INNOVA Research Journal, ISSN 2477-9024  
Octubre, 2017). Vol. 2, No.10.1 pp. 147-154  
(
DOI: https://doi.org/10.33890/innova.v2.n10.1.2017.570  
URL: http://revistas.uide.edu.ec/index.php/innova/index  
Correo: innova@uide.edu.ec  
Relación existente entre la temperatura del aceite del motor, régimen de giro y  
aceleraciones efectivas RMS, al utilizar gasolina y una mezcla entre gasolina-  
etanol  
Existing ratio between engine oil temperature, rotation rate and effective  
RMS acceleration, when using gasoline and a gasoline-ethanol mixture  
Mg. Andrés Castillo Reyes  
Phd. Marcos Gutiérrez  
Mario Cando  
Bryan Calisto.  
Universidad Internacional del Ecuador, Ecuador  
Autor para correspondencia, acastillos@uide.edu.ec, marcosgutierrez@tablet-school.com,  
candocevallos@hotmail.com, bryancalisto@yahoo.es  
Fecha de recepción: 30 de Junio de 2017 - Fecha de aceptación: 15 de Septiembre de 2017  
Resumen: En este estudio experimental se ha determinado la relación existente entre la  
temperatura del aceite lubricante del motor, el régimen de giro y las aceleraciones mecánicas  
efectivas RMS (Root Mean Square), al utilizar gasolina tipo extra y una mezcla entre gasolina al  
9
5% y etanol al 5% (conocida comercialmente como ecopaís E5); en un vehículo Flex Fuel con  
motor ciclo Otto, sometiéndolo a una prueba estática y dinámica. Los resultados obtenidos  
muestran que la temperatura del lubricante tiende a estabilizarse en un mayor tiempo cuando se  
realiza la prueba con carga al motor, en contraste con el ensayo sin carga. Por otro lado, dicha  
magnitud incrementa conforme aumenta el régimen de giro para los dos casos; siendo esta menor,  
de manera general, al utilizar la mezcla combustible a base de gasolina y etanol. Para el caso de  
las aceleraciones mecánicas, se cumple una tendencia similar, puesto que son menores,  
habitualmente, al utilizar ecopaís E5.  
Palabras clave: etanol; gasolina; temperatura; régimen de giro; aceleraciones mecánicas efectivas  
AbstractIn this experimental investigation, the relationship between engine oil temperature,  
rotation regime and effective mechanical RMS (Root Mean Square) accelerations was determined  
with the use of extra gasoline type and a mixture of 95% gasoline and 5% ethanol (commercially  
known as ecopaís E5); in a Flex Fuel vehicle with Otto cycle engine, under static and dynamic test  
conditions. The obtained results show that the lubricant temperature tends to stabilize in a longer  
time when the test is carried out with load to the engine, in contrast to the test without load. On the  
other hand, this magnitude increases as the regime rises for both cases; being lower, with the use  
of the fuel blend instead of neat gasoline. For the case of mechanical accelerations, it follows a  
similar trend, since they are, usually, smaller when using ecopaís E5.  
Key words: ethanol; gasoline; temperature; rotation regime; effective mechanical accelerations  
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Introducción  
Cuando se habla respecto al desempeño y eficiencia de un motor de combustión interna,  
se conoce que el aceite lubricante es considerado como un factor muy influyente en materia de  
viscosidad, temperatura, espesor, características químicas y otros factores adicionales.  
Estudios han demostrado que, de manera general, al tener un aumento en la temperatura  
del lubricante, su viscosidad tiende a disminuir, ocasionando menor fricción entre componentes  
móviles pertenecientes a la máquina térmica (Harigaya, Suzuki, & Takiguchi, 2003; Severa,  
Havlíček, & Kumbár, 2014) . La fricción interna del motor puede llegar a representar el 50% del  
total de las pérdidas mecánicas (Macián, Tormos, Ruiz, & Miró, 2016). A su vez, un cambio de  
temperatura de tan sólo 100 °C, puede causar una variación de hasta 1000 veces en la viscosidad  
del aceite (Rasid, Mohamad, Ghazali, & Mahmood, 2012). El régimen del motor es un factor  
clave que influirá en los cambios de temperatura del lubricante. Se conoce que el régimen de giro  
es directamente proporcional a la rapidez con la que la temperatura del aceite tienda a variar  
(Cipollone, Di Battista, & Mauriello, 2015). A valores mayores de temperatura del lubricante, se  
consigue incrementos en los valores de torque y potencia del motor; y una reducción en el  
consumo de combustible (Burnete, Moldovanu, & Baldean, 2013). Como un dato adicional, el  
aceite lubricante toma un menor tiempo en calentarse, en contraste con el refrigerante del motor  
(Cipollone et al., 2015). Es importante mencionar que el nivel de temperatura es uno de los  
factores más influyentes en la degradación del aceite (Diaby, Sablier, Le Negrate, El Fassi, &  
Bocquet, 2009).  
