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Cómo calcular la pérdida por evaporación del agua en una piscina

Cómo calcular la pérdida por evaporación del agua en una piscina

¿Sabías que, según la National Swimming Pool Foundation, hay más de 10 millones de piscinas en Estados Unidos? ¡Eso equivale a más de 160 mil millones de galones de agua disponibles para nadar o aproximadamente una piscina por cada 31 personas en Estados Unidos! Si está leyendo esto, es muy probable que tenga una piscina en su patio trasero (o esté pensando en conseguir una). Como ya sabrá, una piscina es una gran inversión y requiere mucha planificación y mantenimiento continuo para garantizar que pueda brindarle a usted y a su familia años de diversión.

Un problema que a menudo se pasa por alto es la cantidad de agua que esperaría perder debido a la evaporación en un año determinado. Dependiendo de dónde viva, una piscina residencial de tamaño medio con una superficie de 400 pies2 ¡Podría perder hasta 10,000 galones de agua cada año debido a la evaporación! Si no se controla, la evaporación puede afectar el equilibrio químico de la piscina, así como la integridad de los sistemas de bombeo y filtración. Por supuesto, ¡esto también terminará costándote dinero! Dada esta propuesta, es una buena inversión de tiempo estimar cuánta agua podría perder su piscina por evaporación cada año.

Medición directa de la evaporación

Si ya tiene una piscina, la forma más fácil de averiguar cuánta agua está perdiendo es medirla directamente. Medir la tasa de evaporación es relativamente simple.

Primero, comience usando una regla o cinta métrica para medir la distancia desde la plataforma de la piscina hasta la superficie del agua. También tenga en cuenta la fecha en que se tomó esta medición inicial. Después de aproximadamente una semana, use la regla o la cinta métrica para medir la distancia nuevamente. Asegúrese de tomar la medida en el mismo lugar que antes. En este punto debes tener una distancia vertical y un tiempo transcurrido. Si divide la distancia por el tiempo transcurrido, el resultado será la tasa de pérdida de agua (evaporación).

Para convertir esta tasa de evaporación en galones perdidos durante un período de tiempo específico, necesitará convertir la medida en un volumen. Por ejemplo, si su medida fue en pulgadas por día, simplemente divida eso por 12 para convertirlo en pies por día. Luego, multiplique ese valor por el área de la superficie de su piscina y luego por 7.48 para obtener galones por día.

Si no tiene una piscina para medir la tasa de evaporación, simplemente puede aplicar el mismo método indicado anteriormente a cualquier recipiente que pueda contener agua durante un período de tiempo prolongado.

Estimación utilizando mapas y datos de la tasa de evaporación

Si puede ubicar un mapa de la tasa de evaporación para su área, puede calcular fácilmente la cantidad de agua que se espera que se evapore de su piscina. La mayoría de los mapas que están disponibles para el público informarán las tasas de evaporación en unidades que no son necesariamente intuitivas de usar, como milímetros por mes. Después de hacer algunas conversiones de unidades simples, tendrá una tasa de evaporación que es útil. El Centro de Predicción del Clima del Servicio Meteorológico Nacional es una buena fuente de mapas de evaporación para los Estados Unidos. Algunos gobiernos y organizaciones estatales también tienen sus propios datos y mapas de evaporación. Consulte con la división de recursos hídricos de su estado o la universidad local para obtener más información. Por ejemplo, el Centro Climático Regional Occidental tiene un gran conjunto de datos que se puede utilizar para estimar la evaporación en mi parte del país. Usé estos datos para mi análisis que se muestra al final de este artículo.

Para una estimación aún más fácil y rápida, muchas personas sugieren usar un tasa de pérdida lineal de 0,25 pulgadas de agua por día durante el verano. Con esta regla general, una piscina típica de 500 pies cuadrados puede perder alrededor de 78 galones de agua por día.

Calcular la evaporación usando ecuaciones matemáticas

En realidad, la evaporación es un proceso muy complejo que es difícil de estimar mediante ecuaciones. Esto se debe a que la tasa de evaporación está realmente controlada por muchos factores, incluidos la temperatura, la presión del aire, la velocidad del viento y la humedad. Existen varias ecuaciones que pueden usarse para predecir la evaporación. A continuación, destacaré algunos de los más conocidos. Tenga en cuenta que he modificado estas ecuaciones para eliminar constantes y hacer que las unidades sean coherentes con la intención de este artículo. La documentación de respaldo (y el formato y las unidades originales) para cada uno de estos métodos se indica en la sección de referencia al final de este artículo.

