INNOVA Research Journal, ISSN 2477-9024  
Julio, 2018). Vol. 3, No.7 pp. 53-60  
(
DOI: https://doi.org/10.33890/innova.v3.n7.2018.580  
URL: http://revistas.uide.edu.ec/index.php/innova/index  
Correo: innova@uide.edu.ec  
Caracterización y análisis comparativo de biodiesel a base de higuerilla  
B10, respecto de diésel comercial de alta calidad  
Characterization and comparative analysis of castor oil biodiesel B10  
relative to high quality commercial diesel  
Carlos Nolasco Mafla Yepez  
Ignacio Bayardo Benavides Cevallos  
Erik Paul Hernández Rueda  
Fernado Renato Ramirez Paredes  
Universidad Técnica del Norte, Ecuador  
Autor para correspondencia: utcnmafla@utn.edu.ec, ibbenavides@utn.edu.ec,  
ephernandez@utn.edu.ec, frramirez@utn.edu.ec  
Fecha de recepción: 20 de Enero de 2018 - Fecha de aceptación: 25 de julio de 2018  
Resumen: En este artículo se presenta la caracterización fisicoquímica de diésel comercial (Premium),  
y de biodiesel a base de aceite de higuerilla, en proporción B10. Se ha realizado un análisis comparativo  
en cuanto a las características obtenidas para ambos tipos de combustible y se muestran los resultados  
alcanzados. Las propiedades fisicoquímicas tratadas son: Punto de inflamación, viscosidad cinemática,  
sedimentos básicos y agua (BSW), corrosión a la lámina de cobre, azufre e índice de cetano calculados.  
Las propiedades del biodiesel están influenciadas por las características físicas de la composición de  
ácidos grasos, tales como el grado de insaturación, el porcentaje de ácidos grasos saturados, ácidos  
grasos mono-insaturados, y el ácido graso poliinsaturado. Las propiedades de los combustibles son los  
factores clave para determinar la idoneidad de cualquier combustible alternativo. Los resultados  
muestran que las características del biodiesel B10 están dentro de los rangos estipulados por normativa  
internacional, además de reducir significativamente emisiones contaminantes. La caracterización de  
los combustibles ha sido realizada en base a la norma INEN 1489 y normas ASTM.  
Palabras Claves: biodiesel; higuerilla; propiedades fisicoquímicas  
Abstract: This paper presents the physicochemical characterization of commercial diesel (Premium),  
and biodiesel based on castor oil, in proportion B10. A comparative analysis has been carried out  
regarding the characteristics obtained for both types of fuels and the results achieved are shown. The  
physicochemical properties treated are: Flash point, kinematic viscosity, basic sediments and water  
(BSW), corrosion to the copper sheet, sulfur and calculated cetane number. The properties of biodiesel  
are influenced by the physical characteristics of the fatty acid composition, such as the degree of  
unsaturation, the percentage of saturated fatty acids, monounsaturated fatty acids, and the  
polyunsaturated fatty acid. The properties of fuels are the key factors in determining the suitability of  
any alternative fuel. The results show that the B10 biodiesel characteristics are within the ranges  
stipulated by international regulations, in addition to significantly reducing polluting emissions. The  
characterization of fuels has been carried out based on the INEN 1489 standard and ASTM standards.  
Key words: castor oil biodiesel; physicochemical properties  
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INNOVA Research Journal 2018, Vol 3, No. 7, pp. 53-60  
Introducción  
La ASTM describe al biodiesel como una mezcla de mono-alquíl ésteres de triglicéridos  
y de ácidos grasos de cadena larga procedentes de aceites vegetales y grasas animales. Estos  
componentes se obtienen principalmente por la transesterificación con un alcohol de cadena  
corta (metanol, etanol o propanol), en presencia de un catalizador ácido, básico o enzimático  
(Barajas, 2004). (Benavides, 2004).  
Un biodiesel óptimo se caracteriza por lograr que los motores no se expongan a mayores  
modificaciones, ni presenten problemas a mediano y largo plazo, además de que la potencia,  
torque y consumo no se vean afectados (Graboski & McCormick, 1998).  
