DE RIEGO
INTRODUCCIÓN
 
'E($##)%%$# E% $*+-%) + /'+(E0) 1+'#$-%+) 'E )2#$( 'E $#E 'E #+E!)3
E(*E+4+)(& 'E($##)%%$# E% $%-%) 1+'#$-%+) 'E%
'+(E0) 'E (+4)"E( )")E# %)( #+E#+)( 'E '+(E0) 'E
(+4)"E(
PREFACIO
Para cruzar una depresión, se debe recurrir a una estructura de cruce, en cada caso se escoge la solución mas conveniente para tener un funcionamiento hidráulico correcto, la menor pérdida de carga posible y la mayor economía factible.
Los cuales pueden ser:
 
ELECCIÓN DEL TIPO DE ESTRUCTURA
  uando el nivel del agua es menor !ue la rasante del obstáculo, se puede utilizar una alcantarilla.
  uando el nivel de la superficie libre del agua es mayor !ue la rasante del obstáculo, se puede utilizar como estructura de cruce" un puente canal o un sifón inerti!" o la combinación de ambos.
  #l puente canal se utilizará cuando la diferencia de niveles entre la rasante del canal y la rasante de la !uebrada o río, permita un espacio libre, suficiente para lograr el paso del agua.
 
SIFON INVERTIDO-CONCEPTO
Los sifones invertidos son conductos cerrados !ue traba$an a presión, se utilizan para conducir el agua en el cruce de un canal con una depresión topográfica o !uebrada, también para pasar por deba$o de un camino, una vía de ferrocarril, un dren o incluso otro canal.
 
SIFON INVERTIDO-CONCEPTO
 
Los principales tipos de sifones son los !ue se
indican a continuación:  A# RA$AS O%LICUAS, %e emplea para cruces de
 
TIPOS DE SIFONES
 
 
TIPOS DE SIFONES
 
 
 
COMPONENTES DE UN SIFON
.# TRANSICIONES DE ENTRADA / SALIDA
 
COMPONENTES DE UN SIFON
.# TRANSICIONES DE ENTRADA / SALIDA0
 
hh / carga de velocidad /v112g
D"n!e2 2 velocidad en el canal m1s0 32 aceleración gravedad 3.4 m1s0
 
COMPONENTES DE UN SIFON
1# RE4ILLA DE ENTRADA
#l ob$etivo de la re$illa es el impedir o disminuir la entrada de basuras u ob$etos e(tra+os al sifón !ue impidan el funcionamiento correcto del ducto.
%i se instala una re$illa en este punto, entonces se debe considerar las pérdidas de carga
 
1# RE4ILLA DE ENTRADA 0
#sta re$illa puede ubicarse inmediatamente antes de la entrada del lí!uido al sifón o se puede reemplazar por una cámara de re$as emplazada antes de la cámara de entrada al sifón.
 
5# TU%ER6AS DE PRESIÓN
%on tuberías !ue transportan agua ba$o presión. Para !ue los costos de mantenimiento sean ba$os se deben colocar machones de ancla$e, para evitar !ue frente a peligros de erosión, las tuberías no se desplacen y contin6en funcionando.
Las velocidades de dise+o de sifones grandes deben estar entre 2.- 7 5.- m1s, mientras !ue los sifones pe!ue+os se recomienda .8 m1s apro(imadamente, intentando siempre a !ué velocidad mínima de dise+o sea mayor a 9.4 m1s.
 
  / <*=< &# E#L>?&<&
 g 
COMPONENTES DE UN SIFON
7# FUNCIONA$IENTO DEL SIFÓN
 
&onde:
COMPONENTES DE UN SIFON
7# FUNCIONA$IENTO DEL SIFÓN0 #(isten también otras fórmulas para calcular la altura mínima:
@, la fórmula de PoliGousGi y Perelman:
 
8# SISTE$A DE PURGA DE AGUA / LODOS
%e coloca en la parte más ba$a del sifón, permite evacuar el agua !ue se !uede almacenada en el ducto cuando se desee detener el funcionamiento del sifón para su limpieza o reparación.
onsistirá en una cámara de válvulas de compuertas de dimensiones convenientes de acuerdo al caudal a desalo$ar.
 
