Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 6 Núm. (11) 2023. ISSN: 2737-6249  
Obtención de combustibles a partir de pirólisis de material plástico reciclado de polietileno de alta densidad  
(PEAD)  
DOI: https://doi.org/10.46296/ig.v6i11.0090  
OBTENCIÓN DE COMBUSTIBLES A PARTIR DE PIRÓLISIS DE  
MATERIAL PLÁSTICO RECICLADO DE POLIETILENO DE ALTA  
DENSIDAD (PEAD)  
OBTAINING FUELS FROM THE PYROLYSIS OF RECYCLED HIGH-  
DENSITY POLYETHYLENE PLASTIC MATERIAL (HDPE)  
1
1
Guachamin-Valencia Cristian Santiago *; Castro-García Cristhian Jesús ; García-Muentes  
1
2
1
Segundo Alcides ; García-Ávila Segundo Alcides ; Cevallos-Cedeño Ramón Eudoro ; García-  
1
Vinces Gonzalo Oswaldo  
1Carrera de Ingeniería Química, Facultad de Ciencias Matemáticas, Físicas y Químicas,  
Universidad Técnica de Manabí, UTM. Portoviejo, Ecuador.  
2Hospital Básico Padre Miguel Fitzgerald. Chone, Ecuador.  
*Correo: cguachamin8701@utm.edu.ec  
Resumen  
En la actualidad, el incremento desmesurado de residuos plásticos representa un problema ambiental,  
los cuales debido a su escasa biodegradabilidad contaminan ecosistemas y aceleran el calentamiento  
global. Por otra parte, la economía del planeta gira alrededor de los combustibles fósiles; sin embargo,  
para obtener este tipo de combustibles se tiene que realizar una serie de procesos que conllevan al  
deterioro del medio ambiente, tales como áreas de producción en las que contaminan el suelo, el aire  
y el agua. Con estos antecedentes, el objetivo de este trabajo de investigación es obtener  
combustibles a partir del material plástico reciclado de polietileno de alta densidad (PEAD), como  
mecanismo de reducción de los niveles de contaminación volumétrica de los desechos plásticos en el  
medio ambiente, conduciendo a una nueva alternativa de obtención de combustibles mediante la  
determinación de cada uno de los compuestos del proceso de la pirólisis. En tal virtud, en este trabajo  
de investigación experimental, se analizó el método de obtención de combustibles a partir de  
polietileno de alta densidad (PEAD), empleando una reacción térmica denominada pirólisis durante  
un tiempo de 2 horas. El proceso consistió en romper la estructura molecular del compuesto plástico  
en condiciones de temperatura a 380 ºC y presión constante en ausencia de oxígeno dando paso a  
compuestos más livianos conocidos como hidrocarburos, obteniendo resultados favorables como el  
rendimiento del 45.565%, porcentajes de gasolina del 7.315%, keroseno 32.901% y diésel 20.126%.  
Palabras clave: Combustibles, medioambiente, pirólisis, polietileno de alta densidad, plástico.  
Abstract  
Currently, the excessive increase of plastic waste represents an environmental problem, which, due to  
its low biodegradability, pollutes ecosystems and accelerates global warming. On the other hand, the  
planet's economy revolves around fossil fuels; however, to obtain this type of fuels, a series of  
processes must be carried out that lead to environmental deterioration, such as production areas in  
which soil, air and water are polluted. With this background, the objective of this research work is to  
obtain fuels from recycled plastic material of high density polyethylene (HDPE), as a mechanism to  
reduce the levels of volumetric contamination of plastic waste in the environment, leading to a new  
alternative for obtaining fuels by determining each of the compounds of the pyrolysis process.  
Therefore, in this experimental research work, the method of obtaining fuels from high density  
polyethylene (HDPE) was analyzed, using a thermal reaction called pyrolysis for a period of 2 hours.  
The process consisted of breaking the molecular structure of the plastic compound under temperature  
conditions at 380 ºC and constant pressure in the absence of oxygen, giving way to lighter compounds  
known as hydrocarbons, obtaining favorable results such as a yield of 45.565%, gasoline percentages  
of 7.315%, kerosene 32.901% and diesel 20.126%.  
Keywords: Fuels, environment, pyrolysis, high density polyethylene, plastic.  
Información del manuscrito:  
Fecha de recepción: 25 de marzo de 2022.  
Fecha de aceptación: 27 de mayo de 2022.  
Fecha de publicación: 10 de enero de 2023.  
1
55  
Guachamin-Valencia et al. (2023)  
1
. Introducción  
termofijos y elastómeros (Ministerio  
de Educación de Argentina, 2011);  
sin embargo, uno de los plásticos  
que más se genera y consume a  
nivel mundial es el polietileno de alta  
densidad (PEAD), que ha generado  
un gran impacto negativo en el  
medio ambiente, por su acelerado  
desecho y acumulación.  
El incremento a gran escala de  
residuos plásticos, constituye un  
grave problema ambiental, ya que,  
debido a su extenso tiempo de  
descomposición,  
ecosistemas  
contaminan  
aceleran el  
y
calentamiento global, en adición a  
esto la economía mundial depende  
en gran medida de los combustibles  
fósiles. No obstante, la obtención de  
este tipo de combustibles requiere  
de la realización de una serie de  
procesos, los que conllevan a la  
mengua del medio ambiente. En  
atención a esta problemática Lojano  
En el intento de disminuir el impacto  
ambiental, el reciclado químico se  
erige como un nuevo mecanismo  
para el reutilizamiento de los  
residuos plásticos, es así que, con el  
reciclaje químico de los residuos  
plásticos se transforma el material  
plástico a través del proceso de  
pirólisis sin intercambio de oxígeno,  
el que consiste en separar las  
moléculas de polímeros y obtener los  
componentes originales del plástico  
(2020) manifiesta que los plásticos  
pueden ser útiles en diversas  
aplicaciones, como consecuencia de  
su bajo costo de producción y de sus  
propiedades termo resistentes, por lo  
cual los plásticos se constituyen en  
uno de los materiales de mayor uso  
y producción en el mundo.  
