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BOCATOMA DE LA CENTRAL HIDROLECTRICA HUARISCA-ANGASMAYO

“AÑO DE LA CONSOLIDACION DEL MAR DE GRAU”

E.A.P DE INGENIERIA CIVIL CATEDRA : CANALES

CATEDRÁTICO :

Ing. Manuel Vicente Herquinio Arias

INTEGRANTES :

Aliaga Rivera, luzBernaldo Ramos, SmithGarcía Gonzales, JhoelHuamán Egoavil, Jesús Huarcaya Brazzan, JosePerez Rojas, LuisRomero Linares, JhonySinche Bustiollos, Jordán Vargas Altez, Marlon

SIFÓN INVERTIDO DE SANTA ROSA DE SACCO

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I. INTRODUCCIÓN

El sifón invertido surge como solución a la necesidad de burlar un obstáculo

topográfico y conducir un fluido mediante una tubería a presión, diseñándose

como una tubería simple. Es notable la utilidad que tiene este tipo de

estructuras no solo porque resuelve el problema de realizar grandes tramos de

canal cuya construcción demandaría mayores costos elevando el monto del

proyecto.

Los sifones invertidos son usados para transportar agua proveniente de

canales por debajo de carreteras y vías de tren debajo de ríos y quebradas,

etc. Cuando existen quebradas poco anchas profundas conviene cruzarlas con

acueductos, pero cuando el cruce es ancho arriba y profundo en el centro

muchas veces conviene proyectar un sifón invertido. Los estudios económicos

y las consideraciones topográficas, geológicas e hidrológicas, determina la

factibilidad de usar uno u otro tipo de estructura.

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1. OBJETIVOSa) General:

Conocer el funcionamiento y las características que presenta un

sifón invertido.

b) Especifico:

Identificar los elementos principales del Sifón de Santa Rosa de

Sacco.

Reconocer propiedades de hidráulicas del fluido.

2. DIARIO DE VISITA:

FECHA HORA INICIO

HORA FINAL

TRABAJO REALIZADO

SABADO 26/03/2016

4:30 am 7:40 am Viaje Huancayo - Santa Rosa de Sacco

7:40 am 8:00 am Caminata hasta el sifón 8:00 am 10:50 am Se realizó la observación general:

Desplazamiento del grupo por todo el recorrido del sifón

10:50 am 11:10am Mediciones de las partes del sifón , toma de datos importantes y fotografías del sifón

11:10am 11:20am Caminata de vuelta al pueblo Santa Rosa de Sacco

11:20 am 1:20: pm Viaje de retorno Santa Rosa de Sacco- Huancayo

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3. UBICACIÓN:

El SIFON se encuentra ubicado en El Distrito de Santa Rosa de Sacco.

Lugar: Santa Rosa de Sacco

Distrito: Santa Rosa de Sacco

Provincia: Yauli

Departamento: Junín

Altitud: 3887 msnm.

Coordenadas: Latitud : 11°34'15.96"S

Longitud: 75°57'47.36"O

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UBICACIÓN DEPARTAMENTALUBICACIÓN PROVINCIAL

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UBICACIÓN DISTRITAL

4. MARCO TEORICO

2.1definición

Es una estructura utilizada para atravesar depresiones o vías de

comunicación cuando el nivel de la superficie libre de agua del canal es

mayor que la rasante del cruce y no hay espacio para lograr el paso de

vehículos o del agua.

Los sifones se diferencian de acueductos en que la sección del sifón se

apoya directamente en las laderas de la depresión, siguen el perfil del

terreno y sólo aprovechan la carga de agua para el movimiento del flujo.

Generalmente hay cambio de sección con respecto a los canales, por lo

cual es necesario proyectar transiciones aguas arriba y abajo. Tanto en

el ingreso y a la salida se instalan rejas para evitar el ingreso de

troncos, malezas y otros.

Los sifones son estructuras hidráulicas que se utilizan en canales para

conducir el agua a través de obstáculos tales como un río, una

depresión del terreno u otro canal.