CALCULO DEL DISE O HIDRÁULICO DE UN SIFON
:i!r;ulicas2 H / .-9 m51s B / 9.34Im  < / .I8Jm2 P / 5.-32m * / 9.J3m E / 9.4-m1s % / 9.999- n / 9.9I
.# CARACTER6STICAS DEL CANAL PRINCIPAL2
 
1#TRA$O A DISE<AR2
 
CALCULO DEL DISEÑO HIDRÁULICO DE UN SIFON
PASO .2 DI$ENSIONA$IENTO DE LA SECCION DEL SIFÓN  <sumimos velocidad de 2 m1s
  </H1E/.-12/9.I- m2
 < / 9.4-2 / 9.I25 m2
VELOCIDAD DE DISE<O =Eel. %ifón0
 
PASO 12 CALCULO DE LA LONGITUD DE TRANSICION
), / b M2B; , 9.4M2N9.34IN / 2.IIJ m
)2 / 9.4-
  2N)ag29 59,0
Km. 5M84 Km. 5MI98
 
&el plano topográfico:
Luego:
 
.-hE /.- ( E2& QE2) 12g0 /.- (2.9I2 7 9.4-2)12N3.40
.-hE/ #1B 
Cte / L1os 2-9 0 / 9.4-1os 2-90 Cte / #@5B
>)< 20 / 25I.324 7 9.2I 79.35I / 15?#B.. )#s#n#)#
 
PASO ?2 COTA EN =5>
C / LN%en 2-9
>)< #A 50/>)< 20QC/258.I7J.25/ 15?#7. )#s#n#)
PASO B2 COTA EN =7>
>)< J0 / >)< 50 7 9.99-NL
 
C / 9N%en 2-9 / J.25 m.
 
P# : R 51JNL / 51JN9.4-0 / 9.8J
P% : R 12NL / 12N9.4-0 / 9.J5
 
 < L< #A)*<&<: " 2,-:, #% <% PL<A> H# 2:S./O >KT
 < L< %<L?&<: ?&#A
CARGA :IDRAULICA DISPONI%LE
 < L< #A)*<&<: >)< -0M)?*<A)# : 258.3JM9.34I / 25I.324 m.s.n.m.  < L< %<L?&<: >)< 80M)?*<A)#: 258.45M 9.34I / 25I.44 m.s.n.m.
<*=< &?%P>A?FL#: 9,9
 < L< #A)*<&< : hff  / fN*NE2
& &onde : f / 9.92-   L / 2g * / 42   L / 9.4-
 
 CARGA DISPONIBLE-PERDIDA TOTAL
NO FUNCIONARA, TENDRA PROBLEMAS HIDRAULICOS 
 
>)< 8 U >)< 7 P#*&?&< )>)<L
>)< 8 U 258.3J 7 9.454
>)< 8 U 258.95 m.s.n.m.
V >ptamos por : ota 8 / 258.934
NUEVA CARGA HIDRÁULICA DISPONIBLE     < L< #A)*<&< / 25I.324
 < L< %<L?&< / 258.934 M 9.34I / 25I.94-   V <*=< &?%P>A?FL# / 45I.34 7 25I.94- /
9.43-   NUEVA PERIDAD DE CARGA DISPONIBLE   V   PC& / 9.43- 7 9.454 / 9.9-I
 
CALCULO DE LA SU$ERGENCIA A LA SALIDA
 <L)*< &# %#*=#AW< / 9.43I M cota 7 cota 200 Q Ct#
  / 9.43I M 258.3J 7 258.I0 7 9.35I / #.@
 <L)*< &?%P>A?FL#: NO CU$PLE
PASO 15:
 
