput voor de sluizen kwamen explosieven te pas om door het keiharde basalt te raken. Voordeel was dat dit basalt gebruikt kan worden om aggregaat te maken voor het beton.

Nog een paar weken en dan is de Filippo Brunelleschi klaar met het uitdiepen van de vaargeul aan de Atlantische kant van het Panamakanaal. Maar daarmee is het werk voor Jan De Nul niet af. Vlak bij de bouwput waarin de nieuwe sluizen aan de Pacifische kant van het kanaal verrijzen, is de cutterzuiger Marco Polo bezig met het uitdiepen van de vaargeul in het kanaal zelf. Anders dan een sleephopperzuiger, die het slib op zachte bodems opzuigt, werkt een cutterzuiger met een ronddraaiende boor op de zuigkop die hard gesteente splijt voor het wordt opgezogen. De Marco Polo bewaart zijn lading niet in het ruim maar pompt het door drijvende buizen naar de wal.

Grotere sluizen, minder water

Samen met het Spaanse Sacyr, het Italiaanse Impreglio en het Panamese CUSA vormt Jan De Nul de joint-venture GUPC (Grupo Unidos por el Canal), die in 2009 met een bod van 2,5 miljard dollar het contract binnensleepte voor het definitieve ontwerp en de bouw van de nieuwe sluizen. Voor het uitgraven van de bouwputten heeft GUPC – met graafmachines en explosieven – miljoenen tonnen aan gesteente en aarde verwijderd. Momenteel verrijzen aan beide kanten van het kanaal in deze bouwputten de wanden, muren, vloeren en tunnels van gewapend beton die samen het skelet vormen van de nieuwe sluizen.

In de bouwput verrijst het geraamte van het nieuwe sluizencomplex.

‘De nieuwe sluizen zijn veel groter dan de oude, maar ze gebruiken toch minder water voor het schutten van de schepen’, zegt Jan Kop, de Nederlandse projectmanager van Jan De Nul. Het verschil is duidelijk. De sluiskolken uit 1914 zijn 305 meter lang, 33,5 meter breed en 32 meter diep. De dimensies van de nieuwe sluiskolken – ieder complex heeft drie sluiskolken om een schip in drie stappen 26 meter te laten stijgen of dalen – zijn 427 bij 55 bij 49 meter. Er is minder water nodig omdat bij iedere doorlating 60 procent van al het water kan worden gerecycled door het op te slaan in spaarbekkens naast de sluiskolken.

Om dat mogelijk te maken, liggen onder en naast de sluiskolken complexe netwerken van tunnels, kleppen en afsluiters die puur op zwaartekracht en waterdruk werken; er komt geen pomp aan de pas. Het ontwerp van de sluizen zou geïnspireerd zijn op de Antwerpse Berendrechtsluis. Dat is niet zo vreemd want het project werd in de voorontwerpfase geleid door het Belgische Technum-Tractebel. In diezelfde fase voerde het Waterbouwkundig Laboratorium van Antwerpen een studie uit met schaalmodellen van de nieuwe sluizen in het Panamakanaal.

De nieuwe sluizen worden niet gebouwd om de oude te vervangen. Ze zijn een aanvulling. De oude sluizen – die met dubbele sluiskolken tegelijkertijd verkeer in beide richtingen mogelijk maken – zullen ook na 2015 in gebruik blijven voor de Panamax-schepen. De zogenoemde post-Panamax-schepen kunnen dan door de nieuwe sluizen, die worden aangelegd in nieuwe toegangen tot het kanaal die parallel lopen met de bestaande toegangen. Iedere sluiskolk zal worden afgesloten met dubbele, rollende sluisdeuren – 16 in totaal – die zijn ontworpen door de Nederlandse Iv Groep.

De oplevering was voorzien voor 2014, precies honderd jaar na de opening van het Panamakanaal. Maar door problemen met het beton (zie ‘Gevecht tegen zout’) liep het hele project zes maanden vertraging op. ‘We denken nu aan een opening ergens medio 2015’, zegt Abdiel Julio van ACP. Onder het woud van hijskranen en betontransportlijnen worden de contouren van de nieuwe sluizen onmiskenbaar zichtbaar.

Via deze watertunnel zal men straks de sluizen kunnen vullen en legen.

Gevecht tegen zout

De nieuwe sluizen van het Panamakanaal moeten minstens honderd jaar meegaan. Een hele uitdaging als je weet dat zout water de grootste vijand is van gewapend beton én dat er een groot risico is op aardbevingen.

‘Het ontwikkelen van het juiste mengsel voor het maritiem beton is de grootste uitdaging gebleken in dit project’, zegt Jan Kop, projectmanager van Jan De Nul. Het beton moet zo hard en ondoordringbaar zijn dat het zoute water in nog geen honderd jaar bij de stalen wapening kan waardoor dit zou gaan roesten. In totaal moet men vijf miljoen kubieke meter beton storten voor de bouw van beide sluizencomplexen. Voor de wapening van dit beton is 250.000 ton staal nodig. Aan beide kanten van het kanaal is een cementfabriek gebouwd.

Het aggregaat dat deze fabrieken nodig hebben voor het betonmengsel wordt geleverd door een enorme ‘crusher’ die brokken basalt uit de bouwput aan de Pacifische kant verpulvert tot kleinere brokken en tot zand. ‘Het probleem was dat dit basalt veel meer fijne stoffen bevatte dan ons was voorgespiegeld’, zegt Jan Kop. Die fijne stoffen – deeltjes kleiner dan 60 micrometer – moeten grotendeels worden verwijderd voordat je er ondoordringbaar beton van kan maken. De beide cementfabrieken draaien nu in ieder geval op volle toeren en er wordt silica fume (microsilica) aan het beton toegevoegd om het ondoordringbaar te maken.

Dit artikel verscheen eerder in Eos, januari 2013.