EL PRINCIPIO DEL SIFON
I.
CONCEPTO
Un sifón sifón está está formado por un tubo, en forma de "U" invertida, con uno de sus extremos sumergidos en un líquido, que asciende por el tubo a mayor altura que su superficie, desaguando desaguando por el otro extremo. Para que el sifón funcione debe estar lleno de líquido, ya que el peso del líquido en la rama del desagüe es la fuera que eleva el fluido en la otra rama. !l sifón ya era conocido por los romanos que lo utiliaban en sus acueductos acueductos..
II.
APLICACIONES
La aplicación más común de los sifones 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 por el orif orifici icioo de desag desagüe üe de los los apar aparat atos os.. El mode modelo lo más más clási clásico co (y el que que meo meorr func funcion ionaa !idráulicamente) consiste en un tubo en forma de "#" tumbada, de manera que, al desaguar, se llena la primera curva del tubo y la segunda actúa como un sifón, vaciando la primera !asta que el nivel de agua baa y entra algo de aire. En este momento, el sifón dea de funcionar y retrocede el agua que está en la parte ascendente entre las dos eses, llenando la primera curva del tubo y aislando el desagüe de los gases de la ca$er%a. &ambi'n se pueden llevar todos los desagües a un sifón común, llamado "bote sifónico". sifónico".
La toma de le%a y suaviante de las lavadoras suele ser un sifón. El suaviante está en su cubeta y no alcana la parte superior del sifón, pero cuando se abre la válvula de entrada de agua, el nivel sube, comenando el sifonamiento, que no se interrumpe !asta !aber vaciado el depósito de suaviante. El sifón es la parte de la tuber%a de desagüe de los lavabos y fregaderos que se obstruye con más facilidad.
Tubería de desague de lavabos
sifón lavabo
provec!ando las caracter%sticas !idráulicas de los sifones, estos son más eficientes que los vertederos libres para descargar el agua que, por alguna maniobra equivocada aguas arriba, podr%a desbordarse de un canal provocando cuantiosos da$os a las estructuras, por eemplo, de canales de riego.
ifón que bombea el agua a un depósito y este a un canal de riego.
e extrae agua y se inyecta a presión a trav%s de un tubo que llega (asta el fondo para remover lodos.
#a cortina de la Presa an Pedro en $uimilpan.
&'' litros por segundo son extraídos por el sifon y mandados al canal de riego.
En esta aplicación en realidad se utilia lo que comúnmente se llama sifon invertido. #i un canal se encuentra a su paso con una depresión del terreno natural que obligar%a a construir un terrapl'n muy elevado o un puente, muy frecuentemente es más conveniente interrumpir el canal con un tubo en forma de "*", atravesando as% la depresión y retomando luego el canal cuando el terreno vuelve a tener una cota adecuada. En este caso el funcionamiento !idráulico se basa simplemente en el "principio de los vasos comunicantes". El problema más importante es que en la parte inferior del sifón puede !aber una presión !idráulica elevada, lo que requiere tuber%as reforadas, capaces de resistirla. menudo es más barato !acer el puente (como !ac%an los romanos en los acueductos).
Es un sistema bastante utiliado puesto que permite retirar el agua desde el canal terciario de riego sin da$ar el canal mismo, que generalmente es de tierra. +eneralmente estos sifones son de polipropileno () fle-ible, de un diámetro de entre / y 0/ mm (1" y 2").
or similitud de un l%quido que asciende por un tubo, se llama sifón a un recipiente !erm'tico que contiene agua carbonatada, tambi'n llamada gua de #elt, soda, gaseosa, etc. En Espa$a se llamaba sifón al agua carbonatada cuando se serv%a desde este envase. El envase está a presión, mantenida por el equilibrio entre el 341 disuelto en el agua y el gas libre en la parte superior. 5abitualmente se le colocaba una funda metálica como protección frente a una posible e-plosión. El sifón va provisto de una válvula para su apertura, que comunica un tubo vertical que desciende !asta el fondo con la salida e-terior. ctualmente en algunos lugares !a ca%do en desuso, siendo sustituido por botellitas de soda. En otros pa%ses como rgentina siguen siendo muy usados, son fabricados actualmente de sustancias plásticas y en su mayor%a son repartidos a domicilio por los soderos o sifoneros.
III.
APLICACIÓN UTILIZANDO LA ECUACION DE BERNOULLI
#a ecuación de )ernoulli se puede aplicar a un sifón para derivar el caudal y la altura máxima del sifón. *e+e a la superficie del depósito superior ser la elevación de referencia.
*e+e al punto ser el punto de principio de sifón, sumergido dentro del depósito más alto y en una profundidad - d deba+o de la superficie del depósito superior. *e+e al punto la ) ser el punto intermedio alto sobre el tubo de sifón en la altura ( ) encima de la superficie del depósito superior. *e+e al punto / ser el punto de desagüe del sifón en la altura - ( / deba+o de la superficie del depósito superior. !cuacion de )ernoulli0
1elocidad del fluido a lo largo de la linea de corriente. celeración gravitacional (acia aba+o. !levación en el campo de gravedad. Presión a lo largo de la línea de corriente. *ensidad del fluido. plicar la ecuación de )ernoulli a la superficie del embalse superior. #a superficie corresponde t%cnicamente a que tanto está siendo drenado dic(o depósito. in embargo, para este e+emplo vamos a suponer el embalse sea infinito y la velocidad de la superficie puede ser puesta a cero. demás, la presión en la superficie y del punto de salida / son la presión atmosf%rica. sí0
2!cuación 34
plicar la ecuación de )ernoulli al punto en el depósito superior, donde0 P 5 P , 1 5 1 , y 5 - d.