Tenga en cuenta que estas ecuaciones no serán necesariamente lo suficientemente precisas para determinar las necesidades de ventilación de una piscina cubierta. Si esta es su intención, lea los recursos y publicaciones más recientes de la Sociedad Estadounidense de Ingenieros de Calefacción, Refrigeración y Aire Acondicionado para obtener orientación sobre este tema específico.

Ecuación de evaporación de la EPA de EE. UU.

La ecuación de evaporación de la EPA se desarrolló para estimar la evaporación de la superficie de una piscina de líquido que se encuentra a temperatura ambiente o cerca de ella. Tenga en cuenta que la ecuación ha sido modificada de su forma general para ser aplicable al cálculo de la evaporación de las piscinas.

Dónde:

  • E = Tasa de evaporación (galones / día)
  • A = Superficie de la piscina (pies2)
  • W = Velocidad del viento sobre la piscina (mph)
  • P = Presión de vapor del agua (mmHG) a temperatura ambiente
  • T = temperatura (° F)

El valor de la presión de vapor de saturación debe corresponder a la temperatura de la superficie del agua y se puede determinar usando una tabla como la que se encuentra en mi artículo. Las asombrosas y notables propiedades del agua. Asegúrese de seleccionar un valor que corresponda a la temperatura del agua.

Ecuación de evaporación de Stiver y Mackay

La siguiente ecuación fue desarrollada por Warren Stiver y Dennis Mackay del Departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Toronto. Se puede utilizar para estimar la evaporación de la superficie de un charco de líquido que está a temperatura ambiente o cerca de ella. Tenga en cuenta que la ecuación ha sido modificada de su forma general para ser aplicable al cálculo de la evaporación de las piscinas.

Dónde:

  • E = Tasa de evaporación (galones / día)
  • A = Superficie de la piscina (pies2)
  • W = Velocidad del viento sobre la piscina (mph)
  • P = Presión de vapor del agua (mmHG) a temperatura ambiente
  • T = temperatura (° F)

Observe que esta ecuación es muy similar a la ecuación de la EPA. El valor de la presión de vapor de saturación debe corresponder a la temperatura de la superficie del agua y puede extraerse de la tabla a la que se hace referencia en la primera ecuación.

Ecuación de evaporación de John W. Lund

En 2000, John Lund, que trabajaba en el Instituto de Tecnología de Oregón, desarrolló la siguiente ecuación específicamente para determinar la evaporación en piscinas. Tenga en cuenta que la ecuación ha sido modificada de su forma general para ser coherente con el resto del artículo.

Factores de actividad (F)

  • Piscina residencial = 0.5
  • Condominio = 0.65
  • Piscina del hotel = 0.8
  • Piscina pública = 1.0
  • Grupos de olas = 1.5+

Dónde:

  • E = Tasa de evaporación (galones / día)
  • A = Superficie de la piscina (pies2)
  • F = Factor de actividad (ver tabla a la derecha)
  • P = Presión de vapor del agua (mmHG) a temperatura ambiente
  • PAGuna = Presión de vapor del agua (mmHG) a la temperatura del punto de rocío

El valor de la presión de vapor de saturación debe corresponder a la temperatura de la superficie del agua y puede extraerse de la tabla a la que se hace referencia en la primera ecuación. Esta ecuación asume una corriente de viento constante de 0,22 mph (0,1 metros / seg) sobre la superficie de la piscina.

Entonces, ¿cuánta agua pierde una piscina típica?

La piscina enterrada estadounidense promedio mide aproximadamente 14 pies por 28 pies y tiene una profundidad de 4.0 pies a 6.5 pies de profundidad. Esto da como resultado un efecto de superficie de nado de 392 pies2. Usando las ecuaciones de arriba y el clima de un día típico de verano en Arizona, calculo los siguientes números

Regla de oro (1/4 "por día)Mapa / Datos de evaporaciónEcuación EPAEcuación de Stiver y MackayEcuación de Lund

Galones / Día

61.0

63.2

83.0

17.2

98.6

Galones / año

22,297

23,056

30,309

6,264

35,983

Comparación de métodos en la piscina pequeña de mi hijo

Hice mi propio experimento y comparé mis observaciones con los resultados de las tres ecuaciones anteriores, así como con los resultados de un mapa de evaporación. La piscina de ocho pies de diámetro de mi hijo perdió aproximadamente 1.4 pulgadas de agua en un período de una semana.

