Cierre de las entradas de marea

Dependiendo de las circunstancias, la implementación del cierre de una entrada de mareas puede generar diversos efectos secundarios hidrológicos , ambientales , ecológicos y económicos , entre los que se incluyen: ^{[ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]}

• cambio de marea (amplitud, caudales) en el lado del mar de la presa ^{[ 12 ]}
• cambio en la topografía de barras y barrancos , fuera de la presa
• eliminación de las mareas en el lado interior de la presa ^{[ 12 ]}
• cambio en el nivel freático en las zonas adyacentes
• alteración de la capacidad de drenaje para las áreas adyacentes
• pérdida de especies de peces y vegetación
• pérdida de zonas de cría y alimentación para las aves acuáticas
• procesos de descomposición durante el cambio de vegetación y fauna
• estratificación de la calidad del agua en un embalse estancado
• acumulación de sedimentos en el embalse
• impacto en las instalaciones para el envío
• impacto en las actividades recreativas y de ocio
• cambio de ocupación profesional (pesca, navegación)
• impactos sociales y culturales. ^{[ 13 ]}

Varias ciudades de los Países Bajos tienen nombres que terminan en "dam", lo que indica su origen en el emplazamiento de una presa en un río de marea. Ejemplos destacados son Ámsterdam (ubicada en una presa en el Amstel ) y Róterdam (situada en una presa en el Rotte ). Sin embargo, algunos lugares, como Maasdam , tienen orígenes menos claros. Maasdam, un pueblo situado en el emplazamiento de una presa en el Mosa que data de antes de 1300, fue el lugar de construcción de la Grote Hollandse Waard , que posteriormente se perdió durante la devastadora inundación de Santa Isabel de 1421. Como consecuencia de la inundación, el río Mosa se encuentra ahora lejos del pueblo de Maasdam. ^{[ 14 ]}

Una técnica muy utilizada en cierres históricos se conocía como opzinken ( en español : hundimiento). Este método consistía en hundir colchones de fajina , llenarlos de arena y estabilizarlos con piedra de balasto. A continuación, se hundían secciones sucesivas encima hasta que la presa alcanzaba una altura en la que no se podían colocar más colchones. Este proceso reducía eficazmente el caudal, lo que permitía completar la presa con arena y arcilla. ^{[ 15 ]} Por ejemplo, la construcción del Sloedam en 1879, como parte del ferrocarril a Middelburg , utilizó esta técnica.

Las primeras observaciones revelaron que, durante los cierres, la velocidad del flujo dentro de la brecha aumentaba, lo que provocaba erosión del suelo . En consecuencia, se implementaron medidas como la protección del fondo alrededor de la brecha, guiadas principalmente por el conocimiento empírico más que por cálculos precisos. Hasta 1953, el cierre de brechas en los diques en zonas mareales planteaba dificultades debido a las altas velocidades de la corriente. En tales casos, se construían nuevos diques tierra adentro, aunque el proceso era más largo, para mitigar las dificultades del cierre. Un ejemplo extremo ocurrió tras la devastadora inundación del Mar del Norte de 1953 , que obligó al cierre de las brechas en Schelphoek, marcando el último cierre importante en los Países Bajos. ^{[ 13 ]}

En los últimos tiempos, la construcción de represas más grandes en los Países Bajos ha estado impulsada tanto por la necesidad de proteger el interior como por la ambición de crear nuevas tierras agrícolas. ^{[ 16 ]}

La formación de corrientes en la desembocadura de una ensenada se origina por la acción de las mareas, que consiste en el llenado (marea alta) y el vaciado (marea baja) de la cuenca. La velocidad de estas corrientes está influenciada por la amplitud de la marea , la curva de marea, el volumen de la cuenca mareal (también conocida como área de almacenamiento ) y el tamaño del perfil de flujo en ese lugar. La amplitud de la marea varía a lo largo de la costa holandesa, siendo mínima cerca de Den Helder (aproximadamente 1,5 metros) y máxima frente a la costa de Zelanda (de 2 a 3 metros), extendiéndose hasta 4 a 5 metros en las zonas situadas detrás del Oosterschelde y el Westerschelde . ^{[ 17 ] [ 18 ]}

En las cuencas mareales con fondos marinos poco compactos, emergen canales de corriente que pueden cambiar debido a la constante variación de la dirección y la velocidad de las corrientes. Las corrientes más fuertes erosionan los canales más profundos, como en el Oosterschelde, donde la profundidad puede alcanzar los 45 metros, mientras que entre estos canales se forman bancos de arena que ocasionalmente quedan al descubierto durante la bajamar.

