Sifones Invertidos Los Los sifone sifones s invert invertido idos s son conduc conductos tos cerrad cerrados os que trabaj trabajan an a presi presión, ón, se util utiliz izan an para para cond conduc ucir ir agua agua en el cruc cruce e de un cana canall con con una una depr depres esió ión n topográca en la que está ubicado un camino, una vía de ferrocarril, un dren o incluso otro canal. A diferencia de los acueductos, los sifones invertidos tienen altas pérdidas pérdidas de carga carga por fricción fricción por tanto su aplicación aplicación puede puede causar una reduc reducció ción n en el área área potenc potencial ial de riego riego.. !tra !tra desvent desventaja aja es su riesgo riesgo de colmat colmataci ación ón cuando cuando el agua agua arras arrastra tra materi material al de sedime sedimenta ntació ción n en cantidades considerables. "l sifón invertido funciona por diferencia de niveles. "sta diferencia de niveles debe absorber todas las pérdidas de carga del sifón invertido. La diferencia de niveles A# es igual al desnivel entre la supercie del agua en la cámara de entrada en la cámara de salida. $ebe ser maor o igual a la sumatoria de pérdidas de carga entre una otra cámara.
Componentes de un Sifón Invertido 1) %ertedero de e&cedencias 2) $esarenador, 3) 'ejilla de entrada, (ransición de entrada, 4) (ransición 5) $ucto, 6) %álvula de purga, (ransición de salida 7) (ransición 8) 'ejilla de salida.
Esquema de un Sifón Invertido
"l sifón invertido funciona por diferencia de niveles. "sta diferencia de niveles debe absorber todas las pérdidas de carga del sifón invertido. La diferencia de niveles ΔZ es igual al desnivel entre la supercie del agua en la cámara de entrada en la cámara de salida. $ebe ser maor o igual a la sumatoria de pérdidas de carga entre una otra cámara.
CI!EI"S E#$CI"%$&"S C"% 'ES!I(% &E IE'" S"S!E%I*I#I&$& "l dise)o de los sifones invertidos depende en gran medida de criterios *idráulico + constructivos generales como se e&plica más adelante, sin embargo, *a algunos criterios especícos relacionados con la gestión de riego en los sistemas de monta)a
Cauda+ de dise,o - dimensión de+ du.to - Los sifones invertidos suelen ser los tramos críticos en cuanto a la capacidad de conducción del sistema de riego. na vez instalados no e&iste la posibilidad de aumentar su capacidad a diferencia de los canales abiertos. "n vista de que en la maoría de los sistemas no pueden denirse los caudales de dise)o con toda e&actitud, es buena práctica tomar un margen de seguridad en el caudal de dise)o de los sifones invertidos. "n consecuencia, en el dise)o no siempre se precisa la maor optimización entre diferencia de carga, velocidad del /ujo diámetro del tubo. 0in embargo, *a que considerar cuidadosamente el aumento en costos de construcción.
&esarenador - "l desarenador antes de un sifón invertido es de maor importancia en sistemas que funcionan con agua turbia. 1on éste se evita el azolvamiento el desgaste del ducto por el material de arrastre en su spensión.
- "l desarenador debe estar a una distancia mínima de la entrada del sifón invertido para asegurar que en el tramo entre desarenador sifón invertido no vuelva a entrar material sólido en el canal. - La distancia mínima también permite que se combine automáticamente la limpieza del desarenador con el uso de sifón invertido. - 0i la topografía permite dise)ar una estructura combinada de desarenador vertedero de e&cedencias, se aconseja instalar una compuerta de fondo para el retiro fácil de material de la poza, de tal manera que el /ujo de limpieza escurra *acia la estructura de salida del vertedero de e&cedencias.
e/i++a de entrada - sa+ida - "n canales con muc*o material /otante, por ejemplo a causa de vegetación cerca del canal, se recomienda colocar la rejilla de entrada en un ángulo de entre 234 534 respecto al fondo del canal 6no en posición vertical7. "sto, para que el /ujo del agua empuje el material /otante *acia la parte superior de la rejilla evitando la obstrucción acelerada de la entrada. - Las varillas de la rejilla deben colocarse en la dirección del /ujo, nunca de forma *orizontal, para permitir la limpieza con *erramientas sin que la persona que *aga la limpieza tenga que entrar al agua. Las varillas deben sobresalir lo suciente con relación a las barras de apoo *orizontales para dejar el paso fácil de los dientes de un rastrillo. - 8a menos e&igencias en cuanto al dise)o de la rejilla de salida. Lo más práctico es una rejilla con bisagras en la parte superior, para que al subir la rejilla el material acumulado caiga en la transición de salida. - "n vista que los sifones invertidos suelen ubicarse cerca de quebradas inclinadas, *a que dar atención especial a la seguridad del cauce de desag9e. "n caso necesario *a que dise)ar el vertedero a una distancia maor de la entrada al sifón invertido. - "s conveniente el dise)o que combina el desarenador con el vertedero de e&cedencias en una sola estructura. 0i *an de estar separados, ambas estructuras deben estar alineadas entre sí a n de no generar curvas de remanso.