A continuación se muestra una tabla que resume la tasa de evaporación de mi patio trasero ubicado en Phoenix, Arizona. Usé datos de nuestros informes meteorológicos para determinar los parámetros de las ecuaciones.

Medida directaMapa / Datos de evaporaciónRegla de oro (1/4 "por día)Ecuación EPAEcuación de Stiver y MackayEcuación de Lund

Galones / Día

6.3

8.1

7.8

9.6

2.4

5.0

Galones / año

2,285

2,957

2,859

3,513

890

1,836

Pensamientos finales

Como puede ver, el uso de estos métodos produce algunos resultados ligeramente variados. Si bien la medición directa producirá una tasa de evaporación precisa específica para un área, no tiene en cuenta las variaciones estacionales de temperatura, presión y humedad. Extrapolar ese resultado para calcular la cantidad de agua perdida en un año podría ser tan inexacto como cualquiera de los otros métodos.

Entonces, ¿qué método debería usarse? Bueno, el uso de cualquier método basado en la razón por la cual se necesita la estimación. Creo que en la mayoría de las aplicaciones residenciales al aire libre, la estimación utilizando datos / mapas reales servirá para cumplir con los propósitos del propietario de la piscina. Para el caso, la simple regla de 1/4 "de pérdida de agua por día puede ser incluso una forma simple y bastante precisa de estimar la pérdida por evaporación. Al final, debemos tener en cuenta que lo que estamos buscando es un Estimacion de evaporación basada en un promedio de las condiciones previstas.

Referencias y recursos

Beychock, Milton. "Fundamentos de la dispersión de gas de chimenea". 6 de julio de 2012.

Jensen, Marvin E. "Estimación de la evaporación de las superficies de agua". Marzo de 2010.

Lund, John W. "Consideraciones de diseño para piscinas y spas (Natatoriums)". Centro de Geo-Calor del Instituto de Tecnología de Oregon. 2000.

Preguntas y respuestas

Pregunta: Cuando mencionas que una piscina pierde 1/4 "de agua por día, ¿" por día "significa un período de 12 o 24 horas?

Responder: La regla de 1/4 "por día se refiere a un período de 24 horas. Gran parte de la evaporación ocurrirá durante el día debido a la presencia del sol. Sin embargo, también tendrá pérdida de agua durante la noche.

© 2012 Christopher Wanamaker

JOHN ROSWELL el 29 de julio de 2020:

La temperatura del punto de rocío no se considera en estas fórmulas. En gran parte del país / mundo los veranos son húmedos. Si la temperatura nocturna está por debajo del punto de rocío, ¿no limitará esto la cantidad de absorción del vapor de la piscina en el aire?

Arturo el 12 de diciembre de 2019:

¿Cuánta evaporación se puede esperar de una piscina de 600 pies cuadrados calentada a 94 grados?

Ubicación. San diego ca

Temperatura del aire día mediados de los 70

Temperatura nocturna baja 50's

Sin cubierta de piscina

Abdullah Alyami el 30 de agosto de 2019:

Estoy calculando la tasa de evaporación para una piscina grande en el Área de la Bahía, California, y la piscina se calentaría 18 horas al mes. cuando utilizo la ecuación de la EPA, ¿tiene el tiempo incorporado para ser por día? ¿Está calculando la evaporación por día? Noté que no dice nada sobre el tiempo en la ecuación.

sothon el 25 de agosto de 2019:

¿Por qué cuando la temperatura se vuelve más pequeña, resultará en una mayor tasa de evaporación?

john letendre el 22 de agosto de 2019:

¿Cuánta agua debo esperar perder en una piscina de 20 'x 33' que tiene un borde de fuga (lavado de agua en un canal de vertido) que mide 33 'de largo? Me gustaría el peor de los casos, así que el horario de verano sin una temperatura lateral de 90 grados. Agua de la piscina a temperatura ambiente (sin calefacción)

Mike Patterson el 20 de junio de 2019:

Tenga en cuenta que si no vive en Arizona y tiene que calentar su piscina, la evaporación es el principal mecanismo de pérdida de calor. Cubrir su piscina cuando no está en uso le permitirá ahorrar una cantidad significativa de dinero y reducirá la emisión de gases de efecto invernadero.

David Atherton el 13 de febrero de 2019:

Este artículo es uno de los argumentos más sólidos que he visto para que los EE. UU. Se vuelvan métricos. ¿Puede imaginarse cuánto se beneficiaría la economía de Estados Unidos si todos pudieran hacer este tipo de cosas en su cabeza en segundos?