Los sistemas de canales que se desarrollan naturalmente en zonas mareales generalmente se encuentran en un estado de equilibrio aproximado, equilibrando la velocidad del flujo y el perfil total del flujo. Por el contrario, cuando se sellan las brechas de los diques, este equilibrio a menudo no se alcanza aún en el momento del cierre. Por ejemplo, la rápida intervención para cerrar numerosas brechas tras la marejada ciclónica de 1953 ayudó a limitar la erosión. Para la construcción de una presa en la desembocadura de una ensenada, se realizan actividades para reducir el perfil del flujo, lo que puede provocar un aumento de las velocidades del flujo y la consiguiente erosión, a menos que se tomen medidas preventivas, como reforzar los lechos y las paredes de los canales con protección del fondo. Una excepción se produce cuando la superficie de la cuenca mareal se reduce preliminarmente mediante presas de compartimentación .

El procedimiento para cerrar un canal de mareas generalmente se puede dividir en cuatro fases:

1. Una fase preparatoria con una ligera reducción del perfil de flujo (hasta el 80 o 90% de su tamaño original), durante la cual se construyen secciones de presa en zonas poco profundas y se coloca protección del suelo en los canales.
2. Posteriormente se erige un umbral que sirve de base para el dique de cierre. Este umbral ayuda a distribuir la presión del dique sobre el subsuelo y/o actúa como filtro entre la protección inferior y la estructura de cierre. La abertura de cierre en esta etapa debe ser lo suficientemente amplia como para permitir el paso de las corrientes de marea sin dañar el umbral ni las medidas de protección.
3. El cierre definitivo, donde se sella la última brecha.
4. La fase final consiste en la construcción del dique sobre y alrededor de la presa provisional.

En determinadas circunstancias, pueden aplicarse métodos de construcción alternativos; por ejemplo, durante el cierre de una zona de arena, la capacidad de vertido se utiliza de tal manera que se añade más material por marea del que puede ser retirado por la corriente, lo que normalmente elimina la necesidad de protección del suelo.

Cuando el Zuiderzee fue encauzado en 1932, aún era posible controlar la corriente con arcilla de cantos rodados, ya que la diferencia de marea allí era de solo aproximadamente 1 metro, lo que impedía velocidades de flujo excesivamente altas en la brecha de cierre que hubieran requerido materiales alternativos. Se han implementado numerosos métodos de cierre en el área del Delta, tanto a pequeña como a gran escala, dependiendo en gran medida de una variedad de condiciones previas. Estas incluyen requisitos hidráulicos y mecánicos del suelo, así como recursos disponibles como materiales, equipos, mano de obra, financiación y experiencia. Después de la Segunda Guerra Mundial, las experiencias obtenidas de las reparaciones de diques en Walcheren en 1945, el cierre del Brielse Maas en 1950, el Braakman en 1952 y la reparación de las brechas después de la marejada ciclónica de 1953 influyeron significativamente en la elección de los métodos de cierre para las primeras presas del Delta. ^{[ 19 ]}

Hasta la finalización de la presa de Brouwersdam en 1971, la elección del método de cierre se basaba casi exclusivamente en factores técnicos. Sin embargo, las consideraciones ambientales y pesqueras se volvieron igualmente vitales en la selección de los métodos de cierre para la presa de Markiezaatskade cerca de Bergen op Zoom , la presa de Philipsdam , la presa de Oesterdam y la barrera contra marejadas ciclónicas en el estuario de Oosterschelde , teniendo en cuenta factores como el momento de la mortalidad de los organismos mareales y el control de la salinidad durante los cierres, que son fundamentales para determinar las condiciones iniciales de la cuenca recién formada.

En el noroeste de Alemania, se han implementado una serie de obras de cierre. Inicialmente, los objetivos principales de estos cierres fueron la recuperación de tierras y la protección contra inundaciones. Posteriormente, el enfoque cambió hacia la seguridad y la conservación ecológica. Los cierres tuvieron lugar en Meldorf (1978), ^{[ 20 ]} Nordstrander Bucht ( Husum , 1987) y Leyhörn ( Greetsiel , 1991).