El espesor de la película del aceite está relacionado con la viscosidad del mismo, su  
presión de operación dentro del circuito de lubricación, y el régimen del motor. A mayor  
viscosidad, el espesor aumentará. En los ciclos de admisión y escape se tendrá mayores  
espesores en comparación a los ciclos de compresión y expansión (variación de temperatura)  
(Harigaya et al., 2003). El incremento de la presión de lubricación provocará que la viscosidad  
sea mayor (Bair, 2000; Bair, Jarzynski, & Winer, 2001), aumentando de igual manera el espesor.  
Estudios han demostrado que conforme incrementa las revoluciones de giro, el espesor de la  
película de aceite tiende a aumentar, y su viscosidad a disminuir, aludiendo este fenómeno  
persistente a diferentes hipótesis (Harigaya et al., 2003).  
Producto del deslizamiento vertical que realiza el pistón, se produce una pequeña capa de  
aceite adherida a la pared del cilindro. En las fases de admisión y compresión, se produce una  
emulsión entre esta capa y parte del combustible que ingresa (de Albuquerque, de Andrade  
Ávila, Barros Zárante, & Sodré, 2011). Cuando se utiliza combustible con contenido de etanol,  
se conoce que en una mezcla producida a 100 °C entre el aceite y este hidrocarburífero,  
ocasionará una evaporación rápida y total del etanol; a su vez, la contaminación de etanol en el  
aceite produce la disminución del espesor de la película lubricante; fenómeno denegado cuando  
se produce la evaporación de este alcohol etílico por la temperatura del aceite (Costa & Spikes,  
2
016).  
Al referirnos a vibraciones acústicas y mecánicas generadas por el funcionamiento del  
motor, el impacto del pistón contra la pared del cilindro en sus diferentes modos (fuerzas  
laterales), juega un papel importante en la vibración horizontal del motor (Albarbar, Gu, Ball, &  
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Starr, 2007). Por otro lado, al disminuir la fricción entre componentes del motor (por  
disminución de viscosidad en el aceite), se generará un menor ruido (Rasid et al., 2012).  
Esta investigación forma parte de un macro estudio, en el cual se han conseguido  
resultados con relación a emisiones, torque y potencia, vibraciones del motor y temperatura del  
aceite lubricante; en un vehículo Flex Fuel, al utilizar dos tipos de combustible, sometidos a dos  
diferentes modalidades de prueba. Sin embargo, en este documento se expone solamente la  
relación generada entre la temperatura del aceite, el régimen del motor y las aceleraciones  
mecánicas efectivas RMS.  
Materiales  
Especificaciones del Vehículo  
En la tabla 1 se exponen las características del vehículo utilizado para el estudio. El aceite  
lubricante equipado en el motor, de tipo sintético, tiene un índice de viscosidad 20W50.  
Tabla 1. Características principales del vehículo utilizado.  
Parámetro  
Descripción  
Modelo  
Tipo Motor  
Cilindraje  
Ford F150 4X2 XLT Flex Fuel  
Ciclo OTTO  
3700 cc  
Cilindros  
V6  
Relación de Compresión  
N° Válvulas  
Máxima potencia  
Máximo Torque  
Tracción  
10,5:1  
24  
302 Hp @ 6500 RPM  
278 Lb-Ft @ 4000 RPM  
Posterior  
Transmisión  
Tipo aceite  
6 velocidades (automático)  
20W50 (sintético)  
Especificaciones de los Combustibles  
En la tabla 2 se exponen las características principales de los dos combustibles utilizados  
en los ensayos: gasolina tipo extra (88,4 octanos RON), y una mezcla entre gasolina y etanol al  
5
2
%, conocida como acopias E5 (89,3 octanos RON) (Gutiérrez, Iñiguez, Cadena, & Santiana,  
017)  
Tabla 2. Características principales de los combustibles  
Combustible  
Nafta  
Mezcla Nafta + Etanol  
% de Etanol Nombre comercial  
0 %  
5 %  
Gasolina tipo extra  
Ecopaís  
Especificaciones de Equipos  
Para la obtención de los valores de temperatura del aceite, se utilizó el instrumento de  
medición de gases Brain Bee AGS-688, el cual brinda la posibilidad de obtener dicha magnitud,  
mediante una sonda PT100. El instrumento capta temperaturas en el rango de 20 a 150 °C, con  
una resolución de 1 °C.  