Las características fisicoquímicas del biodiesel dependen de la materia prima de origen del  
aceite y del porcentaje de mezcla. Características tales como la densidad y viscosidad del  
combustible, tienen incidencia en el rendimiento del motor y sus emisiones. Sin embargo, de  
esto existen evidencias de que el deterioro del motor y su rendimiento, son muy similares al  
utilizar diésel fósil y biodiesel (A. Benavides, Benjumea, & Pashova, 2007) (Pehan, Jerman,  
Kegl, & Kegl, 2009).  
La utilización de biodiesel presenta ventajas significativas, entre ellas se pueden  
mencionar: proviene de un recurso renovable, es biodegradable, reduce las partículas en más de  
un 50% y las emisiones de CO2, está libre de benceno y aromatizantes altamente cancerígenos,  
incrementa la eficiencia y la durabilidad del motor, mejorando su ignición y lubricidad (Altin,  
Cetinkaya, & Yucesu, 2001) (A. Benavides et al., 2007).  
Las características de los ésteres son más parecidas a las del diésel fósil que las del aceite  
vegetal sin modificar. Además de esto se puede mencionar que la viscosidad de los ésteres es  
aproximadamente dos veces superior a la del biodiesel y el índice de cetano de los ésteres es  
superior, ratificando las ventajas de lubricidad en el sistema de inyección de motores CRD-i y  
calidad del combustible, esto debido al aumento del índice de cetano en el biodiesel (ASTM  
D6751-15c, 2010) (ASTM D6751, 2011).  
En este trabajo se muestra la influencia que tiene el aceite de higuerilla en las propiedades  
de biodiesel B10 y sus características de inyección en sistemas CRD-i. Para esto se realiza un  
análisis comparativo entre las propiedades de biodiesel B10 y las de diésel de origen fósil.  
También se demuestra el potencial del biodiesel de higuerilla como una alternativa real al diésel  
de origen fósil en nuestro medio.  
Metodología  
La caracterización fisicoquímica del biodiesel B10 a base de higuerilla se ha realizado  
bajo métodos de ensayo de la “American Society for Testing and Materials” (ASTM), en los  
laboratorios de la Facultad de Ingeniería Química de la Universidad Central del Ecuador en  
Quito.  
Para evaluar las propiedades del biodiesel se deberán cumplir los requisitos estipulados  
por la norma NTE INEN 2482 y en el caso del diésel fósil, los requisitos impuestos en la norma  
NTE INEN 1489.  
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INNOVA Research Journal 2018, Vol 3, No. 7, pp. 53-60  
Densidad  
Indica el contenido de energía en el combustible. Densidades mayores generan mayor  
energía térmica, buen rendimiento y economía del combustible (Ferella, Mazziotti Di Celso, De  
Michelis, Stanisci, & Vegli, 2010). La densidad se la realizó bajo el método de ensayo  
PNE/DPEC/P/ASTM D-287.  
Punto de Inflamación  
Se establecen los productos volátiles para conocer la temperatura máxima a la que el  
fluido puede ser calentado sin ningún riesgo. Además, permite conocer si existe una cantidad  
excesiva de alcohol no reaccionado en el proceso de obtención del biodiesel (Ferella et al.,  
2
9
010). El punto de inflamación se lo realizó bajo el método de ensayo PNE/DPEC/P/ASTM D-  
2 PNE/DPEC/P/ASTM D-93.  
Sedimento básico y agua (BSW)  
El agua puede corroer componentes del motor, además de contribuir con el crecimiento  
de microorganismos creando lodos y saturando los filtros. Los sedimentos se forman debido a un  
mal proceso de purificación del combustible o contaminación del mismo, afectando  
principalmente a la temperatura de cristalización y al número de cetano (Benjumea P.N. Agudelo  
J. R., 2009) (Kaplan, Arslan, & Sürmen, 2006). BSW se realizó bajo el método de ensayo ASTM  
D-4007.  