Hacia 1975, la evolución de las perspectivas globales sobre la importancia ecológica condujo a un cambio en el enfoque de los cierres. Como resultado, en el norte de Alemania, varios cierres se ejecutaron de manera diferente a sus diseños originales. Por ejemplo, si bien existían planes para represar completamente el embalse de Leybucht cerca de Greetsiel, finalmente solo se cerró una pequeña parte, la suficiente para cumplir con los requisitos de seguridad y gestión del agua. Esto hizo que el cierre del área restante dejara de ser un desafío técnico. Se construyeron una compuerta de descarga y una esclusa de navegación, que proporcionaron la capacidad adecuada para mitigar las corrientes en el espacio de cierre de la presa. ^{[ 21 ]}

En la década de 1960, Corea del Sur se enfrentó a una importante escasez de tierras agrícolas, lo que impulsó la planificación de grandes proyectos de recuperación de tierras, incluyendo la construcción de diques de contención. Estos proyectos se llevaron a cabo entre 1975 y 1995, incorporando la experiencia y los conocimientos de los Países Bajos. Con el tiempo, la percepción sobre las obras de contención en Corea del Sur evolucionó, lo que provocó considerables retrasos y modificaciones en los planes para los proyectos de Hwaong y Saemangeum .

Durante muchos años, se han cerrado arroyos en Bangladesh para facilitar la creación de tierras agrícolas y brindar protección contra inundaciones. La combinación de la protección contra inundaciones, la necesidad de tierras agrícolas y la disponibilidad de agua para riego fueron los principales impulsores de estas iniciativas. Antes de 1975, estas obras de cierre eran de escala relativamente modesta. Algunos ejemplos iniciales incluyen:

El enfoque adoptado para los cierres en Bangladesh no difirió significativamente de las prácticas en otros lugares. Sin embargo, debido a los bajos costos laborales y las altas tasas de desempleo del país, se prefirieron los métodos que empleaban una gran cantidad de mano de obra local.

Estas obras emplearon principalmente un tipo de rollos de fajinas de fabricación local conocido como mata . Los últimos huecos se cerraron rápidamente en un solo ciclo de marea. Cabe destacar que el cierre del Gangrail falló en dos ocasiones.

En los años 1977/78, se cerró el arroyo Madargong, protegiendo así una zona agrícola de 20 000 hectáreas. En el lugar del cierre, el arroyo tenía una anchura de 150 metros y una profundidad de 6 metros por debajo del nivel medio del mar. Al año siguiente, 1978/79, se cerró el Chakamaya Khal, que presentaba un prisma de marea de 10 millones de metros cúbicos, una amplitud de marea de 3,3 metros, con una anchura de 210 metros y una profundidad de 5 metros. ^{[ 25 ] : p731-743}

En 1985, se represó el río Feni para crear un embalse de riego que abarcaba 1200 hectáreas. ^{[ 23 ] : capítulo 11} El proyecto se distinguió por su solicitud explícita de utilizar productos locales y mano de obra. El tramo de 1200 metros de ancho debía sellarse durante la marea baja. El día del cierre, 12 000 trabajadores colocaron 10 000 sacos dentro del tramo. ^{[ 23 ] : capítulo 11}

En 2020, la presa de Nailan, construida originalmente en la década de 1960, sufrió una brecha que requirió reparación. En ese momento, la cuenca abarcaba una superficie de 480 hectáreas, con una amplitud de marea que variaba entre 2,5 y 4 metros (de marea muerta a marea viva). La brecha tenía una anchura de 500 metros, con un volumen de agua de 7 millones de metros cúbicos. El cierre se logró mediante el despliegue de una cantidad considerable de geobolsas, con un peso de hasta 250  kg, aunque la mayoría de las bolsas en el núcleo eran de 50  kg. La brecha se fue estrechando progresivamente hasta alcanzar los 75 metros de anchura, la brecha de cierre final, que se selló en un ciclo de marea durante una marea muerta. Para facilitar esto, se erigieron dos filas de empalizadas en la brecha y se utilizaron bolsas para rellenar el espacio entre ellas, creando así una ataguía . ^{[ 23 ] : capítulo 15}

En la técnica de cierres horizontales de piedra, esta se coloca desde ambos lados en el espacio que se va a cerrar. La piedra debe ser lo suficientemente pesada para contrarrestar el aumento de velocidad que resulta de la reducción del perfil de flujo. Una complicación adicional es la creación de remolinos turbulentos , que provocan una mayor erosión del lecho marino. Por lo tanto, es fundamental colocar una base de piedra antes de comenzar el cierre. El cierre del Zuiderzee en 1932, como se muestra en la fotografía adjunta, ilustra claramente la turbulencia aguas abajo en el espacio que se va a cerrar. Cabe destacar que, durante el cierre del Afsluitdijk , se utilizó arcilla con cantos rodados de forma similar a la piedra, lo que evitó la necesidad de costosas importaciones de piedra de protección.

