1. Universidad Técnica Particular de Loja
La Universidad Católica de Loja
Escuela de Ingeniería Civil
HIDRÁULICA
Hacia la gestión de los recursos hídricos en el ciclo urbano y rural del agua
Alumno
Aidé Alverca
Paúl Andrés Cobos Poma.
Luis chamba
Anthony Augusto
Luis Ruiz
Docente
Ph.D. Holger Benavides Muñoz
Loja-Ecuador

2. 1. Introducción
El ingenio humano ha permitido que los hombres puedan vivir lejos de los cauces naturales
llevando el agua desde ellos a los centros de consumo. Esta independencia creciente del lugar
de consumo respecto a la fuente, conseguida gracias al avance técnico de las obras de
transporte del agua, es la que ha permitido la extensión geográfica y el desarrollo de la
humanidad.
Para el hombre de hoy el agua es todavía más indispensable porque a sus necesidades
naturales ha añadido un sin número de exigencias artificiales para su comodidad, placer y
trabajo, por lo que la civilización actual sería inconcebible sin las obras hidráulicas.
Es por ello y en vista de complementar los conocimientos teóricos vistos en clases sobre
capitaciones se procedió a realizar un reconocimiento técnico a las capaciones del Carmen y
San Simón de la ciudad de Loja. La visita echa nos permitió observar como realmente
funcionan dichas captaciones y en que situaciones son aptas para usarse.
2. Objetivos
 Visitar y analizar el funcionamiento de las obras de captación de San Simón y el
Carmen, a través de sus diferentes elementos como reja, azud desripiadores y
desarenadores.
 Evaluar hidráulicamente las captaciones de agua para consumo humano, ubicadas en
El Carmen y San Simón, Zamora Huayco Alto, de Loja.
 Asociar conceptos técnicos, sociales y ambientales para la toma de decisiones en los
posibles rediseños de las captaciones del Carmen y San Simón.
3. Antecedentes
La primera planta de tratamiento de agua potable de la ciudad de Loja se construyó en el
sector del Pucará en el año 1970. Posteriormente, entre los años 1988 a 1993 esta
infraestructura se amplió y modernizó, hasta alcanzar el estado actual, que tiene una
capacidad para abastecer a una población de 100.000 habitantes. En la actualidad esta planta
trata un caudal mayor que aquel para el que fue diseñada, procesa aproximadamente 583
litros por segundo. Las fuentes de captación de esta planta son El Carmen–San Simón y
Pizarros, quebradas afluentes del río Zamora Huayco, localizadas en el sector oriental de la

3. ciudad, y las captaciones adicionales del río Jipiro, en el sector nororiental de Loja. Esta
planta de tratamiento sirve a la mayoría de los barrios de la ciudad.
En época de lluvias, por la alta turbiedad del agua cruda que ingresa a la planta del Pucará,
causada por la erosión y el manejo inadecuado de las cuencas abastecedoras, sólo se
procesaba el 60 % del caudal captado.
Actualmente, con las mejoras introducidas en esta planta durante el año 2005, se procesa la
totalidad del agua que llega a la planta, sin depender de las condiciones en la que esta llega.
Es importante mencionar también que, durante la época de estiaje, el caudal de agua cruda
que llega a la planta se reduce hasta en un 60 %, lo que provoca problemas de racionamiento
en la ciudad.
El Carmen, se encuentra al sur oriente de la ciudad, a 2227 m.s.n.m., recibe aguas de las
Quebradas El Carmen y San Simón con un aporte de 305 litros / segundo.
4. Desarrollo
 Para realizar el reconocimiento correcto de las captaciones de agua, realizamos la visita
guiada a estos sistemas ubicados en las afueras de la ciudad de Loja en el sector el
Carmen en la cual se pudo observar las diferentes partes que poseen como reja de
entrada, muros de ala, desripiador, desarenadores, azudes, etc.
 Se comenzó visitando la captación del Carmen en la cual se pudo apreciar el
funcionamiento de las diferentes partes que la componen.

4. Figura 1. Vertedero de aforo en captación el Carmen
Dentro de esta se pudo conocer que en el diseño preliminar solo se tenía una reja por donde
se captaba el agua, diseñada con su respectivo azud (perfil Creager) para conseguir la carga de
agua necesaria. Sin embargo debido a deficiencia de caudal captado en comparación al de
diseño se procedió a construir una segunda reja aguas arriba de la primera, para lo cual se
construyó una especie de azud improvisado para generar la carga de agua necesaria.
Figura 2. Reja de entrada cerca al azud de hormigón trabajando parcialmente
En la figura 2 se puede apreciar que el caudal catado es significativamente muy bajo debido a
que la reja trabaja parcialmente por la colocación de un tablón de madera que funciona
como vertedero y cuya función es la de evitar en lo posible la entrada sedimentos que
obstruyan la reja.

