LA INGENIERÍA DE PROCESOS Y SISTEMAS EN LA TRANSICIÓN HACIA BIOCOMBUSTIBLES VERDES: ANÁLISIS DE TENDENCIAS TECNOLÓGICAS Y DESAFÍOS FUTUROS

Juan José Quiroz-Ramírez, Israel Aguilera Navarrete, Sergio Alonso Romero, Eduardo Sánchez- Ramírez, Juan Gabriel Segovia-Hernández

Resumen


La Ingeniería de Procesos y Sistemas (PSE) representa un enfoque clave para apoyar la transición hacia biocombustibles verdes, al integrar herramientas de modelado, simulación, optimización y evaluación ambiental. Este estudio tiene como objetivo analizar la evolución científica del PSE aplicado a biocombustibles verdes mediante una revisión bibliométrica de 389 documentos publicados entre 2003 y 2026, complementada con un análisis crítico de sus metodologías, aplicaciones y tendencias emergentes. Los resultados muestran un crecimiento sostenido de la producción científica, una concentración relevante en revistas especializadas de alto impacto y redes de colaboración internacional vinculadas con autores influyentes, en síntesis, optimización e integración de procesos. El análisis temático indica que el campo se organiza principalmente alrededor de la conversión de biomasa, la eficiencia energética, la evaluación ambiental mediante Análisis de Ciclo de Vida (LCA) y las tecnologías orientadas a reducir emisiones. También se observa una transición hacia enfoques digitales basados en inteligencia artificial, modelos híbridos y gemelos digitales, los cuales fortalecen el diseño y la operación de biorefinerías más flexibles. Entre los principales desafíos se identifican la variabilidad de la biomasa, el alto consumo energético en separaciones, el escalado industrial de rutas emergentes y la integración con hidrógeno verde y captura de CO₂. En conjunto, el PSE se posiciona como una herramienta estratégica para evaluar y mejorar la viabilidad técnica, ambiental y económica de los biocombustibles verdes.

Texto completo:

PDF

Referencias


Abioye, K. J., Harun, N. Y., Yusuf, M., Kamyab, H., Ighalo, J. O., & Al-Muhtaseb, A. H. (2024). RSM-based co-gasification of palm oil decanter cake and sugarcane bagasse: Syngas production and biochar characteristics. Biomass & Bioenergy, 191, 107482. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2024.107482

Álvarez, B. R., Sánchez-Montañés, B., y García-Martínez, A. (2022). Building material toxicity and life cycle assessment: A systematic critical review. Journal of Cleaner Production, 341, 130838. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.130838

Azad, A., y Parvin, S. (2022). Bibliometric analysis of photovoltaic thermal (PV/T) system: From citation mapping to research agenda. Energy Reports, 8, 2699–2711. https://doi.org/10.1016/j.egyr.2022.01.184

Batista-Canino, R. M., Santana-Hernández, L., y Medina-Brito, P. (2023). A scientometric analysis on entrepreneurial intention literature. Heliyon, 9, e13046. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e13046

Bazargan, A., Nejati, M., Hajikhani, H., Shafiee, Z., y Mehrizi, R. A. (2022). Cross-sectional study of the top research topics in environmental science and engineering. Results in Engineering, 14, 100465. https://doi.org/10.1016/j.rineng.2022.100465

Bui, T. T., Bui, T.-V., Do, Q.-D., Ngo, T. M. T., y Tran, H. N. (2025). Facile preparation of mesoporous alumina–silica catalysts derived from rice husk ash for fast catalytic pyrolysis of biomass. Chemical Engineering Research and Design, 215, 455–468. https://doi.org/10.1016/j.cherd.2025.01.016

Funko, I. S., Vlačić, B., & Dabić, M. (2023). Corporate entrepreneurship in public sector: A systematic literature review and research agenda. Journal of Innovation & Knowledge, 8, 100343. https://doi.org/10.1016/j.jik.2023.100343

Ghosh, R. C., Orchiston, C., y Mallick, B. (2022). Climate migration studies in the Pacific (CMSP) - A bibliometric analysis. Current Research in Environmental Sustainability, 4, 100132. https://doi.org/10.1016/j.crsust.2022.100132

Girardi, R., Galdino, J. F., Pellanda, P. C., Junior, J. A. F., y dos Santos, M. (2022). Bibliometric study on multi-criteria decision-making methods applied to life cycle management of defense systems. Procedia Computer Science, 214, 236–247. https://doi.org/10.1016/j.procs.2022.11.171

Gonçalves, C. L., Pereira, L., y Akkari, A. C. S. (2023). Bibliometric mapping of the research trends on software architecture for e-health systems. Procedia Computer Science, 219, 1462–1469. https://doi.org/10.1016/j.procs.2023.01.436

Gutiérrez-Nieto, B., Ortiz, C., y Vicente, L. (2023). A bibliometric analysis of the disposition effect. Journal of Behavioral and Experimental Finance, 37, 100774. https://doi.org/10.1016/j.jbef.2022.100774

Ibrahim, Y., y Al-Mohannadi, D. M. (2023). Optimization of low-carbon hydrogen supply chain networks in industrial clusters. International Journal of Hydrogen Energy, 48(25), 9382–9401. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2022.12.090

Mühl, D. D., & de Oliveira, L. (2022). A bibliometric and thematic approach to Agriculture 4.0. Heliyon, 8, e09369. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2022.e09369

Nabgan, W., Ikram, M., Alhassan, M., Owgi, A., y col. (2023). Bibliometric analysis and an overview of the application of non-precious materials for pyrolysis reaction of plastic waste. Arabian Journal of Chemistry, 16, 104717. https://doi.org/10.1016/j.arabjc.2023.104717

Ojha, S., Singh, A., & Patel, R. (2023). Valorization of lignocellulosic biomass into value-added chemicals via green catalytic pathways. Sustainable Chemistry and Pharmacy, 34, 101075.

