ISSN:  
DOI:  
3091-1796  
Vol. 4 No. 10 PP. 127-145  
https://doi.org/10.56519/r001qm43  
Agosto 2026  
VALORIZACIÓN BIOTECNOLÓGICA DE RESIDUOS  
AGROINDUSTRIALES ECUATORIANOS PARA BIOINSUMOS  
Y BIOPRODUCTOS: REVISIÓN APLICADA CON MATRIZ DE  
DECISIÓN  
BIOTECHNOLOGICAL VALORIZATION OF ECUADORIAN  
AGROINDUSTRIAL RESIDUES FOR BIOINPUTS AND  
BIOPRODUCTS: AN APPLIED REVIEW WITH A DECISION  
MATRIX  
Carlos Jamil Bastidas Sánchez1  
{cbastidass@unemi.edu.ec1}  
Fecha de recepción: 08/07/2026  
/ Fecha de aceptación: 13/08/2026  
/ Fecha de publicación: 25/08/2026  
RESUMEN: La agroindustria ecuatoriana genera subproductos asociados a las  
cadenas de banano, cacao, arroz, caña de azúcar, maíz, cítricos y camarón, muchos de  
los cuales se descartan sin aprovechamiento. Estos materiales contienen fibras,  
carbohidratos, proteínas, compuestos fenólicos, pectinas, polisacáridos y quitina  
susceptibles de transformación mediante rutas biotecnológicas. Se desarrolló una  
investigación documental, no experimental, de alcance descriptivo-comparativo,  
orientada a analizar su potencial para obtener bioinsumos y bioproductos. La  
búsqueda reproducida en Scopus para 2022–2026 recuperó 459 resultados en la  
interfaz y 455 registros únicos en el archivo exportado; el corpus final integró 45  
fuentes científicas seleccionadas por pertinencia y trazabilidad. La información se  
organizó en una matriz de decisión con cinco criterios: disponibilidad del residuo,  
potencial biotecnológico, diversidad de productos, aplicabilidad productiva y aporte  
ambiental. Los residuos se agruparon en materiales lignocelulósicos, subproductos  
con contenido funcional relevante y residuos acuícolas orientables hacia  
biopolímeros. Banano y cacao alcanzaron la mayor prioridad; caña de azúcar,  
camarón, cítricos y arroz también se clasificaron como de prioridad alta, mientras que  
maíz obtuvo prioridad media. Se concluye que los residuos agroindustriales  
ecuatorianos presentan un potencial de valorización diferenciado; dentro del alcance  
documental y de la matriz empleada, banano y cacao constituyen las alternativas  
iniciales más favorables, aunque su implementación debe confirmarse mediante  
caracterización local y evaluaciones técnicas, económicas y ambientales.  
Palabras clave: Biotecnología industrial, biomasa residual, economía circular,  
fermentación, biofertilizantes, sostenibilidad productiva  
1Facultad Ciencias de la Ingeniería, Universidad Estatal de Milagro, Ecuador, https://orcid.org/0000-0003-1018-6956;  
0997003130  
127  
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3091-1796  
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ABSTRACT: Ecuadorian agroindustry generates by-products from banana, cocoa,  
rice, sugarcane, maize, citrus and shrimp chains, many of which are discarded without  
recovery. These materials contain fibers, carbohydrates, proteins, phenolic  
compounds, pectins, polysaccharides and chitin that can be transformed through  
biotechnological routes. A non-experimental documentary study with a descriptive-  
comparative scope was conducted to analyze their potential for producing bioinputs  
and bioproducts. The reproducible Scopus search for 2022–2026 retrieved 459 results  
in the interface and 455 unique records in the exported file; the final corpus comprised  
45 scientific sources selected for relevance and traceability. The information was  
organized in a decision matrix using five criteria: residue availability, biotechnological  
potential, product diversity, productive applicability and environmental contribution.  
Residues were grouped into lignocellulosic materials, by-products with relevant  
functional content and aquaculture residues suitable for biopolymer production.  
Banana and cocoa achieved the highest priority; sugarcane, shrimp, citrus and rice  
were also classified as high priority, whereas maize obtained medium priority. It is  
concluded that Ecuadorian agroindustrial residues have differentiated valorization  
potential; within the documentary scope and the matrix applied, banana and cocoa  
are the most favorable initial alternatives, although their implementation requires  
local characterization and specific technical, economic and environmental  
assessments.  
Keywords:  
Industrial  
biotechnology,  
residual  
biomass,  
circular  
economy,  
fermentation, biofertilizers, productive sustainability  
INTRODUCCIÓN  
Dentro de la estructura productiva del Ecuador, la agroindustria vinculada al banano,  
cacao, arroz, caña de azúcar, maíz, cítricos y camarón genera, además de sus productos  
comerciales, una cantidad significativa de subproductos que no ingresan a ningún canal  
de aprovechamiento posterior. Cáscaras, bagazos, cascarillas, pseudotallos, raquis,  
pulpas, mucílagos y exoesqueletos quedan fuera del producto final en cada ciclo  
productivo. Aunque su manejo habitual los sitúa como material de descarte, análisis  
fisicoquímicos de estos subproductos revelan la presencia de fibras, carbohidratos,  
proteínas, compuestos fenólicos, pectinas y polisacáridos cuya utilidad en procesos  
agrícolas e industriales ha sido confirmada en distintos estudios (1,2).  