5. Figura 3. Azud Creager en la captación el Carmen
Comparando el azud improvisado aguas arriba de la primera reja este lograba conseguir una
carga suficiente para conseguir que la reja trabe totalmente llena como se muestra a
continuación.
Figura 4. Azud improvisado en la segunda reja en el Carmen
 Luego visitamos la captación de San Simón en donde además de visualizar el
funcionamiento de sus diferentes partes se realizó un levantamiento a cinta de sus
diferentes componentes, además de proceder medir el caudal del rio aguas arriba de la
captación con la ayuda de un molino.

6.  Con la información tomada específicamente de la captación de San Simón se procedió al
análisis hidráulico de los diferentes compones de la captación con la ayuda de hojas
electrónicas previamente elaborados para el cálculo de una captación.
 Con los datos de campo calcular: caudales sobre el azud y de ingreso por rejilla lateral,
capacidad del desripiador y desarenador, compuerta de purga, características del
vertedero, entre otros.
5. Análisis
En la captación San Simón se realizó el levantamiento a cinta de los diferentes elementos
hidráulicos los cuales se detallan a continuación y cuyos planos se adjuntan en el archivo de
AutoCAD.
5.1. Caudal del rio
A través de un molinete se determinó implícitamente el caudal del rio, el mismo que a través
del número d revoluciones a diferentes abscisas permite determinar la velocidad media del
rio y la sección del mismo, por consiguiente por continuidad se determina el caudal del rio.
Figura 5. Aforo del rio con molinete
Las ecuaciones de calibración del molinete utilizado son las siguientes :

7. N
V 2.18  0.0061 N  40
t
N
V  2.17  0.0091 N  40
t
Para el cálculo del caudal del rio se procedió a determinar mediante el método numérico con
los datos del aforo del molinete y las ecuaciones de calibración respectivas para el cálculo de
la velocidad. Siguiendo el procedimiento anterior se determinó un caudal de 1.1 m3/s.
5.2. Reja de entrada
Al levantar las dimensiones de la reja se observó que el paramento esta sobre el cauce era cero
lo cual permitía que los sedimentos que el cauce arrastraba chocaban fácilmente con la rejilla
obstruyéndola.
Para el cálculo de la reja se determinó el caudal que se estaba captando así como su ancho
efectivo y el número de barrotes, para ello en campo se determinó las siguientes magnitudes:
 Longitud total de la reja (Lr)
 Separación de barrotes (s)
 Espesor de barrotes (t)
 Altura de la reja (Hr)
Con la información anterior y con la ayuda de las hijas electrónicas se determinó el ancho
efectivo, con la ecuación:
Lr  b  N b  t
Nb  Ne 1
b
Ne 
s
s  Lr  t 
b
s  t 
Para el cálculo del caudal que ingresa por la rejilla se determinó en función de la ecuación de
vertederos sumergidos:
Q  K  M o  So  b  H r
3/ 2
Para ello se utilizó un coeficiente de contracción por barrotes K=0.85

8. El cálculo del caudal se muestra en las hojas de Excel adjuntas cuyo valor es de 0.2 m 3/s 0
200 litos.
5.3. Azud
Para determinar el caudal que circulaba por el azud se procedió cerrar la compuerta de purga
del mismo con lo que el caudal que circulaba por el azud es igual a.
Qazud  Qrio  Qcaptado
Con los datos anteriores de caudal captado y el caudal del rio al momento de
cerrar la compuerta el caudal teórico sobre el azud seria de
5.4 Compuerta de purga
En el caso de la compuerta de purga del azud se determinó el ancho de la compuerta como la
abertura de la misma durante el tiempo que se encontró abierta. Para ello se determinó con
la ecuación.
 V2  a
Q  k e ab 2 g H 
  (e  a ) 

 0.1
 2g  H
5.4. Desripiador
El desripiador se lo tuvo después de la reja y cuyo detalle se lo muestra en los archivos
adjuntos de AutoCAD.
6. Bibliografía
 German Monsalve Sáenz, 2009, Hidrología en la Ingeniería, Editorial
Escuela Colombiana de Ingeniería, Colombia, 382.

9.  Fernando Oñate Valdivieso, Hidrología (Apuntes de clase), Loja-
Ecuador, 90.
 Lionel Fernández, 2009, Mecánica de Fluidos, Editorial ULA,
Venezuela, 84.