INNOVA Research Journal, ISSN 2477-9024  
Diciembre, 2017) Vol. 2, No.12 pp. 11-18  
(
DOI: https://doi.org/10.33890/innova.v2.n12.2017.571  
URL: http://revistas.uide.edu.ec/index.php/innova/index  
Correo: innova@uide.edu.ec  
Estudio de emisiones contaminantes producidas por un motor otto con el uso  
de gasolina y un combustible a base de 95% de gasolina y 5% de etanol  
Study of polluting emissions produced by an otto engine with the use of  
gasoline and a fuel based on 95% gasoline and 5% ethanol  
Mg. Juan Fernando Iñiguez Izquierdo  
Mg.Guillermo Gorky Reyes Campaña  
Cristian Andrés Rivera Rivera  
Erik Saul Vera Orbe  
Universidad Internacional del Ecuador, Ecuador  
Autor para correspondencia: jiniguez@uide.edu.ec, gureyesca@uide.edu.ec,  
cristianr_rivera@hotmail.com, eriksvorbe@hotmail.com, djerez@uide.edu.ec  
Fecha de recepción: 10 de octubre de 2017 -Fecha de aceptación: 30 de noviembre de 2017  
Resumen: El presente estudio compara las emisiones contaminantes producidas por un motor de  
combustión interna de 4 tiempos con el uso de dos combustibles, el primero es la gasolina común,  
el segundo es un combustible a base de 95% de gasolina común y 5% de etanol, denominado E5,  
las pruebas de dichos combustibles se los realizo en un vehículo Ford F150 con sistema de  
alimentación Flex-Fuel, las mediciones de emisiones contaminantes se las realizo a diferentes  
regímenes del motor, se observa una clara reducción de las emisiones contaminantes producidas  
por la combustión y que son expulsadas por el motor a través del tubo de escape al medio ambiente  
con el combustible E5, mediante un análisis de varianza se determinó que los dos tipos de  
combustibles pueden ser sustitutos y que no se necesitan modificaciones al motor para el uso del  
combustible E5.  
Palabras clave: etanol; ecopais; combustible; emisiones; gasolina; contaminación; factibilidad;  
análisis de varianza; desviación estándar  
Abstract: The present study compares the pollutant emissions produced by a 4-stroke internal  
combustion engine with the use of two fuels, the first is common gasoline, the second is a fuel  
based on 95% common gasoline and 5% ethanol, called E5. The tests of these fuels were performed  
in a Ford F150 vehicle with a Flex-Fuel fuel injection system. The pollutant emissions were  
measured at different engine speeds. It was observed a clear reduction of the pollutant emissions  
produced by the E5 fuel combustion. Through an analysis of variance it was determined that the  
two types of fuels can be substitutes and that no modifications are needed to the engine for the use  
of the Fuel E5.  
Key words: ethanol; ecopais; fuel; emissions; gasoline; pollution; feasibility; analysis of variance;  
standard deviation  
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Introducción  
La alta contaminación medioambiental en el Ecuador, lleva a estudiar la factibilidad del  
uso de nuevos combustibles que produzcan prestaciones similares y reduzcan las emisiones  
contaminantes producidas por los automóviles que actualmente trabajan con gasolina.  
Actualmente existe un aumento de temperatura global de 2 °C debido a la contaminación  
medioambiental. (Yusri, 2017)  
Nikhil Sharma y Avinash kumar Agarwal mencionan en su artículo de efectos de  
emisiones de partículas contaminantes del etanol-gasolina que las emisiones son una parte  
negativa muy importante en el tema de la salud, provocando enfermedades graves como el asma,  
taquicardia, tos severa e incluso ataques cardíacos (Sharma, 2017).  