con  
estructura  
molecular  
[
−퐶퐻 퐶퐻 −] , transformándolos en  
2
2
푛
diferentes  
sustancias  
como  
hidrocarburos sólidos, líquidos y  
gaseosos (Espinoza & Naranjo,  
Los plásticos están compuestos por  
polímeros que son moléculas  
formadas por la unión de moléculas  
2
014).  
más reducidas elementales  
llamadas monómeros (Instituto de  
Educación Superior Agustín  
y
Los hidrocarburos líquidos obtenidos  
del reciclado químico por pirólisis  
térmica en ausencia de oxígeno,  
contienen una amplia gama de  
sustancias derivadas del petróleo  
Espinosa, 2014). Existen diversos  
tipos de plásticos, los cuales se  
clasifican  
en:  
termoplásticos,  
(Rejas et al., 2015, en la que se  
1
56  
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 6 Núm. (11) 2023. ISSN: 2737-6249  
Obtención de combustibles a partir de pirólisis de material plástico reciclado de polietileno de alta densidad  
(PEAD)  
encuentra  
una  
mezcla  
de  
(PEAD), como mecanismo de  
reducción de los niveles de  
contaminación volumétrica de los  
desechos plásticos en el medio  
ambiente, conduciendo a una nueva  
compuestos tales como: gasolina,  
queroseno, diésel, ceras y gases  
inflamables, que posteriormente  
pueden ser tratadas por un proceso  
de refinación, planteando una de las  
alternativas para tratar diversos tipos  
de plásticos y contribuyendo así al  
desarrollo sostenible del medio  
ambiente.  
alternativa  
de  
obtención  
mediante  
de  
la  
combustibles  
determinación de cada uno de los  
compuestos del proceso de la  
pirólisis.  
En los últimos años, se han  
2. Metodología  
empleado  
numerosas  
técnicas  
2
.1. Materiales  
analíticas que permiten llevar a cabo  
estudios sobre la calidad y los  
componentes que poseen los  
combustibles, identificando sus  
posibles adulteraciones o límites  
permisibles que cumplen las  
diferentes naciones respecto a las  
El PEAD, es un material muy ligero,  
versátil, duradero y resistente a la  
humedad. Está conformado por  
macromoléculas  
ramificaciones;  
de  
escasas  
gran  
posee  
cristalinidad y una alta resistencia.  
Dispone de una notable resistencia  
térmica y química, con una excelente  
resistencia al impacto, por lo tanto,  
se constituye en uno de los  
materiales predilectos para la  
aplicación del método de pirólisis,  
exento de oxígeno y heteroátomos  
como azufre, cloro y nitrógeno  
normativas  
que  
regulan  
la  
composición de los mismos. Entre  
las técnicas más disponibles se  
destacan el análisis de los  
parámetros  
fisicoquímicos,  
las  
las  
técnicas cromatográficas  
y
espectroscópicas (Dadson et al.,  
017), que con frecuencia se  
2
(
Calderón Sáenz, 2016).  
asocian con métodos de análisis  
multivariante.  
El  
constituido por galones y canecas  
figura 1), los cuales fueron  
material  
plástico  
estuvo  
En tal virtud el objetivo de este  
artículo es, obtener combustibles a  
partir del material plástico reciclado  
de polietileno de alta densidad  
(
obtenidos mediante recolección en  
restaurantes de comidas rápidas,  
1
57  
Guachamin-Valencia et al. (2023)  
hoteles y patios de comidas en  
mercados.  
2.2. Reactor de pirólisis  
Para realizar la pirólisis, se empleó  
un reactor cilíndrico, compuesto de  
acero galvanizado de las siguientes  
características:  
espesor  
2
milímetros, diámetro 24 centímetros,  
altura 30 centímetros, y 13.5 litros de  
volumen efectivo (figura 3). El  
reactor, fue acoplado a una tubería  
de acero inoxidable con las  
siguientes medidas 6 milímetros de  
diámetro y 1.5 metros de longitud;  
posteriormente ensamblado a un  
equipo de condensación de gases  
Figura 1. Material plástico reciclado.  
Una vez obtenidos los envases  
plásticos,  
se  
realizaron  
los  
tratamientos necesarios de limpieza  
para su posterior proceso, como el  
desetiquetado, lavado y secado.  
(figura 4).  
Para lograr llevar a cabo el ensayo,  
fue necesario disminuir el tamaño del  
plástico a dimensiones de 3 mm de  
ancho y 15 cm de largo con el fin de  
lograr introducirlas al reactor de  
pirólisis de una manera más  
conveniente.  
Esta  
operación,  
un mejor  
Figura 3. Reactor empleado en el  
permitió obtener  
proceso de pirólisis.  
rendimiento en el proceso para la  
obtención del producto final.  
Figura 4. Diseño del reactor.  
Figura 2. Material plástico cortado.  
1
58  
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 6 Núm. (11) 2023. ISSN: 2737-6249  
Obtención de combustibles a partir de pirólisis de material plástico reciclado de polietileno de alta densidad  
(PEAD)  
Es importante señalar que, el reactor  
empleado en este método está  
fabricado de forma artesanal. Para  
alcanzar la temperatura necesaria,  
se utilizó gas doméstico (GLP) como  
fuente de calor, y para comprobar la  
y salida del refrigerante, sellando  
todas las fugas para un correcto  
desempeño de la unidad.  
temperatura  
se  
empleó  
un  
termómetro industrial.  
