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Sifonamiento / tubificación (piping)

Verifica el sifonamiento por flujo ascendente de agua en excavaciones y ataguías: compara el gradiente de salida con el gradiente crítico (icr = γ'/γw = (Gs−1)/(1+e)) y obtén el factor de seguridad FS = icr/iexit.

Suelo y flujo

El sifonamiento ocurre cuando el flujo ascendente anula el esfuerzo efectivo. Δh es la diferencia de carga entre aguas arriba y la salida; L es la longitud del recorrido del agua en la zona de salida (a mayor L, menor gradiente y más seguridad).

⚠️ En riesgo

FS = i_cr / i_exit = 1.039 / 0.750 = 1.38 (objetivo ≥ 3).

i crítico

1.039

γ'/γw

i salida

0.750

Δh/L

FS

1.38

i_cr/i_exit

γ' (peso sumergido)10.2 kN/m³
L para FS = 38.66 m
  • ℹ️ Gradiente crítico i_cr = γ'/γw = (20 − 9.81)/9.81 = 1.039.
  • ℹ️ Gradiente de salida i_exit = Δh/L = 3/4 = 0.750.
  • ℹ️ FS entre 1 y 3: hay riesgo. Alarga el recorrido de filtración a ≈ 8.66 m, baja el nivel de agua o coloca un filtro invertido / sobrecarga (berma).
  • ℹ️ Medidas típicas: profundizar la tablestaca (mayor recorrido), abatir el nivel freático (well points), filtro invertido o capa de sobrecarga aguas abajo.

Verificación referencial. El diseño definitivo (con red de flujo) lo firma un ingeniero.

Cómo se verifica el sifonamiento

icr = γ'/γw = (Gs − 1)/(1 + e)  ·  iexit = Δh/L  ·  FS = icr/iexit ≥ 3–4

Relaciónalo con los esfuerzos geostáticos y el empuje sobre el sostenimiento con la calculadora de empuje lateral.

Preguntas frecuentes

¿Qué es el sifonamiento o tubificación (piping)?

Es la falla del suelo cuando el agua fluye hacia arriba con suficiente fuerza para anular el esfuerzo efectivo: el suelo pierde toda resistencia y se comporta como arena movediza. Ocurre en el fondo de excavaciones, aguas abajo de presas y junto a tablestacas.

¿Qué es el gradiente crítico?

Es el gradiente hidráulico que anula el esfuerzo efectivo: i_cr = γ'/γw = (Gs − 1)/(1 + e). Para suelos comunes ronda 0,9–1,1. Si el gradiente de salida iguala al crítico, empieza el sifonamiento.

¿Cómo se calcula el factor de seguridad?

FS = i_cr / i_exit, donde i_exit = Δh/L es el gradiente de salida (Δh la carga que impulsa el flujo, L la longitud del recorrido de filtración). Terzaghi recomienda FS ≥ 3–4 frente al sifonamiento.

¿Cómo se evita el sifonamiento?

Alargando el recorrido de filtración (profundizar la tablestaca), abatiendo el nivel freático con pozos o well points, colocando un filtro invertido, o agregando una capa de sobrecarga (berma) aguas abajo para aumentar el peso.

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