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Revista TECH Carlos Cisneros ISNN 2737-6036, Año 2024, Número IV, páginas 10
1. INTRODUCCIÓN
El término “diésel” proviene de Rudolf Diesel,
ingeniero alemán que a finales del siglo XIX
desarrolló un motor de alta eficiencia diseñado para
soportar grandes presiones. Estos motores emplean
una variedad de combustibles derivados del
petróleo, conocidos colectivamente como
combustibles diésel. En 2012, la Organización
Mundial de la Salud (OMS) declaró las emisiones de
los motores diésel como carcinógenas, vinculando
su exposición a un mayor riesgo de cáncer.
Posteriormente, en marzo de 2014, la OMS informó
que la contaminación atmosférica, tanto interior
como exterior, contribuyó a más de 7 millones de
muertes prematuras a nivel mundial [1].
Sims et al. (1981) demostraron que los aceites
vegetales, como el de colza, pueden sustituir
parcialmente al diésel, sin afectar el rendimiento del
motor a corto plazo con mezclas al 50 %. Sin
embargo, a largo plazo surgieron fallas en la bomba
de inyección y problemas de arranque en frío,
aunque los depósitos de carbón en la cámara de
combustión fueron similares a los del diésel puro
(Jones y Peterson, Universidad de Idaho) [2].
Un aspecto fundamental en el rendimiento de los
motores diésel es la viscosidad del combustible, ya
que esta influye directamente en la eficiencia del
sistema de inyección. A medida que aumenta la
viscosidad, el flujo del combustible enfrenta mayor
resistencia, lo que puede comprometer el
rendimiento de las bombas e inyectores. Cuando la
presión diferencial es menor a 85 MPa, el coeficiente
de descarga del sistema disminuye, afectando su
eficiencia [3]. Por ejemplo, un incremento de la
viscosidad en 6.4 mm²/s puede aumentar el
coeficiente de descarga en un 10% cuando la
diferencia de presión alcanza los 25 MPa.
Paralelamente, la densidad también tiene un
impacto significativo en el flujo másico, que puede
aumentar en un 13% con una reducción del 28% en
la densidad del combustible, independientemente de
la diferencia de presión, como lo demostraron Choi
et al. (2013) [4]. La densidad del combustible
también afecta el comportamiento del chorro de
inyección: una menor densidad favorece una mayor
penetración y un ángulo de apertura más amplio,
pero reduce la atomización debido a las fuerzas de
Van der Waals. En cuanto al ángulo de apertura,
este se reduce con el aumento de la viscosidad y se
incrementa con la mayor densidad, aunque estas
relaciones no son estrictamente proporcionales,
particularmente en boquillas con relaciones L/D
inferiores a 1 [5].
Berbel (2010) señala que la diferencia de viscosidad
entre el aceite vegetal reciclado y el diésel puede
reducirse ajustando las propiedades físicas de los
aceites. Esto se logra calentándolos antes de su
inyección al motor, permitiendo alcanzar valores de
viscosidad y densidad similares a los del gasoil, lo
que facilita su uso como biocombustible [6].
Calderón, Moreta y Erazo (2014) determinaron que
la mezcla óptima para motores diésel es al 5% de
biodiésel, observando una disminución mínima del
0,2% en el torque y del 1,85% en la potencia en
comparación con el diésel convencional. [7].
El biodiésel, derivado de aceites vegetales y grasas
animales, es una alternativa renovable al diésel fósil.
Ramírez, Vela y Rincón (2012) analizan su
producción y viabilidad técnica y económica,
destacando su potencia [8]. Benavides, Benjumea y
Pashova (2007) estudiaron la producción de
biodiésel de aceite de higuerilla, logrando el máximo
rendimiento de metilésteres a temperatura
ambiente, con una relación molar metanol/aceite de
9 y un 0.8% de catalizador. Este biodiésel puede
mezclarse con diésel convencional hasta un 15% sin
superar estándares de calidad. Aunque su alta
viscosidad es un desafío, presenta excelentes
propiedades de flujo a bajas temperaturas [9].
El biodiésel de aceite de fritura usado es una
alternativa viable para reducir emisiones de motores
diésel sin modificaciones significativas. Según Mejía
Regalado y Cuty Clemente (2019), mezclas como
B10, B20 y B30 disminuyen el índice de opacidad en
condiciones de carga constante a 1600 rpm, con
reducciones de hasta 46 % frente al combustible
comercial B5. Esto evidencia el potencial de
reutilizar aceites de fritura para mitigar la
contaminación ambiental [10].
Conforme a estos antecedentes se efectúa un
estudio minucioso en el que se puede observar, el
cambio de viscosidad dinámica del aceite en un
rango determinado de temperaturas. Con el
propósito de avanzar en la investigación sobre
combustibles alternativos, se llevarán a cabo
pruebas experimentales para medir la viscosidad
dinámica de varias sustancias, como diésel, aceite
vegetal reciclado, aceite vegetal nuevo y una mezcla
50/50 de aceite vegetal usado y diésel. Estas