En los Países Bajos, los cierres horizontales de piedra han sido relativamente poco comunes debido a los altos costos asociados con la piedra de protección y la protección del suelo requerida. Por el contrario, en países donde la piedra es más asequible y los suelos son menos propensos a la erosión, los cierres horizontales de piedra se emplean con mayor frecuencia. Un ejemplo notable de este método fue el cierre del estuario de Saemangeum en Corea del Sur , donde la escasez de piedra pesada llevó al uso innovador de piedra empaquetada en redes de acero como material de relleno. ^{[ 26 ]} Los desafíos logísticos del transporte y despliegue de piedra, especialmente dentro de las limitaciones de un plazo ajustado para prevenir la erosión excesiva del fondo, a menudo plantean desafíos significativos. Las mediciones de campo muestran que las velocidades máximas ocurren justo aguas abajo del estrechamiento del canal, lo que significa que generalmente se requiere protección contra la erosión en ese punto. ^{[ 5 ]}

Desde una perspectiva hidráulica, los cierres verticales son preferibles debido a la menor turbulencia que generan y, por consiguiente, a la minimización de la erosión del suelo. Sin embargo, su implementación es más compleja. Para las partes de la presa sumergidas, se pueden emplear descargadores de piedra (ya sean de fondo o laterales). No obstante, esto resulta impracticable para los segmentos finales debido a la insuficiente profundidad de navegación. Existen dos alternativas: la construcción de un puente auxiliar o el uso de un teleférico.

Puente auxiliar

Un puente auxiliar permite depositar directamente la piedra de protección en la brecha que se está cerrando. Este método se contempló para el cierre de Oesterdam en las Obras del Delta , pero finalmente se consideró más costoso que el cierre con arena. En los Países Bajos, se aplicó una técnica similar durante el cierre del dique alrededor del pólder de De Biesbosch en 1926, donde un puente provisional facilitó el vertido de materiales en la brecha mediante vagonetas basculantes impulsadas por una locomotora de vapor.

Teleférico

La construcción de un puente auxiliar para cerrar brechas más grandes y profundas puede resultar extremadamente engorrosa, lo que explica la preferencia por los teleféricos en los cierres de Delta Works. La primera aplicación de un teleférico fue para la brecha norte de Grevelingendam , a modo de prueba para obtener información útil para cierres posteriores de mayor envergadura, como Brouwershavense Gat y Oosterschelde.

El transporte de piedra mediante cable utilizaba vagones con propulsión independiente, lo que mejoraba la capacidad de transporte gracias al tráfico unidireccional . El diseño del sistema, fruto de la colaboración entre Rijkswaterstaat y la empresa francesa Neyrpic , minimizaba los riesgos de avería en toda la red. El teleférico tipo «blondin automoteur continu» abarcaba aproximadamente 1200 m, con una vía continua sostenida por dos cables de soporte y plataformas giratorias terminales para la transferencia de vagones. Inicialmente, la piedra se transportaba en contenedores de acero con descarga inferior, posteriormente complementados con redes de acero, lo que permitía una tasa de descarga de 360 ​​toneladas por hora.

Sin embargo, la capacidad de carga del sistema resultó insuficiente, lo que motivó el uso de bloques de hormigón de 1 m³ ⁽ 2500  kg) para los cierres posteriores (Haringvliet y Brouwersdam). Si bien se había previsto su uso para el cierre del Oosterschelde, un cambio de política llevó a la construcción de una barrera contra marejadas ciclónicas, en lugar de utilizar el teleférico para este fin.

Los cierres de arena implican el uso de un sistema de vertido dentro del espacio de cierre que introduce más material por ciclo de marea del que puede ser removido por la corriente. A diferencia de los cierres de piedra, el material utilizado en este caso es inherentemente inestable bajo las velocidades de flujo encontradas. Por lo general, los cierres de arena no requieren protección del suelo. Esto, entre otras razones, convierte al cierre de arena en una solución rentable cuando se utiliza arena de origen local. Desde 1965, numerosos canales de marea se han sellado eficazmente con arena, gracias a la creciente capacidad de las modernas dragas de succión de arena.

