Atualmente os combustíveis fósseis são amplamente utilizados para geração de trabalho, principalmente para o setor de transportes. Entretanto, a queima desses combustíveis acarreta a emissão de poluentes atmosféricos como: óxidos de nitrogênio, monóxido de carbono, fuligem, dióxido de carbono e hidrocarbonetos. Tem-se a necessidade de desenvolver alternativas para melhorar o desempenho e proporcionar uma queima mais limpa, diminuindo as emissões para o meio ambiente. A aditivação dos combustíveis fósseis surge como alternativa para melhorar as características de desempenho e emissões. O objetivo principal desse trabalho é desenvolver um modelo matemático que descreva as formulações de combustíveis base diesel aditivados com água/glicerina/tensoativos, propostas para aproveitar o potencial energético da glicerina (subproduto da produção do biodiesel) e oferecer menor potencial poluidor. As formulações de diesel foram elaboradas seguindo um planejamento fatorial completo do tipo 23 com duplicata no ponto central onde as variáveis independentes estudadas foram: Massa dos tensoativos (Mt), proporção entre tensoativos (Prop) e concentração da solução de glicerina (Sol%). A resposta observada no processo foi à porcentagem mássica da solução de glicerina (%mássica) suportada pelo diesel mineral, antes do ponto de turbidez. Na modelagem estatística a partir da análise do diagrama de Pareto percebeu-se que todos os parâmetros estudados foram significativos ao processo. A metodologia de superfície de resposta foi utilizada como ferramenta de avaliação do ponto ótimo do processo e um modelo teórico foi gerado para descrever os dados experimentais, apresentando um bom ajuste. A tabela ANOVA mostrou que o modelo obtido no estudo tem caráter significativo e preditivo.