¿Cómo se produce el efecto sifón?

Significado del sifón

La definición más sencilla del efecto sifón es que la presión atmosférica empuja el líquido hacia arriba y la gravedad tira de él hacia abajo. El efecto sifón, en lo que respecta a la eliminación del agua estancada en un tejado plano, es bastante sencillo. El agua siempre fluye desde una zona con mayor presión hacia una zona con menor presión. También fluye siempre de un punto alto a un punto bajo, si se le permite hacerlo, convirtiendo la energía potencial (altura) en energía cinética (flujo). El agua del techo (con mayor presión) fluye hacia la tubería o manguera (zona de menor presión). La gravedad permitirá entonces que el agua salga por el extremo de la tubería o manguera.

Una vez que el flujo de agua ha comenzado, el agua continuará fluyendo drenando el área de agua estancada fuera del techo plano, siempre y cuando no sea perturbado. La diferencia de presión entre la parte superior y la inferior de la tubería de bajada mantiene el flujo de agua. Por lo tanto, cuanto más baje la manguera por debajo de la línea de bombeo del tejado (“caída”), más rápido fluirá el agua.

Uno de los mayores problemas que pueden inhibir el efecto sifón para drenar el agua estancada de un tejado plano es la introducción de aire. Si se introduce aire en cualquier punto de la cadena, el efecto sifón se inhibirá o incluso se detendrá. Es importante que todas las conexiones estén bien apretadas para mantener el sifón.

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Sifón de soda

En el sifón de gotas volantes, la tensión superficial arrastra la corriente de líquido en gotas separadas dentro de una cámara sellada llena de aire, impidiendo que el líquido que baja tenga contacto con el que sube y, por lo tanto, evitando que la fuerza de tracción del líquido lo arrastre hacia arriba. También demuestra que el efecto de la presión atmosférica en la entrada no se anula con la misma presión atmosférica en la salida.

Los hermanos Banu Musa del Bagdad del siglo IX inventaron un sifón doblemente concéntrico, que describieron en su Libro de ingenios[15][16] La edición editada por Hill incluye un análisis del sifón doblemente concéntrico.

Los sifones se estudiaron más a fondo en el siglo XVII, en el contexto de las bombas de succión (y de las recientemente desarrolladas bombas de vacío), sobre todo para entender la altura máxima de las bombas (y de los sifones) y el vacío aparente en la parte superior de los primeros barómetros. En un principio, Galileo Galilei lo explicó mediante la teoría del horror vacui (“la naturaleza aborrece el vacío”), que se remonta a Aristóteles, y que Galileo reformuló como resintenza del vacuo, pero que fue refutada posteriormente por trabajadores posteriores, en particular Evangelista Torricelli y Blaise Pascal[17] – véase barómetro: historia.

Física del efecto sifón

ResumenSe suele suponer que la altura máxima de un sifón depende de la presión barométrica, aproximadamente 10 m a nivel del mar. Este límite surge porque la presión en un sifón por encima del nivel superior del depósito es inferior a la presión ambiental y cuando la altura de un sifón se aproxima a los 10 m, la presión en la corona del sifón cae por debajo de la presión de vapor del agua, lo que provoca la ebullición del agua al romperse la columna. Después de la rotura, las columnas de ambos lados son soportadas por la presión diferencial entre la región ambiental y la de baja presión en la parte superior del sifón. Aquí informamos de un experimento de un sifón que funciona a nivel del mar a una altura de 15 m, muy por encima de los 10 m. La desgasificación previa del agua evitó la cavitación. Este experimento proporciona pruebas concluyentes de que los sifones funcionan por gravedad y cohesión molecular.

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Efecto sifón en los sistemas de bombeo

La manguera de sifón perfecta tendría una válvula de control en la cresta. Esto es posible añadiendo válvulas de retención antirretorno a la entrada y a la salida para permitir que el líquido fluya en dirección a la salida, al tiempo que se evita que el aire entre y rompa el sifón cuando se cierra la válvula de cierre. Una vez que el sifón se ceba inicialmente, el sistema se mantendrá cebado si no se permite la entrada de aire en la entrada.

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