Estos avances han permitido un suministro rápido y voluminoso de arena para cierres de mayor tamaño, tolerando pérdidas de arena durante la fase de cierre de hasta un 20 a un 50 %. Los cierres iniciales de arena en canales de marea —incluidos el Ventjagersgatje en 1959 ^{[ 28 ]} y la entrada sur del puente de Haringvliet en 1961— contribuyeron al desarrollo de un método de cálculo básico para cierres de arena. Los cierres de arena posteriores proporcionaron una validación práctica de este método, refinando las predicciones de pérdidas de arena.

La siguiente tabla describe varios canales que se han cerrado utilizando arena, ilustrando la aplicación y la eficacia de la técnica. ^{[ 29 ] [ 30 ] [ 31 ]}

Nota: Varios compartimentos no comprendían cuencas completamente cerradas, por lo que no se puede aplicar una métrica de superficie.

Durante el cierre del Geul en la desembocadura del Oosterschelde —caracterizado por una capacidad de marea de aproximadamente 30 millones de metros cúbicos y una profundidad máxima de 10 metros bajo el nivel medio del mar (NMM)—, la presa del Oosterschelde entre las islas de Noordland y Neeltje Jans, en 1972, experimentó una minimización de las pérdidas de arena gracias al uso de dragado por succión de alta capacidad. Esta estrategia logró una tasa de extracción de arena superior a los 500 000 metros cúbicos semanales, distribuidos entre tres dragas de succión. También se demostró que iniciar el cierre desde un lado y avanzar hacia la parte menos profunda del desfiladero reduce eficazmente las pérdidas de arena. Este enfoque garantizó la menor distancia posible para que la arena se depositara hacia la culminación del cierre, especialmente durante los períodos de máxima velocidad del flujo.

Esta técnica explica en parte las importantes pérdidas de arena, aproximadamente un 45%, observadas durante el cierre de la compuerta de Brielse, que tiene una profundidad máxima de 2 metros bajo el nivel medio del mar y donde se depositó arena desde ambos lados hacia el centro. Optar por un único punto de depósito de arena, si bien reduce las pérdidas, requiere una capacidad de succión considerable y da como resultado una presa de cierre notablemente más ancha para dar cabida a todas las tuberías de descarga.

Una característica distintiva de los cierres de arena es el movimiento y la consiguiente pérdida del material de construcción. El principio que sustenta un cierre de arena se basa en la producción de más arena de la que se pierde durante el proceso. Las pérdidas de arena ocurren diariamente en condiciones de flujo promedio a través del espacio de cierre, dependiendo de la dinámica del flujo. En el contexto de "resistencia y carga", la "resistencia" de un cierre de arena está representada por su capacidad de producción, mientras que la "carga" es la pérdida resultante. Un cierre se considera exitoso cuando la producción supera la pérdida, lo que lleva a un estrechamiento gradual del espacio de cierre. ^{[ 32 ]}

La capacidad de producción, que incluye un yacimiento de arena de tamaño suficiente, debe superar la pérdida máxima prevista durante la operación de cierre. Por consiguiente, el estudio de viabilidad para un cierre de arena (completo) debe centrarse inicialmente en identificar la fase asociada a las pérdidas máximas. Mediante condiciones de contorno hidráulicas, la pérdida de arena para cada fase de cierre puede calcularse y representarse gráficamente, como se muestra. El eje horizontal del diagrama representa el tamaño de la brecha de cierre, lo que indica que la capacidad representada es insuficiente para un cierre de arena en estas condiciones.

Un cierre de arena resulta viable si se puede mantener una producción de arena suficiente cerca de la brecha de cierre para superar la fase con mayores pérdidas. El criterio esencial es que la pérdida promedio por mareas sea inferior a la producción. Sin embargo, existen considerables incertidumbres tanto en las pérdidas calculadas como en la producción prevista, lo que exige una atención cuidadosa. La curva de pérdidas, en función del área de la brecha de cierre, suele presentar un único pico. La pérdida máxima se suele encontrar cuando el área de la brecha de cierre se encuentra entre el 0 y el 30 % de su tamaño inicial. Por lo tanto, los cálculos de pérdidas iniciales pueden limitarse a este rango de tamaños de brecha de cierre.