Cuando no se establece un mecanismo de recuperación, esta biomasa puede afectar los  
suelos y las fuentes hídricas o perderse sin que sus componentes tengan un uso  
posterior. El esquema lineal de extracción, procesamiento y eliminación del residuo  
mantiene presiones ambientales en las zonas productivas. Esta problemática ha sido  
descrita en literatura internacional y regional sobre residuos agroindustriales y su  
transformación en recursos (2–4).  
La proporción y las características de los residuos varían según la cadena productiva, la  
fracción del material procesado y el nivel tecnológico empleado. En Ecuador se han  
estudiado la cascarilla de arroz, el bagazo de caña, las cáscaras de cacao y otras  
128  
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biomasas; sin embargo, esos trabajos suelen analizar un residuo o una ruta de forma  
aislada, lo que dificulta una comparación conjunta(1–3,5,6)  
Entre las alternativas documentadas para modificar esa situación, la biotecnología  
aplicada ha ganado relevancia porque permite, mediante procesos biológicos  
controlados, convertir materiales residuales en productos con aplicación concreta.  
Rutas como la fermentación en estado sólido, la fermentación sumergida, la hidrólisis  
enzimática, la digestión anaerobia y la bioconversión microbiana han mostrado  
capacidad para generar biofertilizantes, bioplaguicidas, enzimas, biopolímeros,  
bioetanol, biogás y compuestos antioxidantes a partir de distintos tipos de biomasa. La  
elección de una u otra ruta no responde únicamente al tipo de residuo disponible, sino  
que también está condicionada por su estabilidad fisicoquímica, la regularidad con que  
puede obtenerse y el uso previsto para el producto final (7–10).  
Los residuos no se comportan de la misma manera frente a su aprovechamiento, ya que  
su respuesta depende de la composición de cada uno. Materiales como el bagazo, la  
cascarilla, la paja y los pseudotallos, de naturaleza lignocelulósica, pueden aprovecharse  
como sustratos de fermentación o como fuente para la generación de energía (4,11,12).  
Sin embargo, usarlos directamente resulta poco eficiente debido a la recalcitrancia que  
caracteriza a la matriz lignocelulósica. Dentro de estos materiales, la celulosa se dispone  
en microfibrillas cuyas zonas cristalinas se mantienen cohesionadas por una red de  
puentes de hidrógeno, y todo ello queda embebido en una matriz formada por  
hemicelulosa y lignina. Esta organización estructural disminuye la porosidad del material  
y dificulta que microorganismos y enzimas hidrolíticas alcancen los enlaces glucosídicos.  
A esto se suma que la lignina opera como barrera física y puede propiciar que las  
enzimas se adsorban de forma no productiva. Por estas razones, dichas biomasas suelen  
necesitar pretratamientos de tipo físico, químico o biológico y una posterior hidrólisis,  
para que sus carbohidratos logren transformarse de manera eficiente en azúcares  
fermentables (1,4,11–13).  
Las cáscaras de cacao y de cítricos presentan un perfil diferente: en ellas destaca la  
presencia de compuestos bioactivos, pectinas y fracciones antioxidantes con posibles  
aplicaciones farmacológicas y agroalimentarias En el caso del mucílago de cacao, su  
porción soluble está compuesta sobre todo por glucosa, fructosa y sacarosa, moléculas  
de bajo peso molecular que levaduras y bacterias pueden asimilar sin una  
despolimerización extensa. Esta disponibilidad facilita la fermentación, aunque el  
elevado contenido de agua, el rápido deterioro microbiológico y la variabilidad de la  
composición pueden complicar el almacenamiento y la estandarización del proceso  
(14,15).  
Un panorama distinto ofrece los residuos de la industria camaronera. La quitina, las  
proteínas y los minerales presentes en ellos permiten obtener quitosano, hidrolizados  
proteicos y biomateriales útiles en agricultura, alimentación y tratamiento de aguas. La  
quitina es un polisacárido lineal de N-acetil-D-glucosamina con enlaces β-(1→4), elevada  
cristalinidad y baja solubilidad. En el exoesqueleto se encuentra asociada con proteínas  
y carbonato de calcio, por lo que su recuperación exige desmineralización y  
desproteinización; posteriormente se aplica desacetilación para obtener quitosano o  
hidrólisis para generar oligómeros y aminoazúcares. Estos procedimientos consumen  
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reactivos y energía y pueden generar efluentes que deben tratarse (16–19). Así,  
mientras el mucílago puede emplearse como sustrato fermentativo con menor  
acondicionamiento, el residuo de camarón requiere separación y modificación  
estructural.  
Ecuador presenta condiciones favorables porque varias cadenas generan subproductos  
durante buena parte del año y algunos residuos se concentran en empacadoras,  
ingenios, piladoras o plantas procesadoras. No obstante, la disponibilidad operativa no  
es uniforme: depende de la estacionalidad, la humedad, la dispersión territorial y la  
capacidad de almacenamiento. Banano y cacao ofrecen una generación relativamente  
regular, mientras que maíz y cítricos presentan variaciones más marcadas que deben  
incorporarse al dimensionamiento de los procesos (5,20–23).  
