Facultad:Ingeniería y Arquitectura

Carrera Profesional:Ingeniería de minas

Curso:

Docente:

Tema:Proyecto – Sifón Normal

Integrantes:

Díaz Díaz, jhan marco

Cajamarca, Abril 2012

TITULO:

“LA MEJOR OPCIÓN: UN SIFÓN”

Y el Agro te lo agradecerá

I) INTRODUCCIÓN

En esta oportunidad, vamos a presentar nuestro proyecto, en el cuál se va a detallar los

conceptos referentes a sifones y a los tipos de sifones existentes.

Lo que nos motivo a realizar el siguiente proyecto es que no sabemos aprovechar los

recursos que nos da la naturaleza, es por ello que realizando el sifón lograremos

nuestro objetivo.

Este informe consiste en hacer el diseño Hidráulico de un Sifón, previamente teniendo

como idea abastecer y mejor el riego en zonas de agricultura y de esta manera como

ingenieros industriales poder utilizar todos nuestros recursos.

II) PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Hemos creído conveniente realizar un sifón al ver la problemática que tiene la

población al no utilizar adecuadamente los recursos hídricos, con la finalidad de

hacer más eficiente y productivo este recurso natural como es el AGUA, de esta

manera nos proyectamos hacia un futuro más productivo en el sector agrario.

III) JUSTIFICACIÓN

La realización de este proyecto esta fomentado al aprovechamiento del agua en

zonas donde esta es difícil de llegar, para facilitar el regadío de sembríos en el

sector agrario.

IV) OBJETIVOS:

GENERAL:

Facilitar la captación del agua para canales de riego principales y

secundarios utilizando tubos de plástico y sin necesidad de la energía

eléctrica.

ESPECÍFICOS:

Llegar a utilizar el recurso natural del agua con la ayuda del Sifón

Normal.

Ayudar a las personas que se dedican a la agricultura y tengan mejores

condiciones de riego, etc.

V) PREGUNTA DE INVESTIGACIÓN E HIPÓTESIS

¿Es factible realizar un sifón en las zonas agropecuarias de

Cajamarca?

Si, ya que si aprovechamos las lluvias en Cajamarca y formando un reservorio

artificial, llegaremos a utilizar el agua con la ayuda del Sifón normal y así poder

abastecer con este recurso a zonas las cuales no la tienen.

VI) ANTECEDENTES

Tipos de Sifón

Existen 2 tipos:

INVERTIDO NORMAL

Existen varios tipos de sifones invertidos son los que se indican a continuación:

a. Ramas oblicuas se emplea para cruces de obstáculos para lo que se cuenta con

suficiente desarrollo, y en terrenos que no presentan grandes dificultades de ejecución.

b. Pozo vertical con una o dos ramas verticales, son preferidos para emplazamientos de

poco desarrollo o en caso de grandes dificultades construidas. Sus características; de

fácil limpieza y reducido espacio, los hacen muy aconsejables.

  

c. Ramas verticales similares al inciso b

 

d. Con cámaras de limpieza tiene su aplicación en obras de cruce de vías subterráneas

Sifón Normal

Está formado por un tubo, en forma de "U" invertida (en el caso de sifón normal),

con uno de sus extremos sumergidos en un líquido, que asciende por el tubo a

mayor altura que su superficie, desaguando por el otro extremo. Para que el sifón

funcione debe estar lleno de líquido, ya que el peso del líquido en la rama del

desagüe es la fuerza que eleva el fluido en la otra rama.

El sifón normal nos permite burlar un obstáculo pasando la tubería por puntos más

altos que el de la fuente.

Sifón Invertido

A diferencia del sifón normal, el sifón invertido nos permite burlar obstáculos

pasando por depresiones topográficas. Es una solución técnica que nos permite

evitar o burlar grandes desarrollos de canales y/o zonas inestables de terreno.

La estructura conduce el agua mediante tubería con presiones positivas y cubre

grandes distancias con pequeñas diferencias de niveles (∆H) entre el caudal de

llegada y el canal de salida o de entrega.

Los accesorios imprescindibles en este tipo de estructuras son las rejillas de

protección en los canales de llegada y de descarga, válvula de purga en la sección

más baja, transiciones de entrada y de salida, codos de cambios de dirección,

uniones flexibles o rígidas según que la tubería sea plástica o metálica,

respectivamente.

Pérdidas Locales

Fórmula General: Las tuberías de conducción que se utilizan en la práctica están

compuestas, generalmente, por tramos rectos y curvos para ajustarse a los

accidentes topográficos del terreno, así como a los cambios que se presentan en la

geometría de la sección y de los distintos dispositivos para el control de las

descargas (válvulas y compuertas). Estos cambios originan pérdidas de energía,

distintas a las de fricción, localizadas en el sitio mismo del cambio de geometría o

de la alteración del flujo. Tal tipo de pérdida se conoce como pérdida local. Su

magnitud se expresa como una fracción de la carga de velocidad, inmediatamente

aguas abajo del sitio donde se produjo la pérdida; la fórmula general de pérdida

local es:

Donde:

h: pérdida de energía en metros.