 
CRITERIOS DE DISE<O V Las dimensiones del tubo se determinan satisfaciendo los re!uerimientos de cobertura, pendiente del tubo, ángulos de doblados y sumergencia de la entrada y salida.
En aHuell"s sif"nes Hue cru+an ca)in"s principales " !e(a" !e !renes, se reHuiere un )9ni)" !e #@ ) !e c"(ertura, cuan!" cru+an ca)in"s parcelari"s " canales !e rie3" sin reestir, es suficiente #? )# Si el sifón cru+a un canal reesti!" se c"nsi!era suficiente #5 ) !e c"(ertura#
V #n el caso particular del cruce con una !uebrada o río de régimen caudaloso, deberá hacerse un estudio de profundidad de socavación para definir la profundidad en la !ue deberá cruzar o enterrar la estructura de forma segura sin !ue esta sea afectada.
 
V on la finalidad de evitar desbordes agua arriba del sifón debido a la ocurrencia fortuita de caudales mayores al de dise+o, se recomienda aumentar en un -9Z o 9.59 m como má(imo al borde libre del canal en una longitud mínima de - m a partir de la estructura.
V on la finalidad de determinar el diámetro del tubo en sifones relativamente cortos con transiciones de tierras, tanto a la entrada como a la salida, se puede usar una velocidad de m51s, en sifones con transiciones de concreto igualmente cortos se puede usar .- m1s y entre 5 a 2.- m1s en sifones largos con transiciones de concreto cono sin control en la entrada.
V Las pérdidas de carga por entrada y salida para las transiciones tipo [ubierta Partida\, se pueden calcular rápidamente con los valores 9.J y 9.8- hv respectivamente
V < fin de evitar remansos aguas arriba, las pérdidas totales computadas se incrementan en 9Z.
 
V #n la salida la sumergencia no debe e(ceder al valor Cte18.
V #n sifones relativamente largos, se proyectan estructuras de alivio para permitir un drena$e del tubo para su inspección y mantenimiento.
V #n sifones largos ba$o ciertas condiciones de entrada puede no sellarse ya sea !ue el sifón opere a flu$o parcial o a flu$o lleno, con un coeficiente de fricción menor !ue el sumido en el dise+o, por esta razón se recomienda usar n / 9.994 cuando se calcula las pérdidas de energía.
V on la finalidad de evitar la cavitación a veces se ubica ventanas de aireación en lugares donde el aire podría acumularse.
V on respecto a las pérdidas de carga totales, se recomienda la condición de !ue estas sean iguales o menores a 9.59 m.
V uando el sifón cruza deba$o de una !uebrada, es necesario conocer el gasto má(imo de la creciente.
 
V %e debe analizar la necesidad de incluir válvulas rompe presión en el desarrollo de la conducción a fin de evitar el golpe de ariete, !ue podría hacer colapsar la tubería solo para grandes caudales0.
V %e debe tener en cuenta los criterios de rugosidad de anning para el dise+o hidráulico
 
ruce con aminos de )ipo
 <ncho del amino en la orona de la  <lcantarilla o %ifón
ruce %imple ruce con %obre  <ncho
E 5m0
E2 Jm0
E5 8m0
DISENO :IDRAULICO DEL SIFON 1#.# Ee)pl" !e !iseJ".
V on la información topográfica de las curvas de nivel y del perfil del terreno en el sitio de la obra, se traza el sifón y se procede a dise+ar la forma y dimensiones de la sección !el c"n!uct" )as ec"nó)ica * c"neniente
V )omando en cuenta las pérdidas de carga !ue han de presentarse. Las !i)ensi"nes !e la sección transersal !el c"n!uct" !epen!en !el cau!al Hue !e(e pasar * !e la el"ci!a!#
V #n sifones grandes se considera una velocidad conveniente de agua en el barril de 2.- Q5.- m1s !ue evita el deposito de SEDI$ENTOS en el fondo y !ue no es tan grande !ue pueda producir la erosión del material de los barriles
 