El problema persiste en otro nivel. La información disponible sobre aprovechamiento de  
estos residuos aparece distribuida en investigaciones que abordan materiales o  
procesos puntuales, sin que exista todavía una síntesis que permita vincular el tipo de  
biomasa con la tecnología aplicable y el producto que se puede obtener. Para quienes  
toman decisiones en el sector productivo o diseñan líneas de investigación, esa  
dispersión representa un obstáculo concreto a la hora de establecer prioridades.  
Partiendo de esa brecha, este trabajo sostiene que los residuos agroindustriales del  
Ecuador presentan un potencial de valorización biotecnológica diferenciado según su  
composición y las tecnologías disponibles para cada tipo de biomasa. Con ese propósito,  
se revisó la literatura científica disponible sobre procesos de transformación aplicables  
a distintos tipos de biomasa residual y se construyó una herramienta comparativa que  
permite relacionar cada residuo con su ruta de procesamiento y los productos que  
pueden obtenerse a partir de él. Los resultados buscan apoyar la identificación de  
alternativas prioritarias, orientar futuras líneas de investigación y aportar elementos  
concretos para el diseño de estrategias de economía circular dentro de la agroindustria  
ecuatoriana.  
MATERIALES Y MÉTODOS  
Se realizó una revisión documental descriptiva y comparativa para identificar rutas de  
valorización biotecnológica aplicables a residuos de banano, cacao, arroz, caña de  
azúcar, maíz, cítricos y camarón. Estas cadenas se seleccionaron por su relevancia  
productiva, generación recurrente de subproductos y disponibilidad de evidencia  
científica sobre su transformación (3,5,7,16,21,22,24–30).  
La búsqueda bibliográfica se actualizó y reprodujo en Scopus el 14 de julio de 2026. Se  
ejecutó la siguiente ecuación en los campos de título, resumen y palabras clave:  
TITLE-ABS-KEY(("agro-industrial waste*" OR "agroindustrial residue*" OR "agricultural  
by-product*" OR "residual biomass") AND (banana OR cacao OR cocoa OR rice OR  
sugarcane OR maize OR corn OR citrus OR shrimp) AND ("biotechnological valorization"  
OR bioconversion OR fermentation OR "enzymatic hydrolysis" OR biofertilizer* OR  
biopolymer* OR chitosan OR pectin OR bioethanol OR biogas)) AND PUBYEAR > 2021  
130  
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AND PUBYEAR < 2027 AND (LIMIT-TO(DOCTYPE,"ar") OR LIMIT-TO(DOCTYPE,"re")) AND  
(LIMIT-TO(LANGUAGE,"English") OR LIMIT-TO(LANGUAGE,"Spanish"))  
La búsqueda se limitó al periodo 2022-2026, a artículos originales y revisiones  
publicados en revistas científicas, en estado final y escritos en inglés o español. Con estos  
parámetros se recuperaron 459 registros.  
La consulta mostró 459 resultados en la interfaz de Scopus. El CSV exportado contenía  
455 títulos únicos; 454 disponían de DOI y EID, y uno carecía de ambos identificadores.  
La comparación por DOI, EID y título no mostró duplicados. Se excluyeron de la síntesis  
los documentos sin información directamente extraíble sobre composición, proceso,  
producto, rendimiento o aplicación, así como los temáticamente redundantes.  
La comparación entre la exportación y la bibliografía identificó 16 publicaciones del  
corpus final procedentes de la búsqueda reproducida. Se añadieron 29 fuentes de  
búsquedas previas y rastreo retrospectivo para cubrir contexto ecuatoriano, análisis  
multicriterio y rendimientos experimentales. El corpus final reunió 45 fuentes únicas,  
organizadas por residuo, composición, proceso, producto, rendimiento y aplicación  
(1,7).  
La trazabilidad se verificó mediante el índice de consistencia de la fuente (ICF), definido  
como:  
퐷푘 + 푇푘 + 퐹푘 + 푅푘 + 퐸푘  
1)  
ICF푘 =  
5
En la ecuación, Dₖ indicó la presencia de DOI o identificador persistente; Tₖ, el  
cumplimiento del intervalo temporal; Fₖ, la publicación final en una revista científica; Rₖ,  
la relación directa con el objeto estudiado; y Eₖ, la disponibilidad de información  
extraíble. Cada componente recibió 0 o 1 y se exigió ICFₖ ≥ 0,80. Cuarenta y una fuentes  
alcanzaron 1,00; las referencias (21,31–33) obtuvieron 0,80 por ser anteriores a 2022,  
pero se conservaron por sus balances cuantitativos. El ICF evaluó trazabilidad  
documental, no riesgo de sesgo.  
La matriz de decisión incluyó cinco criterios: disponibilidad, potencial biotecnológico,  
diversidad de productos, aplicabilidad productiva y aporte ambiental, tomando como  
referencia enfoques multicriterio aplicados a residuos agrícolas (34,35). Los puntajes sᵢⱼ  
se asignaron en una escala ordinal de 1 a 3 según la Tabla 1. Ante evidencia insuficiente  
o contradictoria se adoptó el nivel inferior.  