K: coeficiente sin dimensiones que depende del tipo de pérdida que

se trate, del número de Reynolds y de la rugosidad del tubo;

V2/2g: la carga de velocidad, aguas abajo, de la zona de alteración del

flujo (salvo aclaración en contrario) en metros.

En la siguiente figura se presenta los valores del coeficiente K (Cf), e acuerdo con el tipo

de perturbación.

Pérdida por Rejilla

Con objeto de impedir la entrada de cuerpos sólidos a las tuberías, suelen utilizarse

estructuras de rejillas formadas por un sistema de barras o soleras verticales,

regularmente espaciadas, que se apoyan sobre miembros estructurales; dichas

rejillas obstaculizan el flujo y producen una pérdida de energía. Cuando están

parcialmente sumergidas y sobresalen del nivel de la superficie del agua, el

coeficiente K puede calcularse con la fórmula de Kirschmer que está de acuerdo con

las experiencias de Fellenius y Spangler, además de ser válida para el flujo normal

al plano de rejillas:

Donde: Cf, es un coeficiente que depende de la forma de la reja; V, es la velocidad

Vo frente a las rejas como si éstas no existieran.

Coeficiente Cf aplicables a la fórmula de Kirschmer de acuerdo con la forma de

barras

Pérdidas De Carga Por Fricción

Las pérdidas de carga por fricción se deben básicamente a 2 motivos:

Rozamiento que existe entre las partículas fluidas y las paredes de la tubería (en

régimen turbulento)

Rozamiento que existe entre las mismas partículas fluidas (régimen laminar).

Estas pérdidas de carga tienen lugar en toda la longitud del conducto y se calculan por

la siguiente fórmula:

h f=

f ∗LD

∗V 2

2 g

Donde f es un factor que se calcula teniendo en cuenta la rugosidad absoluta “ε” y el

número de Reynolds “Re”.

e=ε / D

ℜ=V∗D∗δμ

ℜ=V∗Dv

Donde:

μ = viscosidad dinámica

v = viscosidad cinemática

V = velocidad de flujo

D = diámetro de la tubería

Pérdidas De Carga Por Accesorios

Son un tipo de perdidas localizadas o concentradas en tramos particulares de la

tubería, también se conocen como perdidas singulares o locales. Se deben

generalmente a accesorios que se encuentran en la tubería, pueden ser codos,

válvulas, rejillas, etc. y cada uno de ellos tienen un coeficiente que se emplea para el

cálculo de la pérdida total.

hl=k∗V 2

2 g

Al igual que el sifón normal, el invertido también es una tubería sencilla, cuyo

procedimiento de cálculo hidráulico se realiza mediante la ecuación de energía que

se muestra: Z1+V 1

2∗α1

2 g+

P1

γ=Z2+

V 22∗α 2

2 g+

P2

γ

Asumiendo un flujo turbulento, tenemos que α 1 y α 2 son iguales a 1.

VII) METODOLOGÍA

Tomando datos en campo y sabiendo que la topografía del terreno, se va a

trazar el sifón y se procederá a diseñar la forma y dimensiones de la sección

de tal forma que este sea más económico y conveniente. Conociendo las

pérdidas de carga por fricción y el caudal que está circulando por ahí,

encontraremos la velocidad de diseño.

Al realizar nuestro sifón normal es llegar a utilizar al máximo el agua de la

lluvia recaudada en reservorios artificiales realizados con anterioridad, y

así llegar a abastecer a los agricultores exclusivamente de Cajamarca, ya

que el único sifón que hay en Cajamarca es el del distrito de Jesús.

VIII) CRONOGRAMA

Abril 2012:

ESTA EN EL EXEL- ADJUNTADO

05/04/12 Buscar una idea de proyecto.

06/04/12 Después de ver entre dos ideas, elegimos realizar el sifón.

08/04/12 Investigaciones acerca del sifón.

14/04/12 Ir realizando el informe.

16/04/12 Estructurar nuestra presentación con los pasos indicados en el

aula virtual.

23/04/12 Realizar una visita al Sifón ubicado en Jesús – Cajamarca,

elaborado de concreto para tener un idea mas clara.

29/04/12 Comprar los implementos para ir elaborando nuestro sifón y

así sacar los resultados para nuestro proyecto.

IX) RECURSOS

1 accesorio en “T”

1 codo 45°

1 codo de 90°

1 válvula de globo

1 cinta teflón

1 tina

1 tapón

Mano de obra:

Ascurra Alarcón, Alfredo

Díaz Díaz, Marisol

Mejía Moreno, Lilian

Ñontol Cotrina, Erick

Villena, Diego

Urrunaga Malpica, Julio

Tiempo de elaboración del Sifón

2 dias

X) DEFINICIONES BÁSICAS Y GLOSARIO DE TÉRMINOS

- Sifón: está formado por un tubo, en forma de "U" invertida, con uno de

sus extremos sumergidos en un líquido, que asciende por el tubo a

mayor altura que su superficie, desaguando por el otro extremo. 

- Turbulento: relativo a las corrientes de un fluido que se encuentran en

estado de agitación

BIBLIOGRAFÍA

- Sotelo, Gilberto. 1997. Hidráulica General Vol. 1: Pérdidas locales.

Mexico: Edit. LIMUSA. S.A