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Investigación

Seis líneas registradas, agrupadas en tres programas. Cada una tiene un objetivo, preguntas abiertas y resultados que se pueden verificar.

L1Conversión y valorización de biomasa residual

Termodinámica y cinética de la conversión termoquímica de biomasa residual

Comprender y cuantificar la descomposición térmica de biomasas residuales y residuos lignocelulósicos en pirólisis, copirólisis y gasificación, mediante caracterización fisicoquímica y termogravimétrica, cinética no isotérmica, termodinámica de activación y modelos de equilibrio, para diseñar procesos de conversión más eficientes.

Frentes de trabajo

  • Cinética isoconversional y termodinámica de activación de la copirólisis
  • Sinergias entre residuos en mezclas
  • Pirólisis autopurgante sin gas inerte
  • Modelos de equilibrio por minimización de la energía de Gibbs

Resultados

Tesis doctoral codirigida y laureada sobre cogasificación a pequeña escala de cascarilla de arroz y tusa de maíz peletizadas (2026). Trabajos de grado laureados sobre biocarbón tipo pélet por pirólisis lenta y sobre el análisis termogravimétrico de la fracción lignocelulósica de residuos municipales (2026). Ponencia internacional sobre el gas pirolítico de mezclas peletizadas en un reactor por lotes (2025).

Genera datos cinéticos y termodinámicos originales de residuos agroindustriales que sirven para dimensionar reactores y entrenar modelos predictivos.

EAEduardo Arroyo DagobethJAJasson Álvarez MercadoDVDusan Vergara AlemánMVMariana Villadiego Castillo

Publicaciones de la línea

L2Evaluación energética, económica y ambiental

Análisis exergético y evaluación tecnoeconómica y ambiental de sistemas energéticos

Evaluar la viabilidad técnica, económica y ambiental de procesos y sistemas de conversión energética mediante la segunda ley de la termodinámica, la evaluación tecnoeconómica y la evaluación ambiental, para orientar decisiones de inversión y de política energética.

Frentes de trabajo

  • Exergía de procesos de conversión
  • Evaluación tecnoeconómica con incertidumbre
  • Integración de la evaluación económica y ambiental
  • Rutas de residuos a energía y de gas de relleno a hidrógeno

Resultados

Evaluación tecnoeconómica y ambiental del aprovechamiento energético del gas de relleno sanitario en grandes ciudades (Energy Conversion and Management, 2023). Escenarios de transición energética (Clean Technologies, 2025) y sistemas híbridos de energía renovable para zonas no interconectadas (BioEnergy Research, 2026). Libro sobre una herramienta metodológica para seleccionar alternativas de valorización energética de residuos municipales (2025).

Aporta criterios cuantitativos para comparar tecnologías por la calidad de la energía, el costo y el impacto ambiental, y para priorizar los proyectos con mayor probabilidad de éxito.

DODaniel Otero MezaRPRúber Pérez MartínezCGCamila Gómez MedinaSPSamuel Pizarro Orozco

Publicaciones de la línea

L3Conversión y valorización de biomasa residual

Valorización energética de residuos agroindustriales y bioeconomía circular

Desarrollar y evaluar rutas de aprovechamiento energético de residuos agroindustriales y orgánicos, como la digestión anaerobia, la densificación y las biorrefinerías, con enfoque de economía circular y pertinencia para las cadenas agroindustriales.

Frentes de trabajo

  • Codigestión anaerobia de residuos agropecuarios
  • Densificación y peletización
  • Biorrefinerías de residuos de yuca, palma, arroz y maíz

Resultados

Potencial bioenergético y de biorrefinería de residuos agrícolas y agroindustriales (Waste and Biomass Valorization, 2024). Copeletización de cascarilla de arroz y tusa de maíz (Recycling, 2025). Marco multicriterio espacial para seleccionar sustratos de codigestión anaerobia (Biomass, 2026). Maestría concluida sobre la sostenibilidad tecnoeconómica del biometano (2025) y tesis doctoral en curso sobre escenarios de aprovechamiento energético de residuos agropecuarios por codigestión anaerobia.

Transforma residuos en opciones de energía y productos de valor para productores y agroindustrias, y forma profesionales en bioeconomía circular.