2!cuación 64 plicar la ecuación de )ernoulli al punto ) 2punto intermedio alto4 donde0 P 5 P) , 1 5 1) , y 5 ().
2!cuación &4 plicar la ecuación de )ernoulli al punto / 2donde el sifón se vacía4 donde0 1 5 1/ , y 5 - (/. demás la presión en el punto de salida es la presión atmosf%rica
2!cuación 74
/omo el sifón es un sistema 8nico, las constantes de las 7 ecuaciones son iguales. i a+ustamos las ecuaciones 3 y 7 tendremos0
olución para 1c0 Velocidad del sifón:
#a velocidad del sifón es impulsada 8nicamente por la diferencia de alturas entre la superficie del embalse superior y el punto de drena+e. #a altura del punto intermedio-alto, $), no afecta a la velocidad del sifón. in embargo, como el sifón es un sistema 8nico, 1 ) 5 1/ y el punto intermedio-alto limita la velocidad máxima. !l punto de fuga no se puede ba+ar de manera indefinida para aumentar la velocidad. #a ecuación & limitará la velocidad a una presión positiva en el punto intermedio alto para evitar la cavitación. #a velocidad máxima puede ser calculada combinando las ecuaciones 3 y &0
+ustando P) 5 ' y resolviendo para 1 max0
Máxima velocidad del sifón:
#a profundidad, 9d, del punto de entrada inicial del sifón en el depósito superior, no afecta a la velocidad del sifón. :o se implica ning8n límite a la profundidad del punto del comieno del sifón por la !cuación 6 mientras que P aumenta con la profundidad d. ;bserve que esta ecuación para la velocidad es igual a la de cualquier ob+eto cayendo a una altura ( /. !sta ecuación asume que la P / es presión atmosf%rica. i el extremo del sifón está deba+o de la superficie, la altura al extremo del sifón no puede ser utiliada< la diferencia de la altura entre los depósitos debe ser utiliada.
MAXIMA ALTURA +ustamos las ecuaciones 3 y &0
#a altura maxima en el punto intermedio alto se produce cuando es tan alta que la presion en el punto intermedio alto es cero. !sto (ara que el liquido forme burbu+as y si estas aumentan de tama=o el sifon se rompe. >omamos a P ) 5 '
?esolviendo para ( )0 Alura general del sifon:
!sto significa que la altura del punto intermedio alto se ve limitada por la velocidad del sifón. #os sifones son mas rapidos a menor altura. #a altura se maximia cuando el sifón es muy lento y 1 ) 5 '. ALTURA MAXIMA !"L #I$%&:
!sta es la altura máxima que un sifón funciona. !s, simplemente, cuando el peso de la columna de líquido, (asta el punto intermedio-alto equivale a la presión atmosf%rica. ustituyendo los valores se dan aproximadamente 3' metros de agua y ',@A metros para el mercurio.
IV.
SIFONES AL VACIO
in embargo, la limitación de la altura sobre el supuesto de que un líquido no puede tener una presión negativa. !n la práctica, los líquidos como el agua y el mercurio presentan una propiedad conocida como resistencia a la tracción y pueden, ba+o ciertas condiciones para tomar las presiones negativas. Un e+emplo es en los árboles altos, donde el agua se extrae de las raíces más allá de 3' metros, la limitación convencional impuesta por la gravedad y la presión atmosf%rica. orprendentemente, los experimentos (an demostrado claramente que los sifones pueden operar en el vacío, a condición de que los líquidos son pura y desgasificados y las superficies son muy limpia. V.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:
!ste fenómeno puede ser muy 8til en el campo de la Bngenieria gronoma en el aspecto práctico y económico, ya que es mas fácil fabricar un sifón que invertir muc(o dinero en excavaciones para pasar agua de un punto a otro teniendo por obstáculo una depresión o una cima, cuesta muc(o traba+o, tiempo, dinero y esfuero sacar todo este material, sin embargo con el sistema del sifón podemos evitar este dolor de cabea ya que es muy sencillo y económico. VI.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS:
(ttp0CCen.DiEipedia.orgCDiEiCip(on (ttp0CCDDD.dialogoqueretano.com.mxCla-falta-de-lluvias-afecta-los-ciclos-de-siembrade-mil-(ectareas-en-(uimilpan-qroC (ttp0CCimages.google.com.peCimgresFimgurl5(ttp0CCocDus.us.esCingenieriaagroforestalC(idraulica-y-riegosCtemarioC>emaG6H6'I.?iegoG6H6'por G6H6'superficieCimagesCpic'&7.gifJimgrefurl5(ttp0CCocDus.us.esCingenieriaagroforestalC(idraulica-y-riegosCtemarioC>emaG6H6'I.?iegoG6H6'por G6H6'superficieCpageK37.(tmJusg5KKK+are?KiLlrMd3N>!A;bxNOg5J(53MMJD5H M3Js5I@J(l5esJstart533Jum53Jtbnid5LAOMNI/gAPc&E0Jtbn(57HJtbnD53&HJpre v5CimagesG&OqG&*U?/;G6)*!G6)?B!Q;G6)BO;:G6A(lG&*esG6Asa G&*:G6AumG&*3 (ttp0CCimages.google.com.peCimgresF imgurl5(ttp0CCfluidos.eia.edu.coC(idraulicaCarticulosesC(istoriaCromaCroma.(37.+pgJimgre furl5(ttp0CCfluidos.eia.edu.coC(idraulicaCarticulosesC(istoriaCromaCroma.(tmlJusg5KKHg;!ROP(>?1A!$n3(6vUQqPg5J(5&76JD5HIMJs56'J(l5esJstart5@Jum53Jtbnid5:E>?iqN$f>b0Jtbn(
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