Podemos diferenciar dos tipos de sifones en cuanto al principio de su

funcionamiento: Sifón (normal) y Sifón invertido.

a) SIFON (NORMAL) b) SIFON INVERTIDO

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A) el sifón (normal)Llamado simplemente sifón por la mayoría de los autores conduce

él agua pasando sobre el obstáculo y su funcionamiento se debe a

la presión atmosférica que actúa en la superficie del agua a la

entrada; para iniciar su funcionamiento es necesario producir el

vacío en el interior del conducto, entonces la diferencia de presión

entre la entrada (Presión atmosférica) y en el interior del conducto

(Presión cero a próxima a cero) hace que el agua fluya en sentido

ascendente al llegar a la cresta A, el agua cae por gravedad hacia

la rama derecha dejando un vacío en la cresta lo que hace que el

flujo sea continuo mientras no se introduzca aire en 'el conducto,

por esta razón la entrada al sifón debe estar siempre ahogada.

B) el sifón invertido:Los sifones invertidos son conductos cerrados que trabajan a

presión y se utilizan para conducir aguas en el cruce de una tubería

por una depresión topográfica en la que se ubica un canal, una vía,

etc.

5. PARTES DE UN SIFÓN

Los sifones invertidos, constan de las siguientes partes:

1) Vertedero de excedencias

2) Compuerta de emergencia y rejilla de entrada

3) Transición de entrada

4) Conducto o barril

5) Registro para limpieza y válvulas de purga

6) Transición de salida

No siempre son necesarias todas las partes indicadas pudiendo

suprimirse algunas de ellas.

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4.1 Vertedero de excedencias

Es una estructura que evita que el nivel del agua suba más de lo

tolerable en el canal de llegada, evacuando el caudal que no

pueda pasar por el sifón. Generalmente consiste en un vertedor lateral

construido en una de las paredes del canal. Para el caudal normal

la cresta del vertedor estará a nivel de la superficie libre del agua.

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4.2Transición de entrada y salida

Como en la mayoría de los casos, la sección del canal es

diferente a la adoptada en el conducto, es necesario construir una

transición de entrada y otra de salida para pasar gradualmente de

la primera a la segunda.

En el diseño de una transición generalmente es aconsejable tener

la abertura de la parte superior del sifón un poco más debajo de

la superficie normal del agua. Esta práctica hace mínima la posible

reducción de la capacidad del sifón causada por la introducción

del aire. La profundidad de sumergencia de la abertura

superior del sifón se recomienda que esté comprendida entre

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un mínimo de 1.1 hv y un máximo de 1.5 hv. (hv = carga de

velocidad).

4.3 Conductos Forma la parte más importante y necesaria de los sifones. Se

recomienda profundizar el conducto, dejando un colchón mínimo de

1 m en las laderas y de 1.5 m en el cruce del cauce para evitar

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probables fracturas que pudieran presentarse debido a cargas excesivas

como el paso de camionetas o tractores. 

4.5 Válvula de purga

Se coloca en la parte más baja de los conductos, permite evacuar el

agua que se quede almacenada en el conducto cuando se para el

sifón, para su limpieza o reparación, y consistirá en válvulas de

compuerta deslizante, de las dimensiones que se estime conveniente

de acuerdo con el caudal a desalojar. Se pueden usar para

desalojar lodos. Algunas veces estas válvulas no se pueden

colocar en la parte más baja del sifón por tratarse del fondo del

cauce del río por salvar, habiendo necesidad cuando se presente

el caso, de alguna bomba que succione el agua restante. Estas

válvulas se protegen por medio de un registro de tabique o

concreto que llega hasta la parte superior del terreno. Deben abrirse

gradualmente para evitar aumentos de velocidades fuertes en las

tuberías.

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4.6 Rejilla de entrada

Consiste en una reja de varillas metálicas rectangulares longitudinales

espaciadas a 8 cm, con varillas transversales espaciadas a 8cm,

soldadas en un marco metálico, su objeto es el impedir o disminuir la

entrada al conducto de basuras y objetos extraños que impidan la estrada

del agua.

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4.7Anclajes

Los anclajes se encuentran en tramos donde la pendiente o dirección

varía, en este sifón se encontraron 07 anclajes de concreto, el objetivo

de los anclajes es estabilizar las fuerzas que genera el agua sobre la

tubería.

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4.8 Apoyos Los apoyos se encuentran a cada 05 metros, en la pendiente

pronunciada los apoyos son de dados de concreto y en tramo

central los apoyos son de armadura metálica, el objeto de estos

apoyos es sostener el peso tanto de la tubería y el peso del agua.