131  
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Tabla 1. Criterios y reglas operativas utilizadas para la matriz de decisión.  
Criterio  
1 = Bajo  
2 = Medio  
3 = Alto  
Generación continua o de  
alta escala, respaldada  
documentalmente  
Generación limitada,  
localizada o irregular  
Generación estacional  
o de alcance regional  
Disponibilidad  
Tres  
diferenciadas,  
respaldadas por al menos  
dos fuentes  
o
más  
rutas  
Dos rutas o evidencia  
Potencial  
biotecnológico  
Una ruta preliminar  
de aprovechamiento  
principalmente  
laboratorio  
de  
Diversidad de  
productos  
Una  
productos  
familia  
de  
Dos o tres familias de  
productos  
Cuatro o más familias de  
productos  
Aplicación documentada  
en tres o más sectores o  
evidencia  
Aplicación  
sectores o validación  
de laboratorio  
en  
dos  
Aplicabilidad  
productiva  
Una  
conceptual  
aplicación  
piloto/productiva  
Un  
beneficio  
o
Dos  
o
más beneficios  
Aporte  
ambiental  
Beneficio  
demostrado  
no  
documentado  
evidencia cualitativa  
respaldados por al menos  
dos fuentes  
Fuente: Elaboración propia con base en enfoques multicriterio y ambientales (34,35).  
Para diversidad, bioetanol, biogás y bioenergía se contaron como una familia; quitina,  
quitosano y biomateriales derivados se agruparon como biopolímeros, evitando  
duplicar productos de una misma ruta.  
Los puntajes se normalizaron en el intervalo de 0 a 1 mediante la expresión:  
푠푖푗 − 1  
2)  
푧푖푗 =  
2
No se realizaron consultas Delphi ni se aplicaron métodos estadísticos para estimar la  
importancia relativa de los criterios. Debido a que no existía evidencia empírica  
suficiente para establecer una jerarquía entre ellos, se adoptó el vector de ponderación  
uniforme:  
푤 = (0,20; 0,20; 0,20; 0,20; 0,20)  
3)  
El índice de prioridad de cada residuo se calculó mediante:  
5
4)  
푃 = ∑  
푤 푧푖푗  
푖
푗
j=1  
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Se estableció prioridad alta cuando Pᵢ ≥ 0,70, equivalente a una puntuación original de  
12 a 15; prioridad media cuando 0,30 ≤ Pᵢ < 0,70, equivalente a 8-11 puntos; y prioridad  
baja cuando Pᵢ < 0,30, equivalente a 7 puntos o menos.  
La estabilidad se examinó con 10 000 iteraciones y semilla 20260714. Los pesos se  
generaron uniformemente entre 0,16 y 0,24 y se renormalizaron para sumar 1. El  
procedimiento se ejecutó en Python 3.12.13 con NumPy 2.3.5.  
Finalmente, se elaboró una matriz comparativa que relacionó cada biomasa con su ruta  
de transformación, producto y aplicación. La prioridad se estableció a partir de la  
disponibilidad documentada, el potencial biotecnológico, la aplicabilidad y el aporte  
ambiental, dentro de una perspectiva de economía circular (1,7,34,35).  
RESULTADOS  
Los residuos agroindustriales analizados no siguen un mismo patrón frente a las rutas de  
valorización biotecnológica disponibles. Lo que determina el potencial de cada material  
es su composición, la regularidad con que se genera dentro de la cadena productiva y la  
cantidad de productos que pueden derivarse de él. Con base en esa lógica, los residuos  
revisados se agruparon en tres categorías: materiales lignocelulósicos, residuos con  
contenido funcional relevante y subproductos de origen acuícola orientables hacia  
biopolímeros.  
Dentro del primer grupo se ubicaron el bagazo de caña, la cascarilla y paja de arroz, los  
pseudotallos y raquis de banano y los residuos de maíz. Todos comparten una matriz  
basada en celulosa, hemicelulosa y lignina, adecuada para fermentación, hidrólisis,  
digestión anaerobia y producción de materiales biodegradables. Su abundancia y bajo  
costo son ventajas, pero normalmente requieren pretratamientos para liberar azúcares  
fermentables y mejorar la acción enzimática o microbiana (1,4,7,11–13,30).  
Los residuos de cacao y cítricos conformaron el segundo grupo. Sus cáscaras, mucílagos y  
albedos contienen pectinas, compuestos fenólicos, azúcares fermentables y fracciones  
antioxidantes  
que  
permiten  
obtener  
ingredientes  
funcionales  
y
productos  
agroalimentarios (14,15,24,25,36,37). En Ecuador, la cáscara y el mucílago de cacao  
merecen atención por su disponibilidad en zonas productoras y por la evidencia sobre  
fermentación y bioeconomía circular (14,22,38).  
El tercer grupo correspondió a residuos de camarón. La quitina, las proteínas y los  
minerales los orientan hacia quitosano, hidrolizados proteicos y biomateriales. Los  
procesos de desmineralización, desproteinización y desacetilación difieren de la  
fermentación energética de los materiales lignocelulósicos, y sus productos tienen  
aplicaciones en agricultura, alimentos y tratamiento de aguas (16–19).  