2
.3. Equipo de condensación de  
gases  
La unidad de condensado, se  
contempló en el proceso para el  
cambio de estado, de gas a líquido  
por la diferencia de temperaturas, en  
donde el material resultante de la  
pirólisis se enfrió directamente sobre  
un sistema de conductos en cuyo  
Figura 5. Condensador de gases.  
2
.4. Sistema de recolector de  
muestra de forma anaerobia  
El sistema se construyó de manera  
artesanal, verificando las posibles  
fugas de gas antes de su ensamblaje  
al proceso general de la pirólisis.  
Esta etapa de operación, consistió  
en mantener el proceso de forma  
anaerobia; es decir, que se debe  
llevar a cabo en ausencia de  
oxígeno. Esta operación cuenta con  
dos etapas; en la primera, los gases  
condensados y no condensados  
pasan al recolector de muestras  
líquidas donde se separa el gas no  
condensado del producto líquido. En  
la segunda etapa, los gases no  
condensados por el aumento  
constante de volumen gaseoso,  
pasan a una trampa de agua, donde  
interior  
circula  
por  
agua  
un  
como  
circuito  
sin  
refrigerante  
totalmente  
independiente  
contacto directo con los compuestos  
obtenidos por la ruptura térmica del  
plástico en el reactor.  
Cabe recalcar, que el equipo de  
condensación que se empleó para el  
estudio, fue elaborado de manera  
artesanal (figura 5), el cual consiste  
en pasar una tubería de cobre en  
forma de espiral por un cilindro de  
acero galvanizado con las mismas  
dimensiones del reactor, el cual se  
sometió a una soldadura y se adaptó  
con válvulas de bola para la entrada  
1
59  
Guachamin-Valencia et al. (2023)  
los gases se liberan sin permitir la  
entrada de oxígeno al proceso.  
La figura 6 muestra el ensamblaje  
estructural de la trampa de gases  
empleada.  
Figura 7. Antorcha.  
2
.6. Descripción del cromatógrafo  
de gases  
Esta técnica analítica ha sido  
ampliamente empleada por la  
industria del petróleo, con el  
desarrollo de metodologías que  
permiten identificar los componentes  
de los combustibles. El método se  
basa en la separación de los  
diferentes compuestos que integran  
la muestra en función de su  
volatilidad, obteniéndose así una  
huella dactilar cromatográfica que,  
mediante comparación con los  
cromatogramas de las gasolinas de  
referencia, permite detectar las  
adulteraciones (Moreira et al., 2003).  
Figura 6. Trampa de gases.  
2
.5. Antorcha  
Para esta operación se empleó una  
antorcha, que consta de una válvula  
de paso en ángulo de 90 grados  
obtenidas de tanques de gas  
refrigerante (figura 7), enlazado a la  
segunda  
recolector de muestras con el fin de  
presenciar hidrocarburos no  
etapa  
del  
sistema  
condensados del proceso de  
pirólisis; no obstante, esta operación  
también tiene fines ecológicos al  
transformar los compuestos no  
condensados, a dióxido de carbono,  
agua y monóxido de carbono,  
salvaguardando la seguridad del  
ensayo y de quienes realizaron el  
trabajo.  
La cromatografía de gases acoplada  
con la espectrometría de masas  
(GC-MS), ha resultado útil para la  
evaluación y determinación de los  
componentes de la mezcla de  
hidrocarburos (Skrobot et al., 2007).  
El beneficio de esta técnica, radica  
1
60  
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 6 Núm. (11) 2023. ISSN: 2737-6249  
Obtención de combustibles a partir de pirólisis de material plástico reciclado de polietileno de alta densidad  
(PEAD)  
en el espectro de masas de cada  
componente del combustible  
combustibles de alta calidad en la  
industria petroquímica. Este método,  
transforma el plástico mediante  
separado por cromatografía de  
gases; los cuales son considerados  
como una huella dactilar de cada  
compuesto y permite identificar cada  
procesos químicos  
y
térmicos,  
dependiendo del producto que se  
desee obtener y el tipo de plástico  
que se vaya a utilizar (Arandes et al.,  
2004).  
pico  
del  
cromatograma  
sin  
necesidad de comparar el tiempo de  
retención de los analitos y los  
patrones.  
En esta categoría, existen una gran  
variedad de tratamientos químicos  
que se pueden incluir como la  
pirólisis, despolimerización química,  
gasificación, craqueo catalítico,  
hidrogenación y conversión catalítica  
2
2
.7. Métodos  
.7.1. Métodos de reciclado de los  
residuos plásticos  
Los residuos plásticos utilizados,  
fueron catalogados mediante la  
norma técnica ecuatoriana NTE  
INEN 2634:2012, en donde pasaron  
por un proceso de lavado, secado y  
cortado para su posterior ingreso al  
reactor.  
(
Arce & Suárez, 2017).  
2
.7.2. Ensayo de la pirólisis  
El material PEAD, fue sometido a un  
pre- tratamiento de lavado, secado y  
cortado. Posteriormente, pasa al  
reactor a temperaturas de 300 a 400  
ºC. Durante el proceso de pirólisis,  
suceden varias reacciones de  
cracking de las moléculas originales,  
De los métodos de reciclado de  
residuos plásticos, para esta  
investigación se aplicó el método  
terciario o denominado reciclado  
químico, el cual consiste en  
obteniendo  
como  
resultado  
hidrocarburos con una composición  
fuertemente influenciada por la clase  
de materiales originales y con menor  
peso molecular (Calderón Sáenz,  
aprovechar componentes  
los  
característicos del plástico llamados  
monómeros  
y
convertirlos en  
Este producto  
2
016).  
hidrocarburos.  
obtenido puede ser utilizado para  
obtener nuevos polímeros  
aprovecharlos para obtener  
De acuerdo con la información  
bibliográfica de Espinoza & Naranjo  
(2014), se trabajó en ausencia de  
o
1
61  
Guachamin-Valencia et al. (2023)  
catalizadores de zeolita, ya que su  
uso desfavorece la obtención de  
mayor cantidad de combustible  
líquido.  
expresa en porcentaje y se calcula  
mediante la siguiente ecuación.  