También se encuentra con el problema que la demanda de combustible alrededor del  
mundo en los últimos años ha ido en aumento generando una idea de futura escases. Actualmente  
el sector automotor cuenta con un incremento anual del 1.1% en el consumo de combustibles  
fósiles proyectándose a ser el responsable del 63% del consumo de combustible en las próximas  
tres décadas. (Iodice, 2016)  
Según Rambir zinc profesor de la universidad Delhi, India, menciona en su artículo que  
una alternativa para reducir las emisiones contaminaste, es la mezcla de la gasolina con un  
alcohol (Singh, 2012). Estudios muestran una significante reducción en las emisiones  
contaminantes de los combustibles mezclados con alcoholes comparados con los que trabajan  
netamente con gasolina. (Elfasakhany, 2016)  
En los últimos años los combustibles a base de alcohol contienen metanol o etanol que  
son usados como una fuente de energía alternativa para motores de combustión interna (Dogan,  
2
016). Cuando se mezcla etanol con gasolina la tendencia del etanol a separarse es mucho menor  
que la del metanol, (Uzuneanu, 2016). Por tal motivo en este estudio consideraremos solamente  
la mezcla de etanol-gasolina. El etanol que es un recurso de energía renovable, puede ser  
fácilmente obtenido de la biomasa de productos como maíz y la caña de azúcar y es usando en  
los motores de combustión de interna mezclado con la gasolina. (Dogan, 2016)  
En Estados Unidos y en sud América la mezcla de gasolina y 10% de etanol es llamada  
Gasohol E10, la cantidad de etanol máxima es de 10% para no tener que realizar modificación en  
la construcción del motor, el uso de etanol puro causa problemas en los componentes internos del  
mismo, por este motivo se considera que la mezcla no debe pasar el porcentaje antes  
mencionado. (Uzuneanu, 2016)  
El presente estudio es importante realizarlo debido a que se requiere analizar el  
combustible que se comercializa en Ecuador denominado ecopaís el cual contiene 5% de etanol y  
9
5 % de combustible de 82 octanos, para analizar la eficiencia del mismo en la reducción de  
emisiones contaminantes. Con la mezcla etanol-gasolina se obtiene una reducción en las  
emisiones de HC y CO mientras que las emisiones de NOx aumentan de una forma directamente  
proporcional al porcentaje de etanol en la mezcla. (Karavalakis, 2014)  
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La reducción de los productos de la combustión, cuando se usa etanol-gasolina indica que  
el futuro pertenece a los motores que sean capaces de operar con este tipo de combustibles  
mientras protegen al medio ambiente. (Uzuneanu, 2016)  
El propósito de este estudio es cuantificar las emisiones producidas con la mezcla etanol  
y compararlos con las emisiones producidas por la gasolina extra, para esto analizaremos las  
emisiones de CO2, CO, HC y NOx producidas tanto trabajando tanto con la gasolina extra y con  
etanol, para así determinar la viabilidad del uso de etanol dentro del país como una estrategia  
para reducir las emisiones contaminantes a 2800 metros sobre el nivel del mar (msnv).  
Materiales  
Para este trabajo se consideró dos tipos de combustibles, un combustible comercial  
denominado Ecopaís que contiene 5% de etanol y 95% de gasolina común extra y otro  
combustible compuesto 100% por gasolina extra.  
Se utilizó una camioneta Ford F150 Flex-fuel, 3.7L RWD (tracción posterior) de seis  
cilindros en V, transmisión automática, que no ha sido modificada en lo absoluto, las  
especificaciones técnicas del vehículo se las puede observar en la tabla 1.  
Tabla 1 Especificaciones del motor Ford 150. Fuente: Manual de usuario Ford F150  
Datos  
Especificaciones  
Combustible  
Cilindrada  
Potencia  
Gasolina  
3700 cc  
302/6500 hp/rpm  
Torque  
278/4000 lbpie/rpm  
Cilindros  
Válvulas  
6 en V  
24  
Alimentación  
Inyección electrónica multipunto,  
Flex-Fuel.  
Se usó un analizador de gases Brain-Bee AGS-688 para medir los gases emitidos por el  
tubo de escape, la inyección y régimen del motor fueron controladas por un módulo electrónico  
conectado al OBD2 del vehículo y un dinamómetro de rodillo de un eje.  
Métodos  
Parámetros de la prueba  
Con la ayuda del analizador de gases Brain-Bee AGS-688 se obtuvo los porcentajes de  
los gases contaminantes emitidos por el tubo de escape, la inyección y régimen del motor fueron  
controladas por un módulo electrónico conectado al OBD2 del vehículo, se realizaron dos tipos  
de pruebas a diferente régimen de motor, de forma estática y dinámica con cada tipo de  
combustible, para las pruebas dinámicas se usó un dinamómetro de chasis marca Dyno-Race;  
para la segunda parte de las pruebas se contó con la ayuda de un reservorio auxiliar construido  
por la Universidad Internacional del Ecuador que contaba con su propia bomba de combustible  
sumergible, que permitió el trabajo del motor con el combustible a base de 95% de gasolina y  
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5
% de etanol, denominada E5, sin tener que realizar cambios o modificaciones del sistema de  
alimentación del vehículo.  
Las pruebas se llevaron a cabo con el motor a ralentí y a diferentes regímenes del mismo.  
Los regímenes del motor que fueron analizados son: a ralentí para las pruebas estáticas y de  
000RPM a 4000RPM con una variación de 1000 RPM entre cada una para las pruebas estáticas  
1
y dinámicas. Se empezaron a tomar las mediciones cuando el refrigerante alcanzo la temperatura  
de 100˚C y un tiempo de estabilización de funcionamiento de 15 minutos.  