Viscosidad cinemática  
Una viscosidad mínima es de vital importancia para evitar mermas de potencia debido a  
fugas en la bomba de inyección y el inyector. Una viscosidad óptima generará un bombeado  
correcto en el sistema de inyección y proporcionará las características adecuadas de lubricidad  
(Pehan et al., 2009). Para obtener la viscosidad cinemática se utilizó el método de ensayo  
PNE/DPEC/P/ASTM D-445.  
Contenido de azufre  
El azufre coopera con el desgaste del motor y la formación de depósitos que varían  
dependiendo del funcionamiento de éste. Además, afecta al sistema de control de emisiones y  
límites medioambientales (Aardahl C., 2002). Para adquirir el contenido de azufre se empleó el  
método de ensayo PNE/DPEC/P/MI04 Ref. ASTM D-4294.  
Corrosión a la lámina de cobre  
La comprobación de la corrosión a la lámina de cobre permite observar si existen en el  
sistema compuestos corrosivos o presencia de ácidos que atacan al cobre o sus aleaciones  
(Karavalakis G. Stournas S., 2010). Se utilizó el método de ensayo PNE/DPEC/P/ASTM D-130.  
Número de cetano calculado  
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INNOVA Research Journal 2018, Vol 3, No. 7, pp. 53-60  
Mesura de la calidad de ignición del combustible, influye en las emisiones de humo y en  
la calidad de la inflamación. Depende del diseño, cilindrada del motor, variaciones de carga,  
velocidad, condiciones de arranque y presión atmosférica. El bajo número de cetano induce  
ruidos en el motor, prolongando el retraso de la ignición y aumentando el peso molecular de las  
igniciones (Karavalakis G. Stournas S., 2010). Se utilizó el método de ensayo  
PNE/DPEC/P/ASTM D-287.  
Temperatura de destilación  
Muestra la máxima temperatura a la que se evaporará el combustible a condiciones de  
temperatura y presión dadas. La curva de destilación predice la composición del producto (Van  
Gerpen, 2004). Se utilizó el método de ensayo ASTM D-86.  
Residuo carbonoso sobre el 10% del residuo de destilación  
Indica la tendencia a formar depósitos de carbonilla en los elementos del motor (Van  
Gerpen, 2004). Se utilizó el método de ensayo ASTM D-189.  
Cenizas  
Las cenizas se componen de impurezas como arena y orín, que son tremendamente  
abrasivas, por lo tanto, el contenido de cenizas debe ser bajo para prevenir el desgaste en exceso  
de los elementos del motor (Kates E., 2003). Se utilizó el método de ensayo ASTM D-482.  
Resultados  
Para evaluar las características del biodiesel se deberán cumplir los requisitos estipulados  
por la norma NTE INEN 2482, mostrada en la tabla 1:  
Tabla 1. Norma NTE INEN 2482: 2009-03  
Requisitos  
Unidad  
Mínimo Máximo Método de  
ensayo  
Kg/m3  
°C  
860  
120  
--  
3,5  
--  
900  
--  
0,05  
5
0,02  
10  
ASTM D 1298  
ASTM D 93  
Densidad a 15°C  
Punto de inflamación  
Agua y sedimento  
%
mm /s  
ASTM D 1796  
ASTM D 445  
ASTM D 874  
ASTM D 1552  
ASTM D 4530  
ASTM D 130  
ASTM D 613  
ASTM D 1160  
2
Viscosidad cinemática a 40°C  
Cenizas sulfatadas  
%(m/m)  
mg/Kg  
%
Contenido de azufre  
Carbón residual  
--  
--  
0,05  
3
Corrosión lámina de cobre  
Número de cetano  
Temperatura de destilación al 90%  
recuperado  
Clasificación --  
-
°C  
49  
--  
--  
360  
Así mismo para evaluar y comparar las propiedades fisicoquímicas con el diésel Premium  
de origen fósil se emplea la norma NTE INEN 1489, mostrada en la tabla 2:  
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Tabla 2. Norma NTE INEN 1489 Octava revisión  