Peso de la mezcla obtenida  
푥100  
Peso del PEAD utilizado  
%
R =  
Para obtener la mezcla de  
combustibles a partir de la pirólisis,  
se controlaron las temperaturas del  
proceso hasta alcanzar los 380 ºC,  
manteniéndola constante durante 2  
horas consecutivas de producción.  
Color y olor: Para lograr determinar  
el color característico, se colocó una  
pequeña muestra de la mezcla  
obtenida y se comparó con el color  
blanco de una hoja de papel.  
Las pruebas realizadas para  
establecer el olor, no fueron  
estandarizadas ni normalizadas; en  
este caso, fue necesario la  
percepción propia del olfato para  
poder determinar si se asemeja a  
una sustancia conocida.  
Según la revisión de la información  
bibliográfica sobre las condiciones  
de operación en reactores similares  
a los disponibles, se determinaron  
las variables de operación: tiempo y  
cantidad  
mantuvieron parámetros como la  
temperatura, corriente de  
de  
producción;  
se  
Densidad: Para realizar el análisis  
de la densidad, se tomó en cuenta la  
NTE INEN 923:2013.  
refrigerante, y calor empleado hacia  
el reactor.  
Utilizando un picnómetro de 10 ml,  
en primer lugar, se calculó su peso  
(figura 8), y luego el peso de éste  
instrumento con agua (figura 9), en  
una balanza analítica con una  
sensibilidad de 0.1 g, la cual fue  
previamente limpiada y tratada para  
evitar errores en los cálculos.  
2
.7.3. Ensayos físico-químicos  
De acuerdo con Arce & Suárez  
2017) se aplicaron las pruebas  
(
fisicoquímicas a la mezcla de  
combustible obtenido en el proceso  
de pirólisis, mismas que se detallan  
a continuación:  
Rendimiento: Es la cantidad de la  
mezcla de combustible obtenida en  
relación con la cantidad de plástico  
PEAD utilizado para el ensayo. Se  
1
62  
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 6 Núm. (11) 2023. ISSN: 2737-6249  
Obtención de combustibles a partir de pirólisis de material plástico reciclado de polietileno de alta densidad  
(PEAD)  
Figura 10. Picnómetro con muestra.  
Figura 8. Picnómetro vacío.  
Las fórmulas que se utilizaron para la  
determinación de la densidad fueron  
las siguientes:  
mpꢁꢂ+ꢀꢁq − mpꢁꢂ vꢃꢂꢁꢄ  
ρꢀꢁq = (  
) ꢆρ  
ꢈ
H O  
ꢇ
mpꢁꢂ+ꢃgꢅꢃ − mpꢁꢂ vꢃꢂꢁꢄ  
Donde,  
ρꢀꢁq: densidad de la muestra.  
Figura 9. Picnómetro con agua.  
mpꢁꢂ+ꢀꢁq: masa del picnómetro con  
muestra.  
Conociendo estos datos, se realizó  
el análisis de la densidad de la  
mezcla de combustibles obtenidos. A  
continuación, se vertió la muestra en  
el picnómetro. Se colocó el tapón de  
mpꢁꢂ+ꢃgꢅꢃ: masa del picnómetro con  
agua  
mpꢁꢂ vꢃꢂꢁꢄ: masa del picnómetro  
vacío.  
tubo  
capilar  
(figura  
10)  
manteniéndolo en estado líquido a  
una temperatura de 35,9 a 50 ºC,  
temperatura que se trabajó en todos  
los análisis.  
ρ
: densidad del agua a la  
H O  
ꢇ
temperatura deseada.  
Grados API: Los grados API se  
establecieron en función de la norma  
técnica ecuatoriana NTE INEN 2319,  
en donde se menciona que la  
gravedad API, es una escala  
1
63  
Guachamin-Valencia et al. (2023)  
arbitraria que se relaciona con la  
se procedió a determinar la  
viscosidad cinemática como se  
muestra a continuación:  
densidad  
específica) a 60/60 °F (15.56/15.56  
C) y se define por la siguiente  
ecuación:  
relativa  
(gravedad  
°
μ
ꢍ =  
ρ
1
41.5  
Donde,  
°
API =  
− 131.5  
GEꢉ℃ꢊ  
ꢍ: viscosidad cinemática.  
μ: viscosidad dinámica.  
ρ: densidad.  
ρꢋꢅꢋꢌ  
ρr =  
ρꢄ  
Donde,  
Una vez determinados los valores  
de  
viscosidad  
dinámica  
y
°
퐴푃퐼: grados API.  
cinemática, se evaluó el estado  
físico de las muestras en función de  
퐺퐸ꢉ35,9℃ꢊ: gravedad específica  
en ℃.  
su  
temperatura,  
densidad  
y
viscosidad.  
휌푟: densidad relativa.  
Punto de fusión y solidificación:  
휌표: densidad de referencia (H2O).  
El análisis del punto de fusión y  
Posteriormente, se compararon  
los resultados con el tipo de crudo  
según los grados API.  
solidificación  
empleando  
se  
una  
determinó  
gráfica de  
temperatura vs tiempo, el cual  
consistió en determinar el cambio  
de estado del producto resultante  
de la pirólisis de material plástico  
reciclado PEAD a una temperatura  
ascendente; posteriormente, se  
realizó una curva de calentamiento  
para determinar los estados sólido-  
líquido de la muestra analizada.  