0+vu+a de ura - "n el riego de la zona monta)osa, la maoría de los sifones invertidos operan de forma intermitente. 1uando no se usa el sifón invertido, el material sólido en suspensión se deposita en el fondo del ducto. 1uando se usa agua con una maor concentración de sólidos, es imprescindible que la válvula
de purga esté en el punto más bajo del ducto permita la auto limpieza del sifón invertido. - La gran cantidad de material sólido en el agua puede ocasionar taponamiento en la parte baja del ducto. $onde e&iste este peligro, es necesario incluir tubos removibles en la parte más baja que facilitan la limpieza, por ejemplo tubos bridados o unidos mediante juntas :ibaull. "lementos sustentantes de la tubería Los anclajes son obras especiales formadas esencialmente por bloques de *ormigón destinados a jar la conducción en aquellos puntos, en donde es posible un desplazamiento de la misma.
$po-os Simp+es "stos son bloques de *ormigón, semejantes al que se muestra en la siguiente gura
La supercie de apoo del tubo es de ;3 cm. La altura del apoo será de <.53 m, el espacio entre el tubo el suelo será 3.53 m suciente para cualquier trabajo de mantenimiento bajo el conducto. =ara la distancia entre apoos se elige el de <> m. La tubería se colocará como se muestra a continuación, se debe cuidar que la soldadura no coincida con el apoo de *ormigón.
"s de suma importancia dar a la supercie de contacto, entre el apoo tubería un acabado sucientemente liso para que pueda realizarse fácilmente el deslizamiento cuando se produzca los cambios de longitud por variaciones de temperatura.
La supercie de la tubería que está en contacto con el apoo abarcará un arco que subtienda un ángulo al centro de <>3?, con lo cual se inmovilizará lateralmente la tubería
$%C#$ES Los anclajes son utilizados fundamentalmente en los cambios de dirección *orizontal @o vertical. (ambién en aquellos sitios en donde tiene una gran pendiente longitud. Lo que *ace que las fuerzas de fricción sean vencidas por las de desplazamiento. 0e construen de *ormigón, compresión están destinados a jar la conducción. 0e
pues
son
dise)ados
para
trabajar
a
distinguen dos tipos de anclajes <7 Anclaje situado en un tramo recto de la tubería. >7 "n los tramos en curvas o derivaciones, la energía del agua o las turbulencias tienden a desplazar el eje de la tubería, por lo que se debe contrarrestar estas fuerzas.
$spe.tos .onstru.tivos - estru.tura+es
Las cámaras de entrada salida deben estar completamente cerradas para evitar que personas ajenas metan objetos grandes en el sifón invertido. =ara ello, se tapan las cámaras se colocan candados en las rejillas. - =ara la protección del ducto se recomienda profundizarlo en el terreno. "n cruces de caminos, la cobertura deberá ser por lo menos de 3. m para tuberías plásticas de 3.B m para tuberías metálicas, para evitar que las cargas transmitidas por ve*ículos fracturen el ducto. - "l dise)o estructural del ducto, normalmente circular, se basa en las tensiones radiales debido a la carga *idrostática, el momento debido al peso del agua contenida en el ducto a la reacción de la fundación que se asume en contacto con la tubería. - "n tubos de *ormigón armado, la resistencia admisible de la armadura se reduce a medida que la carga aumenta. $ebe tenerse conciencia del *ec*o de que la Le de 8ooCe no resulta apropiada al considerar elementos curvos. "l dise)o estructural debe tener en cuenta las cargas e&teriores para la situación de que el tubo se encuentre vacío. - "n los cambios de pendiente @o de dirección del ducto, es necesario construir dados macizos de *ormigón para anclar la tubería al suelo absorber las fuerzas inerciales. "l cálculo de estos anclajes está descrito en el 1apítulo B, (uberías. Los anclajes de *ormigón son innecesarios cuando se emplean accesorios con uniones /e&ibles, resistentes al arrastre de fuerza. Las uniones /e&ibles son aconsejables en zonas de topografía mu accidentada ante la presencia de fallas geológicas. - "n el cruce de ríos, puede construirse un puente de *ormigón armado o de arcos de *ormigón ciclópeo, o enterrarse la tubería embeberla en *ormigón, considerando la violencia de los ríos en zona monta)osa. Los ductos de DD$ deben ser protegidos contra la corrosión con un revestimiento de zinc barniz bituminoso en el e&terior. "n su interior se aconseja que estén revestidos con una capa de mortero de cemento centrifugado de ; mm de espesor. •
"s aconsejable enterrar el ducto de un sifón invertido en toda su longitud. "n especial tubos de =%1 no pueden quedarse a la intemperie. La Digura .<5 muestra el da)o que el sol provoca en un sifón de =%1 sin cobertura. "l material quemado por los raos % se vuelve frágil e inservible.
- "n los sifones invertidos no se debe colocar la cámara de purga en otro lugar que el más bajo del ducto. 0i se la coloca fuera del punto inferior, se requiere una bomba para purgar aguas remanentes sólidos acumulados. !rganizaciones de riego no suelen tener bombas de agua ni son puntuales en la limpieza, lo que pondría en riesgo la durabilidad del sifón invertido.
