Date post: | 12-Jul-2016 |
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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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