Viscosidad:  
Este  
método,  
consiste en someter la muestra a  
un análisis de reología, con el fin  
de determinar las propiedades  
dinámicas y el comportamiento  
de fluidez, el cual consiste en  
colocar la muestra en el reómetro  
ajustando los sistemas de  
medición de temperatura en 35  
ºC a 80 ºC. Obtenidos estos  
valores de viscosidad dinámica,  
Punto  
de  
inflamación  
y
combustión: Para realizar este  
análisis, se tomó en cuenta la  
1
64  
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 6 Núm. (11) 2023. ISSN: 2737-6249  
Obtención de combustibles a partir de pirólisis de material plástico reciclado de polietileno de alta densidad  
(PEAD)  
norma NTE INEN 808: 2013, con la  
que se determinaron los puntos de  
inflamación y fuego de productos  
derivados del petróleo, proceso que  
se realizó a todos los productos con  
puntos de inflamación superiores a  
Figura 11. Prueba para determinar el  
7
9 °C (175 °F) e inferiores a 400 °C  
punto de inflamación.  
(752 °F), exceptuando los aceites  
combustibles.  
2
.8.  
Metodología  
de  
Al no contar con un vaso de  
Cleveland, se utilizó un vaso de  
aluminio. Se inició limpiando el  
recipiente con agua destilada, con  
el fin de eliminar cualquier sustancia  
o compuesto que pueda causar  
alteraciones. En este análisis, se  
tomó en consideración el desarrollo  
de 4 diferentes pesos de la muestra,  
con la finalidad de obtener el tiempo  
de inflamabilidad, combustión y la  
temperatura máxima.  
cromatografía GC-MS  
Para obtener el cromatograma de  
los compuestos que posee la  
mezcla de combustibles, se utilizó  
un cromatógrafo GC-MS con la  
ayuda  
de  
los  
laboratorios  
acreditados de la Universidad  
Central del Ecuador.  
En primer lugar, se preparó una  
disolución de la muestra, añadiendo  
1
00 µL a un vial que contiene 1.5  
mL de cloroformo; se preparó el  
equipo GC-MS ingresando el  
método a emplearse en el análisis.  
Posterior a esto, el equipo lava la  
jeringa por tres ocasiones con  
solvente y, a continuación, se repite  
el proceso con la muestra diluida.  
Seguidamente, el equipo toma un  
volumen específico de la muestra y  
ejecuta la inyección. El equipo  
procede a realizar el análisis,  
obteniendo el cromatograma y los  
Con la balanza digital, se comenzó  
a pesar la cantidad de 1 g de la  
muestra y se colocó en el vaso de  
aluminio. A continuación, con la  
ayuda de un encendedor de cocina  
se sometió a calor, dando a conocer  
la temperatura máxima y el tiempo  
de combustión del combustible. De  
la misma manera, se realizó para  
los siguientes pesos de las  
muestras.  
1
65  
Guachamin-Valencia et al. (2023)  
espectros de masa de los  
componentes de la sustancia  
gran medida en función de los  
equipos empleados en este  
trabajo, debido a que se utilizaron  
analizada.  
Finalmente,  
se  
exportaron los datos, obteniendo la  
gráfica para su posterior análisis y  
discusión.  
equipos  
ensamblados  
por los  
artesanalmente  
investigadores y en las otras  
investigaciones se utilizaron  
equipos de laboratorio.  
3
3
. Resultados y discusión  
.1. Rendimiento  
3
.2. Color y olor  
Una vez determinados los  
productos del proceso de pirólisis,  
se determinó el rendimiento de  
cada uno de estos. Se observa  
que el rendimiento obtenido en  
esta investigación asciende a  
El color obtenido en el proceso de  
pirólisis térmica de residuos  
plásticos PEAD, se presenta a  
continuación en la figura 12.  
4
5.565%, en tanto que una  
investigación previa realizada por  
Mancheno et al. (2016) concluye  
que el rendimiento promedio del  
polietileno de alta densidad PEAD  
obtenido ascendió a 47.18 %.  
Figura 12. Prueba de color del  
combustible obtenido.  
Crespo  
(2013)  
obtuvo  
un  
rendimiento promedio de 46.01%  
y en la investigación de Rejas et  
al. (2015) el rendimiento de  
pirólisis PEAD fue 20.50%;  
evidenciando que el proceso de  
Como se puede visualizar en la  
figura 12, se muestra la tonalidad  
que  
presentó  
la  
mezcla  
hidrocarburos obtenidos en el  
proceso. Como resultado se  
puede observar a simple vista un  
color marrón claro, debido a la  
composición o estructura del  
plástico utilizado, Rejas et al.  
(2015) en su estudio también  
pirólisis  
aplicado  
en  
esta  
investigación tuvo un buen  
rendimiento, la característica  
diferenciadora de rendimientos y  
demás resultados de esta  
investigación con otras reside en  
1
66  
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 6 Núm. (11) 2023. ISSN: 2737-6249  
Obtención de combustibles a partir de pirólisis de material plástico reciclado de polietileno de alta densidad  
(PEAD)  
obtuvo una tonalidad de color  
marrón, el mismo resultado de  
color fue obtenido en la  
investigación de Crespo (2013).  
irritación y malestar nasal cuando  
este es percibido.  
3
.3. Densidad  
Para  
densidad, se precisó de datos  
indispensables, como se  
muestran en la tabla 1.  
lograr  
determinar  
la  
En cuanto al olor, tuvo un aroma  
similar al diésel, esmalte o grasas  
para maquinarias de muy intenso  
aroma, debido a que causa  
Tabla 1.  
Variables para determinar la densidad de la muestra a 35.9 ºC.  
Variable  
퐦퐩퐢퐜+퐦퐮퐞퐬퐭퐫퐚  
퐦퐩퐢퐜 퐯퐚퐜퐢퐨  
Valor  
0.0268963 kg  
0.0191463kg  
0.0291332 kg  
X
퐦퐩퐢퐜+퐚퐠퐮퐚  
훒퐥퐢퐪  
퐕
ꢎ
0.00001 m  
훒퐇ퟐ퐎  
kꢏ  
⁄
mꢎ  
993.7  
Se obtuvo una densidad de 771.12  
otras investigaciones no fue utilizado  
este método.  
