ResumenDebido a los graves problemas presentados a causa del amplio uso de biocombustibles de primera generación, los biocombustibles de segunda generación se presentan como una posible mejor alternativa para la sustitución de los combustibles convencionales provenientes del petróleo.En el presente artículo se presenta un estudio del desempeño de motores diésel alimentados con bio-oil hidrotratado proveniente de biomasa lignocelulósica, el cual es un biocombustible de segunda generación; para esto se desarrolló un modelo termodinámico cero-dimensional de la combustión que predice los parámetros de desempeño del motor.Este modelo fue validado contra datos experimentales de presión en cámara de dos motores diésel alimentados con mezclas diésel/biodiésel y diésel/bio-oil hidrotratado, observándose una buena correlación entre los datos simulados y experimentales, con errores relativos promedio en los valores pico de presión de 0,5 y 1 % respectivamente.Los resultados muestran que el bio-oil hidrotratado, al utilizarse en pequeñas proporciones, puede convertirse en un sustituto parcial del combustible diésel convencional.