Se ha utilizado un dinamómetro de chasís, de 4 rodillos, para la simulación de los  
métodos de ensayos. El equipo utilizado para la medición de vibraciones del motor responde a  
las mismas características de una de las investigaciones experimentales que forman parte del  
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macro estudio expuesto en un inicio, en el cual se analizan los efectos de las oscilaciones  
mecánicas generadas por los dos combustibles utilizados (Gutiérrez et al., 2017).  
Métodos  
El estudio ha sido dividido en dos etapas: 1) Prueba estática, variando el régimen del  
motor desde 1000 a 4000 rpm, incluyendo el valor a ralentí; y 2) Prueba dinámica, a las mismas  
revoluciones. La toma de medidas se ha realizado en intervalos de 1000 rpm.  
Para las pruebas estática y dinámica, se ha colocado al vehículo sobre el dinamómetro de  
chasis, con la diferencia de que en la primera prueba indicada lógicamente la transmisión del  
vehículo no genera movimiento a los rodillos. Para el segundo tipo de prueba, la carga aplicada a  
la transmisión tan solo fue la resistencia que presentan los rodillos a su libre giro; razón por la  
cual este valor ha sido despreciado durante el análisis de los resultados. La sonda PT100 fue  
introducida en el compartimiento de la bayoneta del aceite, respetando su longitud.  
Resultados  
En las tablas 3 y 4 se detallan los valores obtenidos referentes a temperatura de aceite y  
aceleraciones efectivas RMS, en relación con el régimen del motor, tanto para la prueba estática  
como para la dinámica.  
Tabla 3. Resultados para la prueba estática  
Con GASOLINA  
Régimen Motor Temperatura aceite Aceleraciones RMS  
Con ECOPAÍS  
Temperatura aceite  
Aceleraciones RMS  
m/s²  
rpm  
Ralentí  
ºC  
97  
98  
107  
112  
120  
m/s²  
ºC  
99  
101  
105  
110  
117  
0,1653  
0,2626  
2,0352  
1,8102  
1,7096  
0,2208  
0,3152  
1,1980  
2,3005  
1
2
3
4
000  
000  
000  
000  
1,4170  
Tabla 4. Resultados para la prueba dinámica  
Con GASOLINA  
Con ECOPAÍS  
Régimen Motor Temperatura aceite  
Aceleraciones RMS  
m/s²  
Temperatura aceite  
Aceleraciones RMS  
m/s²  
rpm  
ºC  
ºC  
1
000  
000  
000  
000  
112  
112  
113  
123  
0,3831  
1,9561  
2,4158  
1,1504  
111  
112  
117  
120  
0,3083  
1,2484  
2,1426  
1,0194  
2
3
4
Análisis de Resultados  
Temperatura Aceite  
Para la prueba estática realizada, funcionando el motor con combustible gasolina tipo  
extra y el denominado ecopaís (mezcla gasolina y etanol); a regímenes de velocidad desde ralentí  
hasta 1000 rpm, la temperatura del lubricante fue mayor cuando se utilizó combustible ecopaís,  
en contraste con el ensayo con gasolina. Una de las posibles causas está relacionada a la mayor  
fricción entre componentes internos, debido a la baja viscosidad del aceite en estos puntos  
(Burnete et al., 2013), lo que podría ocasionar que el incremento de calor generado por el trabajo  
entre dichas partes se transmita hacia el aceite. Para velocidades desde 2000 a 4000 rpm, la  
temperatura fue mayor en el ensayo con gasolina. Con ecopaís, el comportamiento de la  
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variación de temperatura del aceite es más estable. De manera general, la temperatura del aceite  
con ecopaís es menor, debido a que dicho combustible posee menor poder calorífico (Cooney,  
Yeliana, Worm, & Naber, 2009). En las figuras 1 y 2 se muestra el análisis en mención.  
Figura 1. Efectos del combustible ecopaís y gasolina extra, en la temperatura del aceite (prueba estática – gráfico 1).  
Figura 2. Efectos del combustible ecopaís y gasolina extra, en la temperatura del aceite (prueba estática – gráfico 2).  
Para la prueba dinámica, a velocidades desde 1000 a 2000 rpm, la temperatura es menor  
con ecopaís. Desde 2000 hasta valores superiores a 3000 rpm, la temperatura es mayor con  
ecopaís (muestra de una demora en su estabilización). En 4000 rpm, dicha temperatura decrece.  
Una causa posible de este descenso se debe a que el etanol proporciona a la mezcla un mayor  
valor de octanaje y mayor velocidad de llama (Cooney et al., 2009), ocasionando disminuir las  
pérdidas de energía del combustible en calor no aprovechado; y a su vez, reducir la generación  
de calor producto de la fricción entre el pistón y pared del cilindro, siendo esta mayor cuando se  
da el golpeteo no controlado. En las figuras 3 y 4 se muestra el análisis en mención.  
Figura 3. Efectos del combustible ecopaís y gasolina extra, en la temperatura del aceite (prueba dinámica – gráfico  
1
).  
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Figura 4. Efectos del combustible ecopaís y gasolina extra, en la temperatura del aceite (prueba dinámica – gráfico  
2
).  
Aceleración RMS (vibraciones)  
Para la prueba estática, en velocidades desde ralentí a 1000 rpm, los valores de  
aceleración RMS son mayores con el uso de ecopaís, pero en mínimas cantidades (despreciables).  
Desde 1000 a velocidades superiores a 2000 rpm, los valores RMS son considerablemente  
menores en comparación con gasolina (posible causa valor de octanaje (Cooney et al., 2009). En  
3
000 rpm, el valor es mayor con ecopaís (posiblemente, en este punto se dio el fenómeno de  
emulsión entre el aceite y el combustible con etanol que, al estar el aceite a una temperatura de  
1
2
10 °C, la cantidad de alcohol se evaporó, afectando a la calidad de combustión (Costa & Spikes,  
016), y tiende a decrecer con un régimen hasta 4000 rpm. La posible causa de mayor  
aceleración efectiva RMS con gasolina se debe a que la viscosidad del lubricante disminuye  
conforme aumenta la temperatura, ocasionando un mayor adelgazamiento de la película de aceite  
que generará que el contacto entre superficies de partes móviles produzca un incremento en las  
vibraciones del motor debido a su fricción (Macián et al., 2016; Severa et al., 2014). En las  
figuras 5 y 6 se muestra el análisis en mención.  
Figura 5. Efectos del combustible ecopaís y gasolina extra, en la aceleración RMS (prueba estática – gráfico 1).  
Figura 6. Efectos del combustible ecopaís y gasolina extra, en la aceleración RMS (prueba estática – gráfico 2).  
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Para la prueba dinámica, a 1000 rpm el comportamiento de la aceleración para los dos  
casos es semejante; conforme se aumenta el régimen del motor, se empieza a generar una brecha  
significativa hasta los 3000 rpm. A partir de este punto, para los dos casos, la aceleración decrece  
casi con la misma tendencia, y en valores similares. Estudios demuestran que conforme aumenta  
el régimen del motor, a pesar de que la viscosidad del aceite disminuye, el espesor del lubricante  
aumenta (Harigaya et al., 2003). Una posible razón de la disminución de la aceleración RMS se  
debe a que a temperaturas y regímenes del motor altos, el caudal de fuga que atraviesa por los  
taladros de lubricación, supera al que proporcionará la bomba de aceite; lo que ocasiona que el  
espesor de la película lubricante crezca y disminuya así el espacio entre componentes móviles  
del motor (Rasid et al., 2012). En las figuras 7 y 8 se muestra el análisis en mención.  
Figura 7. Efectos del combustible ecopaís y gasolina extra, en la aceleración RMS (prueba dinámica – gráfico 1).  
Figura 8. Efectos del combustible ecopaís y gasolina extra, en la aceleración RMS (prueba dinámica – gráfico 2).  
Conclusiones  
Respecto a la temperatura de aceite, ésta tiende a estabilizarse en un mayor tiempo  
cuando se aplica carga al motor, a diferencia del funcionamiento sin carga; sin embargo, la  
temperatura para los dos casos tiende a llegar al mismo punto.  
De manera general, la temperatura del aceite al utilizar ecopaís es menor, con respecto a  
cuándo se utiliza gasolina. Para los dos casos, la temperatura siempre tenderá a aumentar  
conforme incremente el régimen de giro del motor. En relación con las aceleraciones mecánicas  
efectivas RMS, éstas son menores cuando se utiliza ecopaís. A velocidades de giro elevadas, para  
los dos tipos de combustibles, dichas aceleraciones disminuyen.  
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