3
kg/m , tomando a consideración que  
la sustancia en este punto cambió de  
estado, de sólido a líquido.  
3
.4. ºAPI  
Se obtuvo como resultado 50.85  
ºAPI. Este análisis, es indispensable  
en la caracterización de petróleos, ya  
que determina el tipo de crudo que  
se pueda obtener. De acuerdo con  
los grados API obtenidos, podemos  
afirmar que el crudo resultante de la  
pirólisis se lo clasifica como extra-  
liviano.  
Por otra parte, en el estudio de Rejas  
et al. (2015) la densidad ascendió a  
3
0
.90 g/cm , la diferencia se debe a  
varios factores, entre los que se  
destaca que en el presente trabajo  
de investigación la densidad de la  
muestra obtenida de la pirólisis se  
determinó empleando la norma NTE  
INEN 923:2013, mientras que en las  
1
67  
Guachamin-Valencia et al. (2023)  
En el estudio de Mancheno et al.  
Como se puede observar el grado de  
densidad del combustible obtenido  
en esta investigación es bueno, esto  
(2016) el crudo resultante de la  
pirólisis de residuos de polietileno de  
alta densidad (PEAD) tiene una  
viscosidad de 0.8418 cSt, con una  
densidad ºAPI de 27.4352 y en el  
estudio de Crespo (2013) el valor  
API ascendió a 54.73%, es decir  
corresponde a un hidrocarburo extra-  
liviano.  
debido  
básicamente  
a
las  
características diferenciadoras del  
presente ensayo.  
3
.5. Viscosidad  
Obtenidos los resultados reológicos  
de viscosidad dinámica, se  
plantearon las características de la  
muestra obtenida  
Tabla 2.  
Propiedades físicas de la muestra.  
Temperatura Grados Densidad de la Viscosidad  
Viscosidad  
Estado  
(
ºC)  
API  
muestra (kg/m3) dinámica (Pa*s) cinemática  
2
m /s)  
(
3
5.9  
50.85  
50.66  
771.12  
770.78  
0.432  
0.182  
0.00056022  
0.00023656  
Semi-sólido  
Líquido  
4
0
0
0
5
6
51.36  
52.22  
764.91  
757.20  
0.073  
0.044  
0.000095  
Líquido  
Líquido  
0.000058043  
Estos datos dan a conocer las  
características físicas de la muestra  
en función de su temperatura,  
descartando el punto de fluidez,  
debido a que a los 40 ºC es  
Es importante mencionar que en los  
otros estudios no se empleó la  
fórmula de viscosidad cinemática  
debido a que la determinación de la  
viscosidad dinámica no fue realizada  
por el método de reología.  
totalmente  
líquida.  
Con  
una  
gravedad API de 50.66 se constituye  
en un crudo liviano, en tanto que en  
el estudio realizado por Astudillo  
(2016) se obtuvo un crudo mediano.  
1
68  
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 6 Núm. (11) 2023. ISSN: 2737-6249  
Obtención de combustibles a partir de pirólisis de material plástico reciclado de polietileno de alta densidad  
(PEAD)  
3
.6.  
Punto  
de  
fusión  
y
calor. En este análisis, se tomaron  
ciertos valores desde que la muestra  
está en estado sólido, hasta que se  
encuentra en estado líquido por  
completo, teniendo como resultado  
solidificación  
Para obtener los resultados de este  
parámetro, se tomó en cuenta que la  
muestra obtenida se encuentra en  
un  
gráfico  
de  
dispersión,  
estado  
sólido  
a
temperatura  
temperatura vs tiempo de los  
resultados obtenidos (figura 13).  
ambiente y para cambiar a estado  
líquido fue necesario someterla a  
6
5
4
3
2
1
0
0
0
0
0
0
0
60 120 180 240 300 360 420 480 540 600  
Tiempo (s)  
Figura 13. Gráfico de dispersión, temperatura vs tiempo.  
El cambio de estado en este análisis  
Es importante mencionar que no se  
han encontrado investigaciones  
sobre obtención de combustibles a  
partir de pirólisis de PEAD en los que  
se analice los puntos de fusión y  
solidificación, debido a que este  
método se lo realizo tomando como  
referencia el punto de fusión y  
solidificación del agua.  
de sólido a líquido ocurrió a los 35.9  
ºC como se puede apreciar en la  
figura 13, manteniéndose constante  
y
de manera ascendente; no  
obstante, la temperatura de  
solidificación se registró a los 35.6  
ºC, argumentando que la muestra no  
se comporta como una sustancia  
pura, sino como una mezcla de  
varios compuestos.  
1
69  
Guachamin-Valencia et al. (2023)  
3
.7. Punto de inflamación y  
puntos de inflamación y combustión,  
así como la temperatura máxima  
durante la combustión y residuos  
generados al final del ensayo. Estos  
datos se representan a continuación  
en la tabla 3.  
combustión  
En el desarrollo de estos resultados,  
se realizaron ensayos con diferentes  
pesos de la muestra, obteniendo los  
Tabla 3.  
Punto de Inflamación y combustión.  
Masa (g)  
Tiempo  
seg)  
Punto  
de Punto  
de Temperatura  
Residuo (g)  
(
inflamación  
Combustión  
máxima (ºC)  
(
ºC)  
(ºC)  
1
1.15  
43.21  
44.17  
243  
0.42  
3
2.03  
2.27  
3.32  
2.19  
44.56  
44.93  
45.06  
44.44  
45  
302  
0.81  
0.61  
0.38  
0.55  
5
45.66  
46.32  
45.28  
303  
7
315  
Promedio  
290.75  
Comparando los datos antes  
mencionados, se procedió  
determinar el promedio de cada  
parámetro para una mejor  
interpretación de los resultados.  
