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El efecto más perjudicial de nuestra civilización actual es el calentamiento global y la contaminación ambiental. Se estima que el gasóleo, al ser un combustible fósil, se acabará en el año 2050. Los cambios aceptables en las propiedades de los aceites vegetales han dado resultados eficientes y han permitido sustituir el gasóleo. El presente trabajo incluye los siguientes parámetros y sus niveles. El motor diesel se probó en la potencia de frenado 1,1, 2,2, 3,3, 4,4kW. La presión de inyección se varió de 180 a 240 bares en un intervalo de 20 bares con mezclas de 10, 20, 25 y 30% de biodiésel (aceite de limoncillo). Se utiliza una cantidad muy pequeña de sustancias nanocatalíticas (CeO2, MgO y ZnO) en proporciones de 15, 30, 45 y 60 ppm para mejorar las propiedades de combustión del biocombustible. Se añade DDSA con el biocombustible para dar la suspensión estable de los nanocatalizadores. En esta investigación se ha aplicado el método Taguchi en combinación con el análisis relacional gris (GRA) para encontrar los valores predichos. Los resultados se predicen mediante técnicas de optimización paramétrica y luego se verifican con experimentos de confirmación. Estos resultados de confirmación muestran una buena concordancia de los valores predichos para tres nanocatalizadores diferentes.