V #l sifón funciona por diferencia de cargas, esta diferencia de cargas debe absorber todas las pérdidas en el sifón.
V La diferencia de cargas ]; debe ser mayor !ue las pérdidas totales.
V Para el sifón particularmente !ue analizamos, las secciones del canal a la entrada y salida son rectangulares y de las mismas dimensiones, además de la misma pendiente 9.992, en consecuencia tendrá el mismo tirante y velocidad.
: E.ME1 +.+157B#571 57B#B? #81)
 
1#.#.C;lcul" !el !i;)etr" !e la tu(er9a V %e determinaran sus dimensiones en función de la descarga !ue
pasará y de la velocidad !ue resulta.
V onsideremos una velocidad de 5.8 m1s !, con este valor conseguiremos su diámetro, y despe$ando de la ecuación de continuidad:
 
 
%e trata de un régimen de flu$o turbulento pero aun es aceptable la velocidad. <demás, a la entrada y salida de la tubería de presión, la velocidad con la !ue discurre y el tipo de flu$o por el canal rectangular, de dimensiones 5m de solera y un 9.IJm de tirante, será:
 
Por lo tanto:
 
La altura mínima ahogamiento en la salida omparando los resultados anteriores serán:
Cmin /.94m Cmin/ 9.82m Cmin / 9.43m
 
  Pérdidas de )ransición de entrada y salida.
  Pérdidas en la re$illa.   Pérdidas de entrada.   Pérdidas por fricción en el conducto o
barril.   Pérdidas por cambio de dirección o
codos.   Pérdidas por válvulas de limpieza.
 
Pérdida d! "ar#a $%r &ra'i"i(' d! !'&rada ) a*ida
  %e usa la siguiente e(presión:
S Para transición de entrada.
S Para transición de salida.   Los valores recomendados para un dise+o
seguro de ci y c9, son los siguientes:
 
   
Tip" cua!rante !e cilin!r" 9.- 9.2-
Tip" si)plifica!" c"n l9nea recta 9.29 9.59
Tip" l9nea recta 9.59 9.-9
Tip" etre)"s cua!ra!"s 9.59M 9.I-
 
Pérdida $%r r!+i**a
 
   
 
  %e utiliza la siguiente ecuación:
  &onde: v / velocidad del agua en el barril. Ke / coeficiente !ue depende de la forma de
entrada Para entrada con arista ligeramente redondeada Ke/ 9.25
 
   
 
  &onde: * / radio hidráulico. / - coeficiente de
 
   
 
   
Utili+an!" la f"r)ula !e Darc* eis(acQ
 
Pérdida $%r ./*.,*a d! *i0$i!1a
 
EJERCICIO DE APLICACIÓN- VERIFICACIÓN DEL DISEÑO
 
 
…Pérdida d! "ar#a $%r &ra'i"i(' d! !'&rada ) a*ida
  )ransición de entrada:
  )ransición de salida:
…Pérdida $%r r!+i**a
  Las soleras de la re$illa son 3 y tiene dimensiones de 2\(m(1J\ 9.9-m(m(9.998Jm0 separadas cada 9.m.
  D"n!e2 El ;rea neta p"r )etr" cua!ra!"2 An .).)  M @ =.)#?7)> #@71 )1
  omo el área hidráulica área bruta0 de la tubería es 9.5J2-5 m2 entonces el área neta será: <n / 9.3J2(9.5J2-5 / 9.522I m2
  #ntonces:
 
  &onde: K: oeficiente de pérdidas en re$illa  <n: Drea neta de paso entre re$illas.
 
