UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA E.A.P. DE INGENIERÍA HIDRÁULICA

INTRODUCCIÓN

El sifón 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.

OBJETIVOS

MARCO TEÓRICO

SIFÓN

Estructura hidráulica que permite conducir un líquido desde un nivel de cota topográfica alta hasta un punto más bajo; pero atravesando puntos más altas que los del nivel de entrada.

Se utilizan en canales para conducir el agua a través de obstáculos tales -como un rio 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.

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SIFÓN NORMAL

El sifón normal llamado simplemente sifón por la mayoría de los autores conduce él agua pasando sobre el obstáculo como se Ilustra en la fig.(a) 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 o próxima o 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. Un ejemplo muy común de este tipo de sifones es el empleado por los agricultores para aplicar el agua a los surcos a través del borde del canal.

EL 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 el más usado en canales principalmente para cruzar cauces naturales. En la fig. (b) se muestra esquemáticamente un sifón de este tipo.

Los sifones invertidos son conductos cerrados que trabajan a presión, se utilizan para conducir el agua en el cruce de un canal con una depresión topográfica en la que está ubicado un camino, una vía de ferrocarril, un dren o incluso otro canal. 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 no es posible resolver de otra manera el problema de paso de depresiones.

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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 cruzadas 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.

Un sifón invertido completo consta de las siguientes partes:

- Deposito de azolves

- Limitador de gasto

- Transición de entrada.

- Compuerta de entrada

- Conducto.

- Válvula de purga

- Transición de Salida

APLICACIONES

En instalaciones hidráulicas en edificios

La aplicación más común de los sifones invertidos es en los desagües de los aparatos sanitarios (fregaderos, lavabos, inodoros, etc.), para evitar que el mal olor de las materias en putrefacción del alcantarillado salga por el orificio de desagüe de los aparatos. El modelo más clásico (y el que mejor funciona hidráulicamente) consiste en un tubo en forma de "S" tumbada, de manera que, al desaguar el aparato, el agua llena las dos ramas del tubo, hasta el

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nivel de desagüe de la segunda, manteniendo un tapón de agua limpia que cierra la entrada de olores.

Sifón de inodoro.En los inodoros, para conseguir un vaciado completo del agua sucia del sifón, se descarga la cisterna en el cubeto, el agua llena la primera curva del tubo y la segunda actúa como un sifón, aspirando el contenido del cubeto hasta que el nivel de agua baja y entra algo de aire. En este momento, el sifón deja de funcionar y retrocede el agua que está en la parte ascendente entre las dos eses, llenando en parte la primera curva del tubo y aislando el desagüe de los gases de la cañería. Posteriormente, el mecanismo de descarga debe dejar salir un poco de agua, de modo que el sifón se llene hasta el nivel de desagüe de la segunda rama, como en el caso anterior.

También se pueden llevar todos los desagües a un sifón común, llamado "bote sifónico".

En aparatos electrodomésticos

La toma de lejía y suavizante de las lavadoras suele ser un sifón. El suavizante está en su cubeta y no alcanza la parte superior del sifón, pero cuando se abre la válvula de entrada de agua, el nivel sube, comenzando el sifonamiento, que no se interrumpe hasta haber vaciado el depósito de suavizante.

Como descargador de seguridad en canales

Aprovechando las características hidráulicas de los sifones, estos son más eficientes que los vertederos libres para descargar el agua que, por alguna maniobra equivocada aguas arriba, podría desbordarse de un canal provocando cuantiosos daños a las estructuras, por ejemplo, de canales de riego.

Para atravesar depresiones en el terreno

En esta aplicación en realidad se utiliza lo que comúnmente se llama sifón invertido. Si un canal se encuentra a su paso con una depresión del terreno natural que obligaría a construir un terraplén muy elevado o un puente, muy frecuentemente es más conveniente interrumpir el canal con un tubo en forma de "U", atravesando así la depresión y retomando luego el canal cuando el terreno vuelve a tener una cota adecuada. En este caso el funcionamiento hidráulico se basa simplemente en el "principio de los vasos comunicantes". El problema más importante es que en la parte inferior del sifón puede haber una presión hidráulica elevada, lo

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que requiere tuberías reforzadas, capaces de resistirla. A menudo es más barato hacer el puente (como hacían los romanos en los acueductos) Para alimentar surcos de riegoEs un sistema bastante utilizado puesto que permite retirar el agua desde el canal terciario de riego sin dañar el canal mismo, que generalmente es de tierra. Generalmente estos sifones son de polipropileno (PP) flexible, de un diámetro de entre 50 y 80 mm (2" y 3").

RESULTADOS

CONCLUSIONES

BIBLIOGRAFÍA

Robert L. Mott: “Mecánica de Fluidos”, Editorial Pearson, Sexta Edición, México,2006

Victor L. Streeter: “Mecánica de Fluidos”, Editorial Mc Graw Gil, Novena Edición, Colombia 2003.

http://tesis.uson.mx/digital/ tesis/docs/3487/Capitulo3.pdf

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