Ao longo da história, o ser humano soube provar bem a sua engenhosidade. A exemplo de Pitágoras de Samos, matemático e filósofo grego cujo trabalho alterou completamente nossa visão sobre os princípios básicos da ciência - lembrando que ele desenvolveu o teorema sobre os triângulos retângulos (a² + b² = c²). Seus campos de estudo incluíam diversas áreas do conhecimento como a hidrodinâmica. E uma de suas façanhas foi o 'Copo de Pitágoras', tendo profunda conexão com a Engenharia Civil. Saiba mais no artigo a seguir, do Engenharia 360!

A história por trás da invenção do Copo de Pitágoras

O Copo de Pitágoras parece até mágica, mas não é. Trata-se de uma lição prática de hidrodinâmica e moderação, demonstrando princípios fundamentais para a Engenharia Civil moderna.

Certa vez, Pitágoras (que foi fundador da escola pitagórica e criador do Teorema de Pitágoras) estava buscando uma forma de ilustrar em aula princípios da física e engenharia. Daí ele criou um dispositivo especial. Em termos gerais, parecia um copo comum, mas que escondia um mecanismo complexo. Então, assim surgiu essa ferramenta pedagógica para ensino de seus discípulos.

Hoje em dia, o Copo de Pitágoras ainda é utilizado por estudantes e professores para visualização de princípios de hidrodinâmica. Isso porque esse experimento simples permite o entendimento de conceitos como gravidade, pressão e fluxo de fluidos. Assim, fica mais fácil o estudo de matérias como a Lei de Bernoulli, em particular, que os engenheiros aprendem em aulas sobre escoamento de líquido de sifão.

A explicação sobre o funcionamento do Copo de Pitágoras

Excesso versus equilíbrio! Em seu experimento, Pitágoras, usou algo como uma taça, preenchida até determinado nível sem transbordar. Ao encher o copo além desse limite, o líquido foi esvaziado automaticamente. Esse princípio estabelece que a soma da pressão cinética, da pressão estática e da energia potencial gravitacional de um fluido em movimento permanece constante ao longo de uma linha de fluxo.

Olha que interessante, aplicando o princípio de Bernoulli ao Copo de Pitágoras, é possível determinar a velocidade de escoamento de um líquido e as condições para que um sifão funcione corretamente. Sim, o sifão, bom e velho amigo do sistema hidráulico em Engenharia Civil, usado para escoar água de pias, lavatórios e tanques para rede de esgoto. O sifão também evita vazamentos e a propagação de odores dos encanamentos no ambiente.

O segredo do sifão

Então, o segredo da "mágica" do Copo de Pitágoras é ter um sifão interno, mais precisamente um tubo que se estende do fundo do copo até quase a borda e depois desce novamente até a base do copo. Ao ultrapassar o limite da curva de sifão, o líquido dentro do copo é expelido via gravidade e pressão atmosférica para o fundo do copo, esvaziando-o completamente.

O uso do sifão na Engenharia Civil

Como se pôde entender, sifões são componentes essenciais em diversos sistemas modernos de Engenharia Civil. Estamos falando de vários modelos de tubulações, pias, lavatórios, esgoto e mais. Seu papel é prevenir que haja a proliferação de insetos, o contato de certos objetos com a rede de esgoto, entupimentos e o retorno indesejado de gases nocivos e mau cheiro, garantindo a boa higiene e saúde dos ambientes habitados.

Aliás, nesse contexto, vale citar a água que pode vir a se acumular dentro do sifão. Ela é conhecida justamente como fecho hídrico.

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Tipos de sifões

Existem vários tipos de sifões, cada um com aplicações específicas:

• Sifão Flexível: Facilita ajustes em desalinhamentos entre a pia e a tubulação.
• Sifão Articulado: Permite pequenos ajustes em desalinhamentos.
• Sifão Sanfonado: Permite conexões flexíveis, ideal para instalações onde a tubulação não está perfeitamente alinhada.
• Sifão Sanfonado Duplo: Usado em pias com duas cubas.
• Sifão com Copo: Facilita a remoção de objetos que caem no ralo e oferece uma solução robusta para a formação do fecho hídrico.

Funcionamento dos sifões

Interessante que mesmo que o Copo de Pitágoras tenha sido criado há milhares de anos, seus princípios ainda são relevantes. No interior da taça havia, portanto, um tubo em forma de "U" conectando o fundo ao ponto mais baixo e criando, assim, um caminho para o escoamento do líquido, que sobre tanto no reservatório quanto no tuco, seguindo o Teorema de Pascal dos vasos comunicantes.

Agora, nada melhor do que analisar o Teorema de Bernoulli para compreender o funcionamento do Copo de Pitágoras. Sua equação é dada por:

Enfim, aplicando essa equação ao sifão, podemos entender como a pressão e a gravidade interagem para mover o líquido através do tubo, criando o efeito de auto esvaziamento do copo quando o nível do líquido ultrapassa a curva do sifão.

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Fontes: PET Civil, UFRGS.

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Eduardo Mikail

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