Curiosamente, la máxima pérdida de arena no coincide con la casi finalización del cierre de la brecha. A pesar de las velocidades de flujo potencialmente altas, el ancho erosionado del orificio de cierre es mínimo, lo que mantiene bajas las pérdidas totales de arena. Las condiciones de contorno hidráulicas se pueden determinar utilizando un enfoque de almacenamiento/área. ^{[ 33 ]}

En general, los cierres de arena son teóricamente factibles para velocidades de flujo máximas de hasta aproximadamente 2,0 a 2,5  m/s. Más allá de estas velocidades, lograr un cierre de arena se vuelve prácticamente imposible debido a los caudales resultantes, que están influenciados por el caudal de referencia U ₀ y el coeficiente de descarga μ. El coeficiente de descarga μ se ve afectado tanto por las pérdidas por fricción como por las pérdidas por desaceleración dentro del espacio de cierre, siendo las pérdidas por fricción particularmente significativas debido a las grandes dimensiones de las presas de arena. En consecuencia, la elección de la distancia de medición del gradiente impacta significativamente el coeficiente de descarga, que presenta una variabilidad considerable. Sin embargo, esta variabilidad disminuye durante la fase final crucial del cierre, donde se recomienda un valor de 0,9 como límite superior razonable para el coeficiente de descarga. ^{[ 34 ]} La velocidad de flujo real dentro del espacio de cierre se determina aplicando el enfoque del área de almacenamiento, ajustado por el coeficiente de descarga.

El cierre con cajón consiste en sellar la brecha con un cajón, que es esencialmente una gran caja de hormigón. Este método se aplicó por primera vez en los Países Bajos para reparar las brechas en los diques resultantes de los asaltos aliados a Walcheren en 1944. Al año siguiente, en Rammekens, se reutilizaron cajones sobrantes ( cajones Phoenix ) procedentes de Inglaterra, que originalmente se habían utilizado para la construcción de los puertos Mulberry tras el desembarco de Normandía por las tropas aliadas, para reparar los diques.

Tras el desastre provocado por la tormenta de 1953, se contempló la posibilidad de sellar numerosas brechas con cajones. Dada la incertidumbre sobre el tamaño final de las brechas y la complejidad de la construcción de cajones, poco después del 1 de febrero de 1953 se decidió prefabricar una cantidad considerable de cajones relativamente pequeños. Estos se emplearon estratégicamente en diversos emplazamientos y, posteriormente, en las Obras del Delta. ^{[ 35 ]}

También se utilizó un suministro limitado de cajones Phoenix de mayor tamaño procedentes de los puertos de Mulberry para sellar algunas brechas importantes en los diques, especialmente en Ouwerkerk y Schelphoek.

El cierre de 1953 mediante cajones Phoenix cerca de Ouwerkerk.

Colocación de un cajón

Para hundir con éxito un cajón, es imprescindible minimizar la velocidad del flujo dentro del espacio de cierre; por lo tanto, la operación se realiza durante la marea baja. Dado el breve período en que la corriente está realmente en calma, el proceso de hundimiento debe comenzar mientras el flujo de la marea se mantiene a una velocidad baja y manejable. La experiencia previa con el cierre de cajones ha demostrado que esta velocidad no debe exceder los 0,3  m/s, lo que guía la sincronización de las distintas fases de la operación de la siguiente manera:

Este cronograma establece que las velocidades de flujo deben reducirse a 0,30  m/s como máximo 13 minutos antes de la marea baja y a 0,75  m/s como máximo 30 minutos antes. Considerando la naturaleza sinusoidal de las mareas en los Países Bajos, con un ciclo de 12,5 horas, la velocidad máxima en el espacio de cierre no debe superar los 2,5  m/s. Este umbral de velocidad puede determinarse mediante un análisis de almacenamiento/cuenca. El diagrama adjunto ilustra los resultados para alturas de umbral a MSL -10 m y MSL -12 m, lo que indica que un umbral a MSL -12 m es necesario ya que el tiempo de hundimiento a MSL -10 m es insuficiente. En consecuencia, los cierres de cajones solo son factibles a profundidades de canal considerables. ^{[ 25 ] [ 36 ]}

Cajones de esclusa

El desafío de sellar grandes huecos con cajones radica en la disminución del área de flujo a medida que se colocan más cajones, lo que resulta en velocidades de flujo significativamente mayores (superando los 2,5  m/s mencionados anteriormente), complicando la correcta colocación del último cajón. Este problema se soluciona mediante el uso de cajones de compuerta, que consisten básicamente en una caja equipada con compuertas en un lado. Durante la instalación, estas compuertas se cierran para mantener la flotabilidad y el lado opuesto se sella con tablones de madera.

