Optimal design of the pellet production supply chain from agro-waste in Querétaro, Mexico - (:unkn) unknown (Editorial Tecnológica de Costa Rica (entidad editora), 2026)
Diseño óptimo de la cadena de suministro de producción de pellets a partir de agro-residuos en Querétaro, México
Global energy demand has increased dramatically due to population growth. In Mexico, there has been a 209% increase in electricity consumption at the national level from 1990-2020, reaching 307.480 TWh (EIA, 2021). In this sense, it is now necessary to identify new sustainable energy sources with which it is possible to meet the needs economically and efficiently. Biomass is one of the most abundant and available components on the planet, so it is a crucial part of the production of bioenergetics that promote the circular economy (Pradhan et al., 2019). Specifically, using residual biomass from agro-industrial processes as a raw material for biofuels is an attractive alternative with which it is possible to visualize a sustainable energy landscape while promoting the integral management of this waste. Thus, this paper proposes the optimal design of the supply chain of pellet production from agro-waste, taking as a case study the state of Querétaro in Mexico. For this purpose, a linear integer mixed mathematical optimization model was proposed, encoded in GAMS. The results show that it is possible to satisfy 62% of energy in Querétaro using pellets obtained from agro-biomass. In addition, these biofuels allow a 20% reduction in emissions by replacing conventional sources for energy production with agro-waste.
La demanda de energía a nivel global ha incrementado drásticamente debido al crecimiento poblacional. Particularmente, en México se ha tenido un aumento del 209% en el consumo de electricidad a nivel nacional en el período 1990 a 2020, alcanzando los 307.480 TWh (EIA, 2021). Bajo este tenor, hoy en día es necesario identificar nuevas fuentes energéticas sustentables, con las que sea posible satisfacer las necesidades de una forma económica y eficiente. La biomasa es uno de los componentes más abundantes y disponibles en todo el planeta, por lo que es una pieza clave en la producción de bioenergéticos que permiten promover la economía circular (Pradhan et al., 2019). Específicamente, el uso de biomasas residuales de procesos agroindustriales como materia prima de los biocombustibles es una alternativa atractiva con la que es posible visualizar un panorama energético sustentable, al mismo tiempo de promover la gestión de integral de estos residuos. Así, en el presente trabajo se plantea el diseño óptimo de la cadena de suministro de producción de pellets a partir de agro-residuos, tomando como caso de estudio el estado de Querétaro en México. Para ello se propuso un modelo de optimización matemática mixto entero lineal el cual fue codificado en GAMS®. Los resultados muestran que es posible satisfacer el 62% de energía en Querétaro usando pellets obtenidos a partir de biomasa agro-residual; además, el uso de estos biocombustibles posibilita una reducción del 20% de emisiones al sustituir fuentes convencionales para la producción de energía por agro-residuos.
Keywords: Biomass waste; circular economy; mathematical optimization; Biomasa residual; economía circular; optimización matemática