133  
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Tabla 2. Rutas biotecnológicas identificadas para residuos agroindustriales ecuatorianos.  
Ruta  
biotecnológica  
Cadena  
productiva  
Residuo  
principal  
Composición  
predominante  
Producto  
esperado  
Aplicación  
final  
posible  
Fermentación,  
hidrólisis y  
digestión  
Biofertilizantes,  
bioetanol,  
biogás, fibras y  
Agricultura,  
energía y  
materiales  
Pseudotallo,  
raquis y  
Fibra, celulosa,  
hemicelulosa y  
azúcares  
Banano  
Cacao  
cáscara  
anaerobia  
biomateriales  
biodegradables  
Fibra,  
Fermentación,  
extracción de  
compuestos  
funcionales y  
bioconversión  
Antioxidantes,  
bioinsumos,  
pectina y  
productos  
fermentados  
compuestos  
fenólicos,  
azúcares y  
pectinas  
Agroindustria,  
alimentos y  
agricultura  
Cáscara y  
mucílago  
Pretratamiento,  
fermentación,  
digestión  
anaerobia y  
conversión  
Bioenergía,  
biochar,  
materiales  
adsorbentes y  
sustratos  
Energía,  
ambiente y  
agricultura  
Cascarilla y  
paja  
Lignocelulosa,  
sílice y fibra  
Arroz  
termobiológica  
Lignocelulosa,  
azúcares  
residuales y  
materia  
Hidrólisis,  
fermentación y  
compostaje  
enriquecido  
Bioetanol,  
enzimas,  
biofertilizantes  
y energía  
Energía,  
agricultura e  
industria  
Caña de  
azúcar  
Bagazo y  
cachaza  
orgánica  
Bioetanol,  
ácidos  
orgánicos y  
biofertilizantes  
Rastrojos, tusa Lignocelulosa y  
Sacarificación,  
fermentación y  
compostaje  
Energía,  
agricultura y  
bioprocesos  
Maíz  
y residuos de  
almidones  
procesamiento  
residuales  
Pectina,  
aceites  
esenciales,  
fibra y  
compuestos  
fenólicos  
Pectina,  
antioxidantes,  
aceites  
esenciales y  
bioetanol  
Extracción,  
fermentación e  
hidrólisis  
Alimentos,  
agroindustria y  
bioproductos  
Cáscara y  
albedo  
Cítricos  
Quitina,  
quitosano,  
hidrolizados  
proteicos y  
biomateriales  
Exoesqueletos,  
cabezas y  
restos de  
procesamiento  
Desmineralización,  
desproteinización,  
desacetilación e  
hidrólisis  
Agricultura,  
alimentos y  
tratamiento de  
aguas  
Quitina,  
proteínas y  
minerales  
Camarón  
Fuente: Elaboración propia a partir de la revisión bibliográfica (12–18,21–30,36–43).  
La Tabla 2 confirma que no existe una ruta única de valorización. Banano, caña, arroz y  
maíz convergen en el aprovechamiento lignocelulósico; cacao y cítricos permiten  
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recuperar compuestos funcionales y pectinas; y camarón se orienta hacia biopolímeros.  
Esta diferenciación obliga a relacionar cada biomasa con el proceso que puede sostener  
según su composición (4,11–18,22,24,25,27–30,36–38).  
Para complementar esta comparación cualitativa, se construyó un balance de masa  
teórico-documental por tonelada de residuo. En las rutas lignocelulósicas, la masa  
teórica de etanol se estimó mediante la expresión:  
푚EtOH,teórico = 푀(0,568푓 + 0,581푓퐻)  
5)  
퐶
donde M representa la masa seca del residuo y fC y fH corresponden a las fracciones  
másicas de celulosa y hemicelulosa. Los coeficientes 0,568 y 0,581 se obtienen al  
considerar la hidratación estequiométrica del glucano a glucosa (180/162) y del xilano a  
xilosa (150/132), seguida del rendimiento teórico de 0,511 kg de etanol por kilogramo  
de monosacárido. El rendimiento efectivo se expresó como:  
푚EtOH,efectivo = 푚EtOH,teórico × 휂푝 × 휂ℎ × 휂ꢀ  
6)  
donde ηp, ηh y ηf representan las eficiencias del pretratamiento, la hidrólisis y la  
fermentación. Para convertir la masa de etanol a volumen se utilizó una densidad de  
0,789 kg L⁻¹. En el mucílago de cacao se consideró la conversión de azúcares  
directamente fermentables. Para pectina y quitosano se aplicó:  
푚producto = 푀 × 푌  
extracción  
7)  
Las ecuaciones se utilizaron como referencia teórica; los valores de la Tabla 3  
corresponden a rendimientos documentados en las fuentes originales (14,19,20,30–  
33,44,45).  
Debido a que las publicaciones no proporcionaron perfiles temporales equivalentes para  
las siete cadenas, no fue posible calcular una constante cinética común. Cuando los  
estudios informaron la concentración final y el tiempo de procesamiento, se calculó una  
productividad media mediante:  
ꢂꢁ  
8)  
푄ꢁ =  
푡
En los demás casos se mantuvo el rendimiento global por unidad de residuo, sin asumir  
comportamientos cinéticos que no hubieran sido demostrados experimentalmente.  