Olaleye, S. A., Sanusi, I. T., Dada, O. A., y Agbo, F. J. (2023). A bibliometric review of global visibility, impact and adoption of electronic invoicing. Heliyon, 9, e13726. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e13726

Omotehinwa, T. O. (2022). Examining the developments in scheduling algorithms research: A bibliometric approach. Heliyon, 8, e09510. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2022.e09510

Pang, T., y Shen, J. (2022). Visualizing the landscape and evolution of capacitive deionization by scientometric analysis. Desalination, 527, 115562. https://doi.org/10.1016/j.desal.2022.115562

Quesado, P., & Silva, R. (2021). Activity-based costing (ABC) and its implication for open innovation. Journal of Open Innovation: Technology, Market, and Complexity, 7, 41. https://doi.org/10.3390/joitmc7010041

Qureshi, F., Yusuf, M., Tahir, M., Haq, M., Mohamed, M. M. I., Kamyab, H., Nguyen, H. H. T., & Vo, D.-V. N. (2023). Renewable hydrogen production via biological and thermochemical routes: Nanomaterials, economic analysis, and challenges. Process Safety and Environmental Protection, 179, 68–88. https://doi.org/10.1016/j.psep.2023.07.075

Qureshi, F., Yusuf, M., Ibrahim, H., Kamyab, H., Chelliapan, S., Pham, C. Q., & Vo, D.-V. N. (2023). Contemporary avenues of the hydrogen industry: Opportunities and challenges in the eco-friendly approach. Environmental Research, 229, 115963. https://doi.org/10.1016/j.envres.2023.115963

Raj, J., Balan, A. V., & Kurian, M. (2022). Recent advances in nanocatalysts for biodiesel production: A review. Sustainable Chemistry and Pharmacy, 25, 100546.

Secinaro, S., Brescia, V., Calandra, D., y Biancone, P. (2020). Employing bibliometric analysis to identify suitable business models for electric cars. Journal of Cleaner Production, 264, 121503. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.121503

Tan, Y. D., Lim, J. S., Andiappan, V., y Wan Alwi, S. R. (2022). Systematic optimisation framework for a sustainable multi-owner palm-oil-based complex. Energy, 261, 125136. https://doi.org/10.1016/j.energy.2022.125136

Thao, B. T. T., Bui, T.-V., Do, Q.-D., Nguyen, T. M., & Le, D. T. (2024). Effect of calcination temperature on mesoporous silica–alumina catalysts for catalytic pyrolysis of lignocellulosic biomass. Journal of the Energy Institute, 119, 101693.

Turulja, L., Vugec, D. S., & Bach, M. P. (2023). Big data and labour markets: A review of research topics. Procedia Computer Science, 217, 526–535. https://doi.org/10.1016/j.procs.2022.12.248

Ubando, A. T., Ng, E. A. S., Chen, W.-H., Culaba, A. B., y Kwon, E. E. (2022). Life cycle assessment of microalgal biorefinery: A state-of-the-art review. Bioresource Technology, 360, 127615. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2022.127615

Yang, C., Kim, Y., Ryu, S., y Gu, G. X. (2020). Prediction of composite microstructure stress-strain curves using convolutional neural networks. Materials & Design, 189, 108509. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2020.108509

Zhang, L., Ling, J., & Lin, M. (2022). Artificial intelligence in renewable energy: A comprehensive bibliometric analysis. Energy Reports, 8, 14072–14088. 20. https://doi.org/10.1016/j.egyr.2022.10.347

Zhang, K., Yang, X., Tian, F., Miao, Z., Xia, H., y col. (2025). Effects of molding pressure on mechanical and sound insulation of sisal fiber/carbon fiber hybrid reinforced composites with sandwich structure. Polymer Composites, 46(14), 13052-13062. https://doi.org/10.1002/pc.29915

Zhang, Y., Pu, H., Ding, J., & Chang, J. (2021). Process modeling and multi-objective optimization of a hybrid renewable energy microgrid: A sustainability approach. Computers & Chemical Engineering, 153, 107636.

Gürkan, B., & Açıkel, Y. S. (2022). Superstructure-based optimization of integrated biorefinery systems for sustainable biofuel production. Computers & Chemical Engineering, 167, 108035.


Enlaces refback

  • No hay ningún enlace refback.


Naturaleza y Tecnología, revista electrónica de la División de Ciencias Naturales y Exactas del campus Guanajuato, Universidad de Guanajuato. En ella se reciben para su revisión y arbitraje, artículos originales de investigación, artículos de revisión sobre temas actuales de investigación, así como ensayos sobre diversas temáticas del mundo científico y académico en las áreas de la química, matemáticas, ingeniería, astronomía, biología y farmacia, dentro del ámbito que comprenden las ciencias naturales y exactas, siendo requerido que no hayan sido publicadas o en proceso de publicación en otras revistas. Cuenta también con un Facebook de notas científicas de actualidad como apoyo a la actividad académica de la comunidad universitaria y para conocimiento del público en general como parte de un programa de divulgación científica y tecnológica.

.