Requisitos  
Unidad  
Mínimo Máximo Método de  
ensayo  
Punto de inflamación  
Agua y sedimento  
Viscosidad cinemática a 40°C  
Cenizas sulfatadas (fracción de masa)  
Contenido de azufre (fracción de masa)  
°C  
%
mm /s  
%
%
51  
--  
2
--  
--  
--  
0,05  
5
0,01  
0,05  
ASTM D 93  
ASTM D 2709  
ASTM D 445  
ASTM D 482  
ASTM D 2622  
ASTM D 4294  
ASTM D 5453  
ASTM D 4530  
2
Contenido de residuo carbonoso (fracción  
de masa)  
%
--  
0,1  
Corrosión lámina de cobre  
Índice de cetano calculado  
Temperatura de destilación al 90%  
recuperado  
Contenido de biodiesel (fracción de  
volumen)  
Clasificación --  
1ª  
--  
360  
ASTM D 130  
ASTM D 613  
ASTM D 86  
-
45  
°C  
--  
5
%
10  
EN 14078  
Los datos obtenidos del análisis fisicoquímico del biodiesel a base de aceite de higuerilla  
mezclan B10 realizado en el Departamento de Petróleos, Energía y Contaminación, de la  
Facultad de Ingeniería Química de la Universidad Central del Ecuador están expuestos en la  
tabla 3:  
Tabla 3. Análisis fisicoquímico del biodiesel a base de aceite de higuerilla B10 (Condiciones  
Ambientales: Presión 542,9 mm Hg; Temperatura: 17,5 °C)  
Determinación  
Densidad API a 60 °F  
Punto de inflamación  
Unidad  
°API  
°C  
Método de ensayo  
Resultado  
34,0  
72,1  
PNE/DPEC/P/ASTM D·287  
PNE/DPEC/P/ASTM 0·92  
PNE/DPEC/P/ASTM 0·93  
ASTM D-4007  
PNE/DPEC/P/ASTM D-445  
ASTM D·482  
Agua y sedimento  
Viscosidad cinemática a 40°C  
Cenizas sulfatadas  
%V  
mm /s  
0,05  
4,21  
0,0080  
0,0148  
2
%P  
%P  
Contenido de azufre  
PNE/DPEC/P/MI04 Ref. ASTM D-  
4
294  
Contenido de residuo  
carbonoso  
%P  
ASTM D·189  
0,13  
Corrosión lámina de cobre  
Índice de cetano calculado  
Temperatura de destilación al  
Clasificación PNE/DPEC/P/ASTM D·130  
1b  
51  
350,7  
-
PNE/DPEC/P/ASTM D-287  
ASTM D·86  
°C  
9
0% recuperado  
Los valores de densidad fuera de los rangos establecidos por las normativas ocasionarían  
problemas de combustión que pueden ser por retrasos en la inyección con el consiguiente  
deterioro de los elementos del motor (Torres J.E. Jerman M.S., 2011). El resultado obtenido es  
3
3
de 855 Kg/m , el cual es ligeramente mayor al del diésel de origen fósil 850 Kg/m , y se  
encuentra dentro de los rangos expuestos en la tabla 1.  
El punto de inflamación en el biodiesel es mayor al del diésel fósil 72,1 °C frente a un  
promedio de 52 °C respectivamente, lo cual es bastante beneficioso, ya que se puede emplear en  
motores con mayores tasas de compresión, los mismos que erogan más potencia y torque.  
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El contenido de agua, aunque se encuentra en el límite, cumple con los rangos  
establecidos en la tabla 1, que es de 0,05% en volumen, al igual que el diésel fósil; una excesiva  
concentración de agua provocaría la separación de fases en las mezclas con diésel fósil, así como  
fomentar la corrosión y presencia de microorganismos que degraden el biodiesel.  
2
2
La viscosidad medida es superior 4,21 mm /s frente a un promedio de 2,5 mm /s del  
diésel de origen fósil, con el consiguiente requerimiento de un sistema de inyección de mayor  
presión para evitar problemas en la combustión, debido a la variación del flujo del combustible  
(Alptekin & Canakci, 2009). Los sistemas de inyección CRD-i caben perfectamente con lo  
mencionado debido a que estos trabajan con presiones bastante elevadas.  