135  
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Tabla 3. Balances de masa y rendimientos documentales por cadena agroindustrial.  
Base del  
balance  
Condición de  
procesamiento  
Rendimiento  
documentado  
Equivalente  
por tonelada  
Principal  
limitación  
Cadena  
La elevada  
humedad del  
pseudotallo  
fresco aumenta  
la masa  
transportada y  
la energía  
requerida para  
estabilización.  
112 L de  
etanol t⁻¹;  
productividad  
Sacarificación y  
fermentación  
simultánea  
durante  
aproximadamente  
72 h  
1 t de  
pseudotallo  
seco  
112 L o 88,4 kg de  
etanol  
Banano  
específica  
aproximada de  
1,56 L t⁻¹ h⁻¹  
(20)  
La  
1 t de  
mucílago  
fresco;  
densidad  
aproximada  
de 1 kg L⁻¹  
concentración  
de azúcares  
cambia con la  
variedad,  
madurez y  
manejo  
71,91 g L⁻¹ de  
etanol;  
productividad  
media de 0,75  
g L⁻¹ h⁻¹ (14)  
Fermentación con  
Saccharomyces  
cerevisiae a 25 °C  
durante 96 h  
Aproximadamente  
71,9 kg o 91 L de  
etanol  
Cacao  
Arroz  
poscosecha.  
214 mg de  
etanol g⁻¹ de  
biomasa y  
eficiencia de  
bioconversión  
de 72,5 % (33)  
Pretratamiento  
combinado,  
hidrólisis  
enzimática y  
fermentación  
La presencia de  
sílice y lignina  
condiciona la  
eficiencia del  
pretratamiento.  
214 kg o  
aproximadamente  
271 L de etanol  
1 t de paja  
seca  
191,96 kg de  
etanol;  
rendimiento  
de  
fermentación  
de pentosas de  
86,11 % (44)  
El balance  
depende de la  
recuperación y  
fermentación  
conjunta de  
hexosas y  
Pretratamiento  
ácido, hidrólisis y  
fermentación de  
azúcares C5 y C6  
Caña de 1 t de bagazo  
243,3 L de etanol  
azúcar  
seco  
pentosas.  
480 L t⁻¹ como  
máximo  
teórico; 240 L  
t⁻¹ como  
estimación de  
proceso y 45 L máximo teórico de  
t⁻¹ en un  
estudio  
experimental  
(31,45)  
El rendimiento  
cambia con el  
cultivar,  
humedad,  
cosecha y  
Entre 45 y 240 L  
frente a un  
Pretratamiento,  
sacarificación y  
fermentación  
1 t de rastrojo  
seco  
Maíz  
480 L  
eficiencia de  
hidrólisis.  
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ISSN:  
DOI:  
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Base del  
balance  
Condición de  
procesamiento  
Rendimiento  
documentado  
Equivalente  
por tonelada  
Principal  
limitación  
Cadena  
21,63 % de  
pectina en  
cáscara de  
naranja y  
32,53 % en  
cáscara de  
lima (32)  
El rendimiento  
depende de  
especie,  
madurez,  
secado, ácido y  
tiempo de  
1 t de cáscara  
seca  
pulverizada  
Extracción ácida a  
80 °C, pH 2,  
durante 90 min  
Entre 216 y 325 kg  
de pectina  
Cítricos  
extracción.  
La especie,  
humedad,  
contenido  
mineral y grado  
de  
Desmineralización,  
desproteinización  
y desacetilación;  
aproximadamente  
52 h de contacto  
químico  
13,96 % de  
quitosano  
respecto de la  
cáscara seca  
(19)  
1 t de  
139,6 kg por  
tonelada seca  
Camarón exoesqueleto  
seco  
desacetilación  
afectan el  
rendimiento.  
Fuente: Elaboración propia a partir de rendimientos experimentales y balances documentales  
(14,19,20,31–33,44,45).  
Los balances evidencian que un potencial estequiométrico elevado no asegura un  
rendimiento efectivo equivalente. En los lignocelulósicos, las pérdidas durante  
pretratamiento, hidrólisis y fermentación explican la distancia entre el máximo teórico  
y el producto recuperado. Se documentaron 112 L de etanol por tonelada seca de  
pseudotallo de banano, 243,3 L t⁻¹ de bagazo de caña y aproximadamente 271 L t⁻¹ de  
paja de arroz (20,33,44).  
La diferencia fue mayor para el maíz: frente a un máximo teórico de 480 L t⁻¹ de rastrojo  
seco, las estimaciones de proceso y el resultado experimental revisado fueron de 240 y  
45 L t⁻¹, respectivamente (31,45). Para otras cadenas, el mucílago de cacao produjo  
71,91 g L⁻¹ de etanol después de 96 h; la cáscara cítrica seca permitió recuperar 216–  
325 kg de pectina por tonelada; y el exoesqueleto seco de camarón alcanzó 139,6 kg t⁻¹  
de quitosano (14,19,32).  