Una vez colocados todos los cajones, se retiran las tablas y se abren las compuertas, permitiendo que la corriente de marea pase con mínima resistencia. Este método garantiza que el área de flujo no se reduzca drásticamente y que las velocidades de flujo se mantengan controlables, facilitando la colocación de los cajones subsiguientes. Una vez colocados todos los cajones, las compuertas se cierran durante la marea baja, completando así el cierre. Posteriormente, se rocía arena frente a la presa y se retiran las compuertas junto con otros mecanismos móviles, que podrán reutilizarse en futuros cierres. ^{[ 25 ] : págs. 627–639}

Los cajones de compuerta se emplearon por primera vez para cerrar el Veerse Gat , y posteriormente se utilizaron en el Brouwersdam y el Volkerak . ^{[ 37 ] [ 38 ]} También se desplegaron en el cierre del Lauwerszee . ^{[ 39 ]}

Diseño de cajones de compuertas

Para los cierres de cajones, es fundamental mantener el mayor perfil de flujo efectivo posible durante la instalación. Además, el coeficiente de descarga debe ser lo más alto posible, lo que indica el grado de obstrucción del flujo por la forma del cajón.

Área de flujo

Se debe maximizar el área de flujo de cada cajón. Esto se puede lograr mediante:

• Garantizar la mayor distancia posible entre las paredes del cajón, con diagonales de acero que proporcionen suficiente rigidez torsional.
• Diseñar la parte inferior de los cajones para que sea lo más delgada posible.
• Incorporar espacios de lastre dentro de la superestructura del cajón para añadir el peso necesario, generando así suficiente fricción entre el cajón y el umbral.

Coeficiente de descarga

Además del área de flujo, el coeficiente de descarga es de suma importancia. Las medidas para mejorar el coeficiente de descarga incluyen:

• Optimización de las diagonales entre las paredes.
• Agregar funciones adicionales para optimizar el umbral.

La tabla que figura a continuación proporciona los coeficientes de descarga para varios cajones de compuerta diseñados en los Países Bajos.

En circunstancias excepcionales, generalmente durante emergencias como rupturas de diques, se intenta sellar la brecha maniobrando un barco hacia ella. A menudo, este método falla debido a la desproporción entre las dimensiones del barco y la brecha. Se han registrado casos en los que el barco, una vez dirigido hacia la brecha, fue posteriormente desplazado por la fuerte corriente. Otro problema frecuente es la incompatibilidad del casco del barco con el lecho marino de la brecha, lo que provoca su socavación. La fuerte corriente resultante erosiona aún más el lecho marino bajo el barco, haciendo que el intento de cierre fracase. Una excepción notable ocurrió en 1953 durante una ruptura de dique en el Hollandse IJssel , que fue sellada con éxito; un monumento conmemora este evento posteriormente. ^{[ 41 ]}

En Corea, en 1980 se intentó cerrar una entrada de mareas utilizando un antiguo petrolero. Se dispone de poca información sobre el resultado de este intento, lo que sugiere que no tuvo mucho éxito, especialmente si se tienen en cuenta los numerosos cierres posteriores en Corea que utilizaron piedra. Imágenes posteriores de Google Earth indican que el barco fue finalmente retirado tras el cierre de la presa.

El uso de sacos de arena y una importante cantidad de mano de obra representa otro método de cierre singular. Este enfoque se empleó durante la construcción de la presa en el río Feni, en Bangladesh . Durante la marea baja, el lecho del río en el lugar del cierre quedaba casi completamente expuesto.

Se establecieron doce depósitos, cada uno con 100 000 sacos de arena, a lo largo de la brecha de cierre de 1200 m de ancho. El día del cierre, 12 000 trabajadores desplegaron estos sacos en la brecha durante un lapso de seis horas, superando la velocidad de la marea creciente. Al final del día, la entrada de marea quedó sellada, aunque solo hasta los niveles de agua típicos de las mareas muertas. En los días siguientes, la presa se reforzó con arena para resistir las mareas vivas y, durante los tres meses posteriores, se reforzó para resistir marejadas ciclónicas de hasta 10 metros por encima de la base de la presa. ^{[ 42 ] [ 43 ]}