Las pruebas se realizaron a presión y temperatura ambiente, se obtuvo una presión  
referencial de 757 bares y una temperatura de 26.5 ˚C, estos datos fueron medidos mediante un  
barómetro y un termómetro digital. Las muestras de los gases (CO, CO2, HC, O2) fueron  
tomadas a los diferentes regímenes del motor, tanto en funcionamiento estático como dinámico  
para cada combustible.  
Resultados  
Emisiones del motor  
En las siguientes tablas podemos observar los resultados medidos en diferentes  
revoluciones del motor para cada uno de los gases contaminantes de la gasolina y el combustible  
E5, tanto en pruebas estáticas como dinámicas  
Pruebas Estáticas  
Tabla 2: Resultados de emisiones de CO pruebas estáticas  
CO  
Gasolina  
COMB. E5  
1
2
3
4
000 rpm  
0,09  
0,07  
0,03  
0,2  
0,09  
0,04  
0,02  
0,12  
000 rpm  
000 rpm  
000 rpm  
Tabla 3: Resultados de emisiones de CO2 pruebas estáticas  
CO2  
Gasolina  
COMB. E5  
1
2
3
4
000 rpm  
14,6  
14,8  
14,9  
14,8  
14,7  
15,1  
14,6  
15  
000 rpm  
000 rpm8  
000 rpm  
Tabla 4: Resultados de emisiones de HC pruebas estáticas  
HC (ppm)  
Gasolina  
COMB. E5  
1
2
3
4
000 rpm  
000 rpm  
000 rpm  
000 rpm  
95  
8
18  
17  
13  
9
6
13  
Pruebas Dinámicas  
Tabla 5 Resultados de emisiones de CO pruebas estáticas  
CO  
Gasolina  
COMB. E5  
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1
2
3
4
000 rpm  
000 rpm  
000 rpm  
000 rpm  
0,28  
0,03  
0,15  
0,11  
0,22  
0,02  
0,01  
0,04  
Tabla 6: Resultados de emisiones de CO2 pruebas estáticas  
CO2  
Gasolina  
COMB. E5  
1
2
3
4
000 rpm  
14,2  
14,6  
16,6  
14,8  
14,6  
15,3  
15,1  
15,1  
000 rpm  
000 rpm  
000 rpm  
Tabla 7: Resultados de emisiones de HC pruebas estáticas  
HC (ppm)  
GASOLINA  
COMB. E5  
1
2
3
4
000 rpm  
000 rpm  
000 rpm  
000 rpm  
41  
6
9
10  
6
4
20  
6
Análisis de resultados  
Para el presente análisis de resultados, se realizó un análisis de varianza, el mismo que se  
realizó con ayuda del software Microsoft Excel, usando la función Analizador de datos.  
Análisis de varianza en pruebas estáticas  
Este análisis tiene un 95% de confiabilidad, se tomó 4 muestras, el cual se sumó los  
resultados para obtener un promedio de cada tipo de combustible.  
Se puede observar que la diferencia entre gasolina y el combustible E5 no es  
significativa, es por tal motivo que el estudio será fundamentado en el análisis de sus valores  
promedios y de su desviación estándar.  
La desviación estándar muestra la estabilidad de cada una de las mezclas. Las mezclas se  
pueden comparar entre sí, siempre y cuando el valor F del análisis de varianza sea menor que  
valor F crítico, lo que significa precisamente que no existen diferencias significativas.  
Emisiones de CO  
Tabla 8: Desviación Estándar CO  
COMB. Cuenta Suma Promedio Varianza Std.  
desviación  
Gasolina  
4
0,39  
0,0975  
0,005  
0,073  
E5  
4
0,27  
0,0675  
0,002  
0,046  
Realizado el promedio de la tabla 9 se puede observar que las emisiones de CO,  
producidas por el combustible E5 son un 30, 77% menores comparadas con las emisiones de la  
gasolina, también se puede observar en el valor de la desviación estándar que al trabajar con el  
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combustible E5, las variaciones de las emisiones son mucho más estables que cuando se trabaja  
con gasolina.  
Emisiones de CO2  
Tabla 9: Estándar de desviación CO2  
COMB.  
Gasolina  
E5  
Cuenta  
Suma  
59,1  
59,4  
Promedio  
14,775  
14,86  
Varianza  
Std.  
desviación  
0,125831  
4
4
0,0158  
0,05667  
0,23048  
Se puede observar que el promedio de contaminación del CO2 del combustible E5 es un  
,57% más elevado que la producida por la gasolina y de igual manera las variaciones de las  
0
emisiones del combustible E5 son mayores.  