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6. FUNCIONAMIENTO DEL SIFON

Analizaremos en la posición 1 y 2 en lo cual aplicaremos la ecuación de

Bernoulli.

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El sifón siempre funciona a presión, por lo tanto, debe estar ahogado en

la entrada y a la salida.

El sifon funciona por diferencia de cargas, esta diferencia de cargas

debe obsorber todas las perdidas en el sifon. La diferencia de cargas ∆Z

debe ser mayor que las perdidas totales.

∆h= E1-E2=Z1-Z2

Las perdidas que actuan en el sifon son:

Perdida en la rejilla

Perdidas por friccion en el conducto

Perdidas en los codos (cambio de direccion)

Perdida por valvula de limpieza

7. VENTAJAS Y DESVENTAJAS

Los sifones invertidos son económicos, fáciles de diseñar y de construir

y han demostrado tener una confiable capacidad de conducción.

Los costos de diseño, construcción y mantenimiento son factores que

pueden hacer a un sifón invertido más factible que otra estructura.

Sin embargo la pérdida de carga producida en un sifón invertido es

mayor que en los otros sistemas de cruce (acueductos, etc.

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8. FACTORES Y ELEMENTOS DE CONSTRUCCION DE SIFONES

El diseño hidráulico de un sifón está gobernado por factores fundamentales

tales como la topografía que favorezca su desarrollo, condiciones de

pérdidas de carga, que permitan el flujo y factores económicos que

determinen su viabilidad

SUELOSELECCIÓN DEL SITIO

El diseño y construcción de sifones son indispensables, para asegurar el

éxito de estas obras, además de hacerlos más fáciles de cuidar, más

seguros y económicos. La selección del sitio adecuado es clave para el

éxito de la obra. Debe tomarse en cuenta la topografía del terreno, la

textura del suelo, el destino donde se usara el agua y la disponibilidad de

la fuente de agua

E

AGUA El volumen de agua en el diseño de la transición de entrada se

recomienda que la parte superior de la abertura del sifón, esté

ligeramente debajo de la superficie normal del agua, esta profundidad de

sumergencia es conocida como sello de agua y en el diseño se toma 1.5

veces la carga de velocidad del sifón o 1.1 como mínimo o también 3”.

Corrosión del material de construcción Caudal de captación

Superficie y altura Se debe considerar un aliviadero de demasías y un

canal de descarga inmediatamente aguas arriba de la transición de

ingreso

CARGAS POR LA PRESION DE DISEÑOEs la carga debido a la presión en la condición más severa, interna o

externa a la temperatura coincidente con esa condición durante la

operación normal

CARGAS POR PESO

a) Peso muerto incluyendo tubería, accesorios, aislamiento, etc. b)

Cargas vivas impuestas por el flujo de prueba o de proceso. c)

Efectos locales debido a las reacciones en los soportes

CARGAS DINAMICAS

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a) Cargas por efecto del viento, ejercidas sobre el sistema de

tuberías expuesto al viento. b) Cargas sísmicas que deberán ser

consideradas para aquellos sistemas ubicados en áreas con

probabilidad de movimientos sísmicos. c) Cargas por impacto u

ondas de presión, tales como los efectos del golpe de ariete, caídas

bruscas de presión o descarga de fluidos. d) Vibraciones excesivas

inducidas por pulsaciones de presión, por variaciones en las

características del fluido, por resonancia causada por excitaciones de

maquinarias o del viento

VELOCIDADESPara obtener una buena auto-limpieza en el sifón, el objetivo

fundamental de un proyecto consiste en garantizar una condición de

escurrimiento tal, que por lo menos una vez por día propicie la auto-

limpieza de las tuberías a lo largo del periodo de proyecto. Para esto, es

necesaria la determinación minuciosa de los caudales de aguas

Residuales afluentes al sifón.

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9. CONCLUSIONES

El diseño del sifón invertido funciona bien ya que la sumatoria de

perdidas es menor que la diferencias de cargas.

El sifón invertido que se construyó santa rosa de Sacco, tiene como

finalidad atravesar una depresión orográfica la cual impedía el paso del

curso del agua.

Es necesario mantener el equilibrio estático del sifón invertido para ello

se debe prever la erosión y el desplazamiento vertical del sistema.

El trabajo de campo, se basó en la observación de las partes del sifón y

su funcionamiento.

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ANEXOS

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