Las cenizas sulfatadas 0,0080% en peso, cumplen con el requerimiento de la norma  
0
,02%, por lo que no generarán depósitos adicionales. El contenido de residuo carbonoso excede  
el límite de la norma en 0,08%, esto debido al alto porcentaje en peso del residuo de carbón en el  
aceite de ricino 0,22% (Morales F.; Vázquez, 2012) (Pérez M.; Perdomo, 2012).  
Finalmente, las pruebas que al biodiesel de higuerilla B10 lo catalogan como combustible  
son el número de cetano, el cual es afectado por la cantidad de metanol empleado en el proceso  
de la transesterificación, éste es superior al del diésel fósil, 51 de acuerdo con el método de  
ensayo ASTM D- 287, mostrada en la tabla 3. Mejorando notoriamente el proceso de  
combustión, sin afectar la entrega de potencia y par motor (Randazzo & Sodré, 2011).  
Así mismo la reducción del contenido de azufre en el combustible contribuye con la vida  
útil del motor, ya que cuando el diésel fósil con un mayor contenido de azufre se consume en la  
cámara de combustión, se forman óxidos de azufre que reaccionan con el vapor de agua para  
formar el ácido sulfúrico. Al igual que el sulfuro de hidrógeno, si estos vapores de ácidos se  
condensan, atacan químicamente las superficies de metal de las guías de válvula, de las camisas  
de los cilindros y pueden afectar los cojinetes (Randazzo & Sodré, 2011).  
La corrosión en la lámina de cobre de acuerdo al método de ensayo ASTM D·130, arrojó  
una clasificación 1b “ligero empañamiento” lo que indica que el biodiesel de higuerilla B10 no  
provoca corrosión en ningún elemento del sistema de combustible, además corrobora en que el  
biodiesel puede estar almacenado por periodos de tiempo relativamente largos sin  
modificaciones mayores en su composición (Karavalakis G. Stournas S., 2010) (Randazzo &  
Sodré, 2011).  
Conclusiones  
La calidad del biodiesel a base de aceite de higuerilla B10 difiere del biodiesel de origen  
fósil, lo cual se debe al proceso de obtención de cada uno, el primero es generado artesanalmente  
en un laboratorio y el segundo proviene de un proceso de refinación a nivel industrial. Lo antes  
mencionado, es evidenciado en los resultados de la caracterización, al cumplir o no con los  
valores estipulados en las Normas NTE INEN 2482, NTE INEN 1489.  
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La caracterización de ciertas propiedades fisicoquímicas del biodiesel, permiten conocer  
la calidad de este, al cumplir o no con los límites permisibles estipulados en las correspondientes  
normas.  
Si se aumenta la cantidad de metanol en el proceso de transesterificación para la  
obtención del biodiesel B10 mejorará el número de cetano y el contenido de éster.  
El valor de la viscosidad cinemática del biodiesel B10 casi dobla el valor del diésel fósil,  
lo que coadyuva en la utilización de este biocombustible en sistema de inyección con mayores  
presiones de trabajo como son los CRD-i, con presiones que exceden los 2000 bares.  
La utilización del biodiesel B10 corrobora con las normativas medioambientales, debido  
a que se reduce del 0,05% contenido en el diésel de origen fósil a 0,0184 % en peso presente en  
el biodiesel de higuerilla B10, esto debido a la reducción en las emisiones de SOx de los gases  
producidos en la combustión.  
El resultado arrojado en la tabla 3 respecto a la corrosión en la lámina de cobre, indica  
que el biodiesel B10 se encuentra en la clasificación 1b, lo que se traduce en la familiaridad de  
éste con las piezas o elementos del motor, sin modificación alguna de estos elementos, sobretodo  
en el sistema de combustible.  
Se instituyen puntos de partida para nuevos proyectos como, conocer los efectos luego de  
las correcciones en la reacción de transesterificación; efectos al ser utilizado en mezclas como  
B5, B15 en motores Diésel con sistemas de inyección CRD-i, cuantificación de las emisiones,  
desempeño y los efectos a corto y largo plazo.  
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