   
 
  Las pérdidas por entrada y salida son:
 
   
 
  Se hará uso de la siguiente ecuación:
 
   
 
  álculo mediante la ecuación de &arcy:
 
   
 
  %e emplea la siguiente e(presión:
  &onde:   ] / <ngulo de defle(ión   Kc/ coeficiente para codos comunes /
9.2-
 
  Para el ángulo de 2.8-9
  Para el ángulo de 2.855
  Pérdida total por cambio de dirección:
 
   
 
 
RES$%E&
 
EJERCICIO DE APLICACIÓN-DISEÑO
 
 
   
 
i  =0.10 
  %e hizo uso de la siguiente e(presión:
 
   
 
 
   
 
0   = 0.20 
 
 
 
   
 
  %e hace uso de la forma parabólica del piso.
Por tanto
" L) / 5.99 m
 
    *
B / 9.34Im b / 9.49m
'(')
*+,-(-+*(.,) ,.(**(.,-(--
'()+ ,/ ,'
 <sumimos una velocidad de .- m1seg
 < / H1E / .-9 m5 1seg.  .-9m1seg.
v / .24 m1s
CALCULO DE LA LONGITUD DE TRANSICION
) / b M2NyNz
  2 N tg 2-0
 
NIVEL DE AGUA EN . %eg6n la figura del Km 5 M899 al punto hay I.9 m
ota / 258.3- Q9.999-NI
COTA DE FONDO EN 1 .-hv / .- E22 7 E2012g
.-hv / .- .242 7 9.4-2013.8
hv / 9.9I m
Cd / &1cos 29
ota 2 / 258.-8 msnm
C / 258.-8 7 25J.2 Q9.3Q.2320 /J.JIm
ota 5 / cota 2 7C
ota 5 / 258.-8 QJ.JI / 252.93 msnm
 
ota J / cota 5 7 L N9.99-
ota J / 252.93 Q-4N9.99- / 25.49 msnm
 
ota - / 25.49 M J %en290 / 258.-4 msnm
 
Pe ≤ 5&1J
Pe / 9.3JJ m
ota 8 / 258.43- msnm
P R Ps oGTT
 < la entrada 2.241J.JI / 2.I-
 
 
arga disponible / 9.9J-
 < la entrada
hf / 9.J .242 7 9.4-2013.8
hf / 9.94 m
hf / 9.8- .242 7 9.4-2013.8
hf / 9.959 m
f / 9.92-
P!"#"$ " %$!&$ '(! %("(
 
 
 Lo !ue significa !ue el dise+o tendrá problemas hidráulicos
 
ota M tirante 7 cota 8 M tirante0 O 9.255
ota 7 cota 8 O 9.255
omo la cota se mantiene constante
ota 7 9.2555 / cota 8
258.3J 7 9.255 / cota 8
ota 8 / 258.I9I obtenemos por 
 
 
  Lo !ue significa !ue no habrá problema hidráulico
CALCULO DE LA SU$ERGENCIA A LA SALIDA
 <ltura de sumergencia / 9.34I Mcota 7 cota 20 7C&0
 <ltura de sumergencia / 9.34I M9.540 7.23I0 / 9.9I
 <ltura permisible
 <ltura de sumergencia R C&18 >K
LONGITUD DE PROTECCION CON ENROCADO
 Lp / 5& / 3N 232 / 5.8- / 5.I9 m
 
CONCLUSIONES
  #l dise+o de sifones va de acuerdo con el estudio de costos, puesto !ue tenemos !ue analizar !ue tipo de obra de arte seria la mas recomendable antes de pensar en sifones" los sifones son estructuras con problemas de limpieza y costosas.
  Los sifones facilitan el curso de agua en un canal de una topografía accidentada.
 
RECOMENDACIONES
   < la hora del dise+o de sifones primero se debe hacer un estudio comparativo con otras obras de arte, para ve la mas conveniente.
  )omar en cuenta los criterios de dise+o de sifones a la hora del dise+o.