Para ordenar esa información y establecer prioridades, se aplicó la matriz de decisión  
definida en la metodología, valorando cinco criterios por residuo: disponibilidad,  
potencial biotecnológico, diversidad de productos, aplicabilidad productiva y aporte  
ambiental. Los resultados normalizados se recogen en las Tablas 4a y 4b.  
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Tabla 4a. Puntuación de los criterios para la priorización de residuos agroindustriales ecuatorianos.  
Diversidad  
Residuo  
agroindustrial  
Disponi-  
bilidad  
Potencial  
biotecnológico  
Aplicabilidad  
productiva  
Aporte  
ambiental  
Puntaje  
total  
de  
productos  
Residuos de  
banano  
3
3
3
3
2
3
2
3
3
3
3
3
2
2
3
3
2
2
3
2
2
3
3
3
3
3
3
2
3
3
3
3
3
3
2
15  
15  
14  
14  
14  
13  
10  
Residuos de  
cacao  
Residuos de  
caña de azúcar  
Residuos de  
camarón  
Residuos  
cítricos  
Residuos de  
arroz  
Residuos de  
maíz  
Fuente: Elaboración propia. Los puntajes se asignaron mediante las reglas operativas de la Tabla 1.  
Tabla 4b. Índice normalizado, prioridad y fuentes de respaldo por residuo.  
Residuo  
Índice Pi  
Prioridad  
Fuentes de respaldo  
agroindustrial  
Residuos de banano  
Residuos de cacao  
1,00  
1,00  
Alta  
Alta  
(20,21,23,39,40)  
(14,15,22,24)  
Residuos de caña de  
azúcar  
0,90  
Alta  
(12,13,26,41,44)  
Residuos de camarón  
Residuos cítricos  
0,90  
0,90  
0,80  
Alta  
Alta  
Alta  
(16–19)  
(25,32,36–38)  
(27,33,42,43)  
Residuos de arroz  
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Residuo  
agroindustrial  
Índice Pi  
Prioridad  
Fuentes de respaldo  
Residuos de maíz  
0,50  
Media  
(28–31,43,45)  
Fuente: Elaboración propia a partir de las fuentes indicadas para cada cadena  
Banano y cacao encabezaron la clasificación con 15 puntos y Pi = 1,00. Caña de azúcar,  
camarón y cítricos alcanzaron 14 puntos y Pi = 0,90; arroz obtuvo 13 puntos y Pi = 0,80;  
y maíz se ubicó en prioridad media con 10 puntos y Pi = 0,50. Las puntuaciones no  
representan mediciones experimentales nacionales, sino una síntesis ordinal de la  
evidencia citada en la última columna de la Tabla 4b.  
El análisis de sensibilidad mantuvo la categoría de prioridad de los siete residuos en el  
100 % de las 10 000 iteraciones. Banano y cacao permanecieron en Pi = 1,00; caña y  
camarón variaron entre 0,868 y 0,926; cítricos, entre 0,871 y 0,926; arroz, entre 0,756 y  
0,841; y maíz permaneció en Pi = 0,50. Por tanto, la clasificación fue estable frente a  
variaciones pequeñas de los pesos, aunque esta robustez no sustituye la validación  
técnica y económica.  
La disponibilidad anual no equivale a una oferta mensual constante. Maíz y cítricos  
presentan mayor estacionalidad y dispersión; en cambio, bagazo, cascarilla de arroz y  
exoesqueletos de camarón suelen concentrarse en instalaciones de procesamiento. La  
humedad, la baja densidad aparente, la distancia de recolección y la necesidad de  
estabilización pueden reducir la viabilidad de una ruta técnicamente prometedora. Por  
ello, la matriz debe interpretarse como una priorización tecnológica inicial y no como  
una demostración de rentabilidad.  
DISCUSIÓN  
Los resultados confirman que la valorización biotecnológica de los residuos  
agroindustriales ecuatorianos no puede plantearse mediante una ruta uniforme. El  
potencial de cada biomasa depende de su composición, de la forma en que se genera y  
de la relación entre el proceso de transformación y el producto esperado. Esta  
interpretación coincide con estudios que señalan que los residuos adquieren valor  
cuando sus características químicas y estructurales se vinculan con tecnologías y  
aplicaciones concretas (1,2,7–9,34,35). La matriz permitió ordenar esas diferencias,  
aunque sus puntajes deben entenderse como una priorización documental y no como  
una demostración de factibilidad industrial.  
El banano y el cacao alcanzaron la mayor prioridad, pero por razones distintas. Los  
pseudotallos, raquis y cáscaras de banano combinan disponibilidad con rutas hacia  
fibras, nanocelulosa, bioenergía, biofertilizantes y materiales biodegradables  
(20,21,23,39,40). No obstante, su estructura lignocelulósica exige acondicionamiento,  
pretratamiento e hidrólisis. Como referencia, una tonelada de pseudotallo seco podría  
generar alrededor de 112 L de etanol mediante sacarificación y fermentación simultánea  
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(20); esta cifra no debe aplicarse al material fresco, cuyo elevado contenido de agua  
incrementa las necesidades de transporte y acondicionamiento. El cacao responde a una  
lógica funcional: la cáscara y el mucílago contienen compuestos fenólicos, pectinas y  
azúcares fermentables (14,15,22,24). En el mucílago se reportaron 71,91 g L⁻¹ de etanol  
después de 96 h, equivalentes aproximadamente a 91 L por tonelada fresca (14). Su  
ventaja es la disponibilidad directa de azúcares; sus limitaciones son el deterioro  
microbiológico y la variabilidad de la composición.  
