UNIVERSIDAD MICHOACANA DE SAN NICOLAS DE HIDALGO

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

ALCANTARILLADO SANITARIO Y PLUVIAL

TAREA #3

ASESOR:

ING. JUAN ALONSO VILLALÓN CUETO

PRESENTA:

Juan Carlos Rodríguez Vázquez

1116899G

SEMESTRE: 9no

SECCION: 05

FECHA DE ENTREGA:

12 de Octubre de 2015

Morelia, Michoacán 10 de Octubre de 2015

Introducción.................................................................................................................1

Sifón Normal................................................................................................................2

Sifón Invertido.............................................................................................................3

Partes del Sifón Invertido...................................................................................................4

Tipos de Sifones Invertidos...............................................................................................6

Hidráulica del sifón.............................................................................................................7

Conclusión...................................................................................................................8

Introducción

En el recorrido de un canal o una red de alcantarillado, pueden presentarse

diversos obstáculos como son: depresiones del terreno, quebradas, fallas

geológicas, cursos de agua, vías de comunicación, entre otras. Este problema

puede ser solucionado a través de la implementación de un sifón.

Los sifones son estructuras hidráulicas que se utilizan en canales para conducir el

agua a través de obstáculos tales como un rio, una depresión del terreno u otro

canal.

Otra definición de sifón es la siguiente; Un sifón es una estructura utilizada para

atravesar depresiones o vías de comunicación cuando el nivel de la superficie libre

del agua del canal es mayor que la rasante del cruce, los sifones se apoyan

directamente en las laderas de la depresión, siguen el perfil del terreno y solo

aprovechan la carga del agua para el movimiento del flujo.

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

funcionamiento: Sifón (Normal) y Sifón invertido, los cuales se describen a

continuación:

JUAN CARLOS RODRÍGUEZ VÁZQUEZ 5ta sección 9no semestre 1

Sifón Normal

Llamado simplemente sifón por la mayoría de los autores, conduce el 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 y en el interior del conducto hace que el agua fluya en

sentido ascendente al llegar a la cresta, 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.

JUAN CARLOS RODRÍGUEZ VÁZQUEZ 5ta sección 9no semestre 2

Sifón Invertido

Llamado así por su posición respecto al sifón normal conduce el agua pasando

bajo el obstáculo. El principio de su funcionamiento es diferente, en este tipo, el

agua fluye exclusivamente por la acción de la gravedad, por el principio de los

vasos comunicantes, el agua trata de alcanzar el mismo nivel en las dos ramas.

Se ve que en este tipo de sifón no es necesario producir el vacío dentro del

conducto.

El sifón invertido es una obra de costo relativamente elevado y presenta

dificultades de limpieza y desobstrucción.

Los sifones invertidos están conformados por dos o más tuberías, dependiendo

del caudal de diseño que se requiera conducir. Estas tuberías deben constar de

facilidad de limpieza.

Siempre que sea posible se debe evitar el uso de sifones invertidos por los

grandes inconvenientes que representa su conservación y mantenimiento, sin

embargo muchas veces o es posible resolver de otra manera el problema de paso

de depresiones.

JUAN CARLOS RODRÍGUEZ VÁZQUEZ 5ta sección 9no semestre 3

Partes del Sifón Invertido

Un sifón invertido completo consta de las siguientes partes:

1.- Desarenador o depósito de azolves. Consiste en una o varias compuertas

deslizantes colocadas en una de las partes laterales, que descargan a un canal

con pendiente superior a la del propio canal. Conviene localizarlo antes de la

transición de entrada.

2.- Desagüe de excedencias o limitador de gasto. 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.

3.- Compuerta de emergencia y rejilla de entrada. Por facilidad de construcción se

localizan a la entrada del conducto, o sea al finalizar la transición de entrada. La

compuerta de emergencia consiste en una o varias compuertas deslizantes de

agujas de madera que corren sobre ranuras hechas en las paredes laterales o en

viguetas de hierro y que en un momento determinado pueden cerrar la entrada al

conducto para hacer limpieza o reparaciones al mismo tiempo.

4.- Transición de entrada. 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.

5.- Conducto. Forma la parte más importante y necesaria de los sifones. Se

recomienda profundizar el conducto dejando un colchón mínimo de 1m en las

laderas y 1.5 m en el cruce del cauce para evitar probables fracturas que pudieran

presentarse debido a cargas excesivas como el paso de camiones o tractores.

JUAN CARLOS RODRÍGUEZ VÁZQUEZ 5ta sección 9no semestre 4

6.- Registro para limpieza y 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

compuertas deslizantes de las dimensiones que se estime conveniente de acuerdo

con el caudal a desalojar. Se puede usar para desalojar lodos. 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 la tubería.

7.- Transición de salida

No siempre son necesarias todas las partes indicadas pudiendo suprimirse

algunas de ellas.

JUAN CARLOS RODRÍGUEZ VÁZQUEZ 5ta sección 9no semestre 5

Tipos de Sifones Invertidos

Los principales tipos de sifones son los que se mencionan a continuación:

Ramas Oblicuas. Se emplean para cruces de obstáculos, para lo que se cuenta

con suficiente desarrollo y en terrenos que no presenten grandes dificultades de

ejecución.

Pozo vertical. Con una o dos ramas verticales, son preferidos para

emplazamientos de poco desarrollo en caso de grandes dificultades constructivas.

Debido a sus características de fácil y reducido espacio son muy aconsejables.

Ramas verticales. Lo mismo que los pozos verticales.

JUAN CARLOS RODRÍGUEZ VÁZQUEZ 5ta sección 9no semestre 6

Con cámaras de limpieza. Tiene su aplicación en obras de cruce de vías

subterráneas.

Hidráulica del sifón

El sifón invertido presenta aproximadamente una forma de U interconectada son

dos cámaras. En su entrada existe una cámara cuya función es orientar el flujo

hacia el sifón propiamente dicho y a su salida otra cámara que permite guiar el

flujo efluente hacia el colector de aguas abajo. Entre estas cámaras, el

escurrimiento se produce por gravedad, en conducto forzado (a presión hidráulica

o sea a tubo lleno), siendo por lo tanto el nivel de agua en la cámara de entrada

superior al de la cámara de salida.

 

La conexión entre las dos cámaras, del sifón propiamente dicho, puede ser a

través de dos o más conductos. Los conceptos hidráulicos aplicables, son por

tanto, aquellos que corresponden a conductos forzados con pérdida de carga igual

a la diferencia de niveles entre la entrada y la salida.

JUAN CARLOS RODRÍGUEZ VÁZQUEZ 5ta sección 9no semestre 7

Conclusión

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.

Los estudios económicos y las consideraciones topográficas, geológicas e

hidrológicas, determinará la factibilidad de usar o no este tipo de estructura.

JUAN CARLOS RODRÍGUEZ VÁZQUEZ 5ta sección 9no semestre 8