3.8. Cromatografía GC-MS  
a
Una vez realizada la GC-MS de la  
muestra obtenida en el proceso, el  
equipo mostró como resultado el  
espectro de masas correspondiente  
(figura 14).  
Figura 14. Cromatograma de los compuestos obtenidos a 380 ºC.  
1
70  
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 6 Núm. (11) 2023. ISSN: 2737-6249  
Obtención de combustibles a partir de pirólisis de material plástico reciclado de polietileno de alta densidad  
(PEAD)  
A continuación, se presentan los  
compuestos, el tiempo de retención  
y las composiciones de cada  
compuesto contenidos en la mezcla  
de combustibles (tabla 4).  
Tabla 4.  
Compuestos obtenidos del análisis del espectrómetro de masas.  
Número del  
componente  
Nombre del  
compuesto  
Fórmula Tipo de combustible  
molecular  
Tiempo  
de  
Composición  
(%)  
retención  
(
min)  
1
2
1- Deceno  
Decano  
C
C
10  
H
H
20  
22  
Gasolina  
Gasolina  
5.204  
5.342  
1.967  
1.582  
10  
3
4
5
6
7
8
9
3-Undeceno  
4- metil-decano  
1-Deceno  
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
11  
10  
10  
11  
10  
13  
13  
14  
13  
14  
14  
16  
13  
16  
14  
18  
19  
19  
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
22  
22  
20  
24  
20  
28  
26  
30  
26  
30  
28  
34  
26  
34  
28  
38  
38  
40  
Keroseno  
Keroseno  
6.776  
6.911  
1.864  
2.03  
Gasolina  
8.297  
1.821  
2.353  
1.945  
2.737  
2.437  
2.463  
2.417  
2.82  
2-metil-Undecano  
1-Deceno  
Keroseno  
8.425  
Gasolina  
9.732  
Tri-decano  
Keroseno  
9.85  
2- Trideceno  
Tetradecano  
2- Trideceno  
Tetradecano  
3-Tetradeceno  
Hexadecano  
2-Trideceno  
Hexadecano  
3-Tetradeceno  
Octadecano  
Nonadeceno  
Nonadecano  
Ceteno  
Keroseno  
11.081  
11.19  
10  
11  
12  
13  
14  
15  
16  
17  
18  
19  
20  
21  
22  
23  
Keroseno- Diesel  
Keroseno  
12.352  
12.452  
13.551  
13.644  
14.49  
Keroseno- Diesel  
Keroseno  
2.181  
2.988  
2.44  
Keroseno- Diesel  
Keroseno  
Keroseno  
14.775  
15.772  
15.85  
3.686  
2.485  
3.821  
2.322  
3.965  
2.103  
3.83  
Keroseno  
Diesel  
Diesel  
16.802  
16.875  
17.785  
17.853  
18.724  
Diesel  
C
2
H
2O  
Gas Inflamable  
Gas Inflamable  
Hidrocarburo  
saturado  
Eicosano  
C
C
20  
H
42  
42  
10-Eneicoseno  
21  
H
1.882  
2
4
5
Heneicosano  
2-metil-7-  
C
C
21  
H
H
44  
38  
Parafina  
18.787  
19.624  
3.449  
1.747  
2
19  
Diesel  
nonadeceno  
Tetracosano  
26  
C
24  
H
50  
Parafina  
19.681  
3.284  
1
71  
Guachamin-Valencia et al. (2023)  
27  
28  
29  
30  
31  
32  
33  
34  
35  
36  
Ceteno  
C
2
H
2O  
Gas Inflamable  
Parafina  
20.487  
20.54  
1.552  
3.078  
1.534  
2.885  
1.35  
Heneicosano  
Docoseno  
C
C
C
C
C
C
C
C
C
21  
22  
24  
22  
27  
22  
28  
27  
28  
H
44  
44  
50  
44  
56  
44  
58  
56  
58  
H
H
H
H
H
H
H
H
Alcano Orgánico  
Parafina  
21.316  
21.364  
22.114  
22.157  
22.882  
22.921  
23.657  
24.367  
Tetracosano  
Docoseno  
Alcano Orgánico  
Aceite volátil  
Heptacosano  
Docoseno  
2.66  
Alcano Orgánico  
Hidrocarburo Alifático  
Aceite Volátil  
1.137  
2.516  
3.379  
3.175  
Octacosano  
Heptacosano  
Octacosano  
Hidrocarburo Alifático  
37  
38  
39  
40  
Octacosano  
Octacosano  
Octacosano  
Octacosano  
C
C
C
C
28  
H
28  
H
28  
H
28  
H
58  
58  
58  
58  
Hidrocarburo Alifático  
Hidrocarburo Alifático  
Hidrocarburo Alifático  
Hidrocarburo Alifático  
25.056  
25.719  
26.361  
26.985  
2.801  
2.502  
2.055  
1.726  
41  
Hexatriacontano  
C
36  
H
74  
Cera  
27.588  
1.394  
Según el análisis de espectros de  
masas, se logró apreciar que la  
mayoría de estos compuestos son  
hidrocarburos, mencionando que la  
sustancia con mayor porcentaje de  
composición en la mezcla, es el  
combustible corresponde a gasolina  
7.83%, keroseno 53.53% y diésel  
29.22%  
La diferencia entre los estudios se  
debe fundamentalmente al tipo de  
plástico empleado en el proceso y la  
diferencia de los equipos utilizados,  
ya que en este estudio se emplearon  
isómero  
octacosano  
con  
un  
porcentaje de 15.27%.  
Sin embargo, los combustibles con  
mayor presencia en la mezcla  
analizada resultante de la pirólisis  
son la gasolina con un porcentaje de  
equipos  
ensamblados  
artesanalmente.  