La caña y el arroz también mostraron alta prioridad, aunque su aprovechamiento está  
condicionado por la recalcitrancia lignocelulósica. Para el bagazo de caña se  
documentaron 191,96 kg de etanol por tonelada seca, equivalentes a 243,3 L, cuando  
se recuperan y fermentan hexosas y pentosas (44). En paja de arroz se registraron 214  
mg de etanol por gramo, aproximadamente 271 L por tonelada seca, después de un  
pretratamiento combinado (33). Estos rendimientos evidencian el potencial de ambas  
cadenas, pero dependen de la eficiencia del pretratamiento, la hidrólisis, el consumo de  
enzimas  
y
la capacidad microbiana para utilizar las fracciones  
liberadas  
(12,13,26,27,33,41–44).  
El maíz quedó en prioridad media porque la evidencia muestra una brecha entre el  
potencial teórico y el rendimiento alcanzable. Para el rastrojo seco se estimó un máximo  
cercano a 480 L de etanol por tonelada, frente a una estimación de proceso de  
aproximadamente 240 L t⁻¹ y un resultado experimental de 45 L t⁻¹ (31,45). Estas  
diferencias responden a la composición, humedad, pretratamiento y microorganismos  
empleados. Aunque también existen rutas hacia biosurfactantes, materiales celulósicos  
y biohidrógeno (28–30,43), todavía se requiere delimitar qué residuo y proceso serían  
más apropiados para las condiciones ecuatorianas.  
Los cítricos y el camarón demuestran que la valorización no debe limitarse a la  
producción de energía. La extracción ácida de cáscaras cítricas permitió recuperar entre  
21,63 y 32,53 % de pectina en base seca, equivalente a 216–325 kg por tonelada (32),  
además de existir alternativas para aceites esenciales, envases y compuestos  
funcionales (25,36–38). En residuos de camarón se reportó un rendimiento de quitosano  
de 13,96 % respecto de la cáscara seca, equivalente a 139,6 kg por tonelada seca (19).  
Sin embargo, su obtención requiere desmineralización, desproteinización y  
desacetilación, con consumo de reactivos y generación de efluentes que deben  
incorporarse a la evaluación ambiental (16–19).  
La matriz también mostró que la abundancia anual no equivale a disponibilidad  
operativa. Maíz y cítricos presentan mayor estacionalidad y dispersión, mientras que  
bagazo, cascarilla de arroz y exoesqueletos de camarón tienden a concentrarse en  
ingenios, piladoras o plantas procesadoras. La humedad, la baja densidad aparente, la  
distancia de recolección y la necesidad de estabilización pueden reducir el beneficio de  
una ruta técnicamente viable (3,5,22,23). Esta interacción explica por qué la selección  
debe considerar simultáneamente variables productivas, tecnológicas y ambientales,  
como plantean los enfoques multicriterio aplicados a residuos agrícolas (34,35).  
La estabilidad observada en el análisis de sensibilidad respalda la clasificación general  
frente a pequeñas variaciones de los pesos, pero no elimina las limitaciones del estudio.  
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Los rendimientos recopilados proceden de condiciones experimentales y bases de  
cálculo diferentes, por lo que funcionan como órdenes de magnitud y no como  
predicciones industriales para Ecuador. Tampoco se evaluaron costos, disponibilidad  
mensual ni impactos mediante análisis de ciclo de vida. En consecuencia, banano y cacao  
constituyen alternativas iniciales de mayor interés, mientras que la implementación de  
cualquiera de las rutas deberá confirmarse con caracterización local, balances de masa,  
evaluación tecnoeconómica y ensayos a escala de laboratorio y piloto.  
CONCLUSIONES  
Los residuos agroindustriales ecuatorianos evaluados no presentan un potencial  
uniforme de valorización biotecnológica. Su aprovechamiento depende de la  
composición del material, la regularidad con que se genera, la complejidad tecnológica  
de la ruta de transformación y el tipo de producto final que puede obtenerse. Los  
residuos lignocelulósicos, como bagazo de caña, cascarilla y paja de arroz, pseudotallos  
y raquis de banano, muestran potencial para procesos fermentativos, bioenergía,  
biofertilizantes y biomateriales; sin embargo, su transformación puede requerir  
pretratamientos que condicionan la viabilidad técnica y económica. En cambio, los  
residuos de cacao y cítricos se orientan mejor hacia la recuperación de compuestos  
funcionales, pectinas, fracciones antioxidantes y moléculas de interés industrial. Los  
residuos de camarón siguen una lógica diferente, centrada en la obtención de quitina,  
quitosano e hidrolizados proteicos a partir del exoesqueleto.  
La matriz de decisión permitió ordenar información dispersa y establecer una  
priorización inicial basada en criterios comparables. Banano y cacao obtuvieron los  
puntajes más altos, aunque por razones distintas: el banano destacó por su  
disponibilidad, diversidad de fracciones residuales y amplitud de rutas