Roy h. el 10 de enero de 2019:

gran artículo para todos los propietarios de piscinas, no es una fuga, su evaporación. para verificar si hay fugas, use un balde de 5 galones, colóquelo en uno de sus escalones, llénelo con agua hasta el nivel del agua de su piscina, marque con una pequeña línea si el la piscina y el agua en el balde caen de manera idéntica, usted no tiene fugas si la piscina cae más rápido que el balde, llame al servicio técnico. Gracias.

Bagazo el 17 de agosto de 2018:

Utilizando el cálculo, ¿cuál será la pérdida por evaporación de 140 000 acres pies de agua (California) (según la calculadora en línea, se traduce en aproximadamente 45 mil millones de galones de agua). ¿Cuántos galones de agua se perderán por evaporación? Gracias por tu respuesta.

Christopher Wanamaker (autor) desde Arizona el 16 de abril de 2018:

Robert,

Para 45 millas de río restaurado, la evaporación sería significativa. En el área de Tempe / Phoenix podemos esperar tener alrededor de 100 pulgadas de evaporación por año. Suponiendo que el río tiene un ancho promedio de 875 pies (que representa el ancho aproximado del lago Tempe Town), se evaporarían 1,732,500,000 pies cúbicos de agua cada año. Esto equivale a 12,960,000,000 galones por año o aproximadamente 35,506,849 galones por día.

¡Gracias por leer!

Robert Smart el 4 de abril de 2018:

Entonces, con el anuncio de hoy en LinkedIn por parte de ASU del proyecto del río salado "Rio Remagined" de 45 millas de agua en la cuenca del río, ¿cuánta agua tendrá que usarse cada día para mantenerla llena después de los efectos de la evaporación? ¿Qué proporción del uso total de agua en el área representa eso? A pesar del nombre "Inteligente", tendré que dejar que tú lo calcules. El proyecto suena realmente genial, pero guau, eso tiene que ser un gran consumidor de agua, solo por evaporación. Nadie en el anuncio se refirió a eso. Me encantan este tipo de proyectos que unen a las comunidades, pero el tema de la evaporación TIENE que ser considerado. Cuarenta y cinco millas de superficie de agua expuestas a la atmósfera de Arizona. Eso es mucha superficie.

Roy h el 25 de enero de 2018:

buen recurso para averiguar adónde va el agua. Tengo un cerramiento de 30 x 15 enterrado con pantalla. Tengo baldosas alrededor del nivel de llenado recomendado que tiene puntos en forma de dimond. Utilizo una manguera de jardín alrededor de 9 a 10 días. La salida medida es de 9 galones por minuto. por 1 hora 540 gal por hora lo lleva al punto de llenado. son 60 gal por día o la medida directa es precisa. aproximadamente 1600 gal. por mes el costo es menos de $ 20 / mes en la costa este de Florida. Espero que esto ayude a las menos matemáticas que tengamos a bordo.

GP el 3 de agosto de 2017:

O puede promediar todos los métodos y obtiene casi el mismo resultado del método directo preciso.

George F. el 25 de julio de 2016:

Presentación muy valiosa de una curiosidad cotidiana por parte de un propietario de piscina promedio. Es bueno ver un poco de ciencia involucrada en uno de nuestros aspectos divertidos de la vida.

Joanie Ruppel de Keller, Texas, el 5 de noviembre de 2015:

¡Un centro muy interesante para los propietarios de piscinas que reflexionan sobre la tasa de evaporación que siempre nos asedia!

Kristen Howe desde el noreste de Ohio el 16 de abril de 2015:

CWanamaker, este fue un centro realmente interesante sobre la evaporación del agua de la piscina. Te daría algo en lo que pensar. ¡Votado por interesante!

Ejikeme Nzeka el 18 de abril de 2013:

Colocar a la Universidad de Nigeria a la vanguardia de la investigación y el desarrollo, la innovación, la transferencia de conocimientos y el desarrollo de recursos humanos en el terreno académico mundial, al tiempo que se promueven los valores fundamentales que garantizarán la restauración de la dignidad del hombre. Visite unn.edu.ng

Swimfan desde Estados Unidos el 26 de enero de 2013:

Bonito y completo artículo que cubre definitivamente el tema de la evaporación del agua de la piscina. Gracias.

Ver el vídeo: LOCALIZAR FUGA de Agua EN PISCINA DE HORMIGÓN (Noviembre 2020).