Emisiones de HC  
Tabla 10: Estándar de desviación HC  
COMB.  
Cuenta  
Suma  
Promedio  
Varianza  
Std.  
desviación  
40,58325  
Gasolina  
E5  
4
4
138  
41  
34,5  
1647  
10,25  
11,5833  
3,40343  
En este caso cuando se observa las emisiones de HC que genera el combustible E5 se  
puede observar una diferencia muy grande entre 10,25 ppm (partículas por millón) y los 34.5  
ppm que se obtiene con la gasolina común, con lo que se puede observar una reducción de las  
emisiones de HC usando el combustible E5 de un 70,29%, además que el margen de variación de  
la gasolina extra en las emisiones de HC es muy elevado.  
Análisis De Varianza En Pruebas Dinámicas  
Emisiones de CO  
Tabla 11: Estándar de desviación CO  
COMB.  
Gasolina  
E5  
Cuenta  
Suma  
0,57  
0,29  
Promedio  
Varianza  
0,01089  
0,00983  
Std.  
desviación  
0,104363  
4
4
0,1425  
0,0725  
0,099121  
Se observa que, en ambos casos, tanto de la gasolina común como del combustible E5, que  
si comparamos los resultados de los promedios de contaminación estos se elevan respecto a las  
pruebas estáticas en un 35%.  
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Pero se sigue teniendo un menor porcentaje de contaminación generada por el combustible  
E5, se reduce drásticamente de 0,14% al 0,07% las emisiones de CO.  
Emisiones de CO2  
Tabla 12: Estándar de desviación CO2  
COMB.  
Gasolina  
E5  
Cuenta  
Suma  
60,2  
60,1  
Promedio  
Varianza  
Std.  
desviación  
1,063  
4
4
15,05  
1,13  
15,025  
0,08917  
0,298608  
A diferencia de las pruebas estáticas, se puede observar que las emisiones del  
combustible E5 son 0,17% menores que las de la gasolina común, de igual manera observamos  
que en este caso, el rango de la desviación estándar es menor.  
Emisiones de HC  
Tabla 13: Estándar de desviación HC  
COMB.  
Cuenta  
Suma  
Promedio  
Varianza  
Std.  
desviación  
1,8535  
Gasolina  
E5  
4
4
76  
26  
19  
251,33  
6,333  
6,5  
2,5166  
Claramente se puede observar que en las pruebas dinámicas se reducen en gran medida  
las emisiones de HC, tanto para el combustible E5 como para la gasolina común, pero aun así la  
ppm producidas por la gasolina sigue siendo mucho mayor un 65,79% comparadas con las del  
combustible E5; sin embargo, el rango en la desviación estándar de la gasolina común extra es  
menor comparándola con el combustible eco país.  
Conclusiones  
Según el análisis de varianza realizado, la desviación estándar nos permite establecer que  
los dos combustibles son sustitutos, es decir, se puede usar cualquiera de los dos combustibles en  
motores de combustión interna sin tener pérdidas significativas.  
Por medio del análisis de varianza se puede deducir que el combustible E5 es más estable  
que la gasolina común. La desviación estándar es más baja con el combustible E5 comparado  
con la gasolina común comercializada en Ecuador.  
Con el presente estudio se demuestra una clara reducción de emisiones contaminantes  
producidas por el motor de combustión interna con el uso del combustible E5, en pruebas  
dinámicas, en el CO hay una reducción del 100% con el uso de combustible E5, en los HC existe  
una reducción del 65% con el uso del combustible E5 comparado con la gasolina común, en los  
CO2 existe una reducción de 1% con el combustible E5, mientras tanto en pruebas estáticas  
tenemos: en CO una reducción del 31% con el combustible E5, en los HC una reducción del 71%  
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con el combustible E5, pero en los CO2 se obtiene un incremento del 0,5% con el combustible  
E5.  
El valor de incremento de los CO2 en pruebas estáticas no es significativo, por tanto, se  
puede determinar que el combustible E5 es menos contaminante que la gasolina común  
comercializada en Ecuador, la reducción de emisiones contaminantes se debe a que, al tener un  
alcohol en su mezcla, los carbonos de su cadena química molecular se reducen, por lo tanto, las  
emisiones tienden a bajar.  
Al realizar el presente estudio con el combustible E5 comercializado en el Ecuador,  
también denominado Ecopaís, se obtiene una clara reducción de emisiones contaminantes, sin  
tener que realizar modificaciones internas del motor de combustión interna de cada uno de los  
autos que se encuentran circulando actualmente en territorio nacional, ya que la E5 no requiere  
modificaciones internas del motor que permita el correcto funcionamiento.  
Bibliografía  
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