EAEduardo Arroyo DagobethRTRicardo Tatis DíazJAJasson Álvarez MercadoELErmides Lozano Rivera

Publicaciones de la línea

L4Modelado, datos e inteligencia artificial

Modelado, simulación, control y analítica de datos para sistemas de bioenergía

Desarrollar modelos cinéticos, termodinámicos, estocásticos y de simulación, y herramientas de analítica de datos, para describir, predecir y controlar sistemas de bioenergía y de gestión de residuos a escala de proceso y de sistema.

Frentes de trabajo

  • Simulación y control de procesos
  • Análisis composicional de datos
  • Pronóstico de residuos con series de tiempo
  • Modelos estocásticos

Resultados

Modelos de predicción del potencial de bioaceite de residuos de la cadena de la yuca (2024). Proyección de la generación de residuos con aprendizaje automático (2024). Curva ambiental de Kuznets de los residuos sólidos municipales (Urban Science, 2026).

Dota a las demás líneas de métodos cuantitativos reproducibles y permite pasar de los resultados de laboratorio a decisiones de diseño y de planeación.

DODaniel Otero Meza

Publicaciones de la línea

L5Modelado, datos e inteligencia artificial

Inteligencia artificial y aprendizaje automático aplicado a energía y biomasa residual

Construir modelos de aprendizaje automático, modelos sustitutos interpretables y bases de datos abiertas para predecir propiedades y comportamiento de biomasas residuales de diverso origen y de procesos de conversión energética.

Frentes de trabajo

  • Modelos sustitutos para curvas TG y DTG
  • Interpretabilidad de los modelos
  • Bases de datos abiertas de biomasa

Resultados

Proyecto INGEBIR-P01, en curso, que desarrolla modelos de inteligencia artificial para predecir el comportamiento termogravimétrico, energético y exergético de la copirólisis de tocón de yuca y fibra de palma aceitera. Modelos predictivos de generación de residuos y de potencial de bioaceite presentados en eventos internacionales (2024).

Reduce el número de ensayos necesarios para caracterizar una biomasa y deja bases de datos abiertas a disposición de la comunidad científica.

DVDusan Vergara AlemánMVMariana Villadiego CastilloSPSamuel Pizarro Orozco

Publicaciones de la línea

L6Evaluación energética, económica y ambiental

Análisis de ciclo de vida y sostenibilidad ambiental

Evaluar los impactos ambientales de rutas bioenergéticas, de gestión de residuos y de transformación de carbono mediante análisis de ciclo de vida, huella de carbono e indicadores de sostenibilidad y economía circular.

Frentes de trabajo

  • Análisis de ciclo de vida según ISO 14040
  • Huella de carbono
  • Indicadores de sostenibilidad y economía circular

Resultados

Componentes ambientales de las evaluaciones del gas de relleno sanitario (2023) y de los sistemas híbridos de energía renovable (2026). Ponencia internacional sobre modificaciones al análisis de ciclo de vida para la transformación del dióxido de carbono en productos de alto valor (2025).

Demuestra con evidencia los beneficios ambientales de las tecnologías estudiadas y evita trasladar impactos de una etapa a otra.

RPRúber Pérez MartínezRTRicardo Tatis DíazCGCamila Gómez Medina

Publicaciones de la línea

Proyecto en curso

El proyecto del grupo alimenta varias líneas a la vez y produce los datos que comparten los tres programas.

Participación en otros proyectos

Proyectos dirigidos por otras instituciones o grupos en los que participan integrantes de INGEBIR.

Participación de integrantes desde 2021

Aprovechamiento y valorización sostenible de residuos sólidos orgánicos y su posible aplicación en biorrefinerías y tecnologías de residuos a energía en el departamento de Sucre

Proyecto de investigación y desarrollo de la Universidad de Sucre, dirigido por un investigador externo a INGEBIR y ejecutado en alianza con la Universidad de la Costa y la Universidad Nacional de Colombia sede Manizales. Daniel Otero Meza fue coinvestigador y coordinador entre 2021 y 2025, y Eduardo Arroyo Dagobeth participa desde 2022. En este marco se desarrolla la tesis doctoral de Jorge Hernández Ruydíaz, codirigida por Daniel Otero Meza.

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