4
. Conclusión  
En el transcurso del ensayo de la  
pirólisis del PEAD, se observó que el  
producto resultante, precisa una  
condensación máxima de 50 ºC por  
la volatilidad de compuestos de la  
degradación térmica y mínima de 40  
ºC, por lo que, el producto final del  
7
2
.313%, keroseno 32.901 % y diésel  
0.126 %, mientras que en el estudio  
de Crespo (2013) la composición de  
productos líquidos finales de la  
pirólisis de polietileno a 400 ºC por  
dos horas, la presencia de  
1
72  
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 6 Núm. (11) 2023. ISSN: 2737-6249  
Obtención de combustibles a partir de pirólisis de material plástico reciclado de polietileno de alta densidad  
(PEAD)  
proceso tiende a solidificarse a los  
5.6 ºC, evitando obstrucciones en  
Calderón Sáenz, F. (2016). La  
Producción de Combustibles  
3
Vehiculares  
a
partir de  
las tuberías desde el condensador  
hasta el recolector de muestras.  
Plásticos de Deshecho. 1–  
226. http://www.cynarplc.com  
Crespo, S. (2013). Evaluación de la  
pirólisis térmica de residuos  
de polietileno proveniente de  
la producción de banano en  
un reactor batch. 1–127.  
https://bibdigital.epn.edu.ec/bi  
tstream/15000/6661/4/CD-  
Una vez finalizado el proceso de  
pirólisis térmica  
a
temperatura  
constante de 380 ºC del polietileno  
de alta densidad, se obtuvo un  
producto en estado líquido; sin  
embargo, la muestra líquida al  
buscar el equilibrio térmico con el  
ambiente, presentó un estado sólido  
similar a la cera o parafina.  
5
053.pdf  
Dadson, J., Pandam, S., & Asiedu,  
N. (2018). Modeling the  
characteristics  
and  
quantification of adulterants in  
Tras el análisis realizado a la  
muestra obtenida, el rendimiento fue  
gasoline  
spectroscopy  
chemometric  
using  
FTIR  
and  
calibrations.  
chemistry,  
4
5.565 %, empleando 1 kg de  
Cogent  
482637.  
https://doi.org/10.1080/23312  
09.2018.1482637  
4(1),  
plástico PEAD, observando que el  
1
cromatograma  
compuestos  
identificó  
presentes  
41  
la  
0
en  
Espinoza, J., & Naranjo, T. (2014).  
Estudio de la viabilidad  
técnica preliminar para la  
obtención de combustibles  
mediante la pirólisis de  
residuos plásticos generados  
en la Universidad Politécnica  
Salesiana.  
muestra, entre los más destacados  
tenemos la gasolina, diésel,  
keroseno, parafina y ceras.  
Bibliografía  
Arandes, J. M., Bilbao, J., & Valerio,  
D. L. (2004). Reciclado de  
residuos plásticos. 5.  
Instituto de Educación Superior  
Agustín Espinosa. (2014).  
Tecnologías I.  
Arce, J., & Suárez, S. (2017).  
Obtención y caracterización  
de combustible a partir de  
Instituto  
Ecuatoriano  
de  
desechos  
PEBD  
polyethylene) recolectados en  
la Universidad de Guayaquil.  
termoplásticos  
(low density  
Normalización. (2012). Norma  
Técnica Ecuatoriana NTE  
INEN 2634:2012, (2012).  
Instituto  
Ecuatoriano  
de  
Normalización. (2013). Norma  
1
73  
Guachamin-Valencia et al. (2023)  
Técnica Ecuatoriana NTE  
Ministerio  
de  
Educación  
(2011).  
de  
Guía  
INEN 923:2013, materiales  
bituminosos. Determinación  
de la densidad por el método  
Argentina.  
didáctica: Polímeros.  
Moreira, L., Azevedo, D., & D’Avila,  
L. (2003). Automotive  
del  
picnómetro.  
http://www.epa.gov/mercury/f  
aq.htm  
gasoline quality analysis by  
gas chromatography: study of  
adulteration. chromatography.  
https://www.osti.gov/etdeweb/  
biblio/20437311  
Instituto  
Ecuatoriano  
de  
Normalización. (2019). NTE  
INEN. (2019). Productos  
derivados petróleo.  
https://studylib.es/doc/813626  
/nte-inen-2319--productos-  
derivados-del-petróleo.-  
determin...  
del  
Rejas, L., Carreón, B., Ortiz, M.,  
Llanes, L., & Copa, M. (2015).  
Generación de combustibles  
Líquidos a partir de residuos  
plásticos. Revista Ciencia,  
9
Lojano, F. (2020). Obtención de  
combustibles a partir de  
Tecnología  
10(11),  
e
Innovación,  
635-642.  
tereftalato  
de  
polietileno  
http://www.scielo.org.bo/sciel  
o.php?script=sci_arttext&pid=  
S2225-87872015000100005  
(PET) a escala de laboratorio  
mediante procesos de pirólisis  
y gasificación.  
Skrobot, V. L., Castro, E. V. R.,  
Pereira, R. C. C., Pasa, V. M.  
D., & Fortes, I. C. P. (2007).  
Use of Principal Component  
Analysis (PCA) and Linear  
Discriminant Analysis (LDA) in  
Gas Chromatographic (GC)  
Data in the Investigation of  
Gasoline Adulteration. Energy  
and Fuels, 21(6), 3394–3400.  
https://doi.org/10.1021/EF070  
1337  
Mancheno, M., Astudillo, S., Arévalo,  
P., Malo, I., Naranjo, T., &  
Espinoza, (2016).  
J.  
Aprovechamiento energético  
de  
residuos  
plásticos  
obteniendo  
combustibles  
líquidos, por medio del  
proceso de pirólisis. La  
Granja,  
23(1).  
https://doi.org/10.17163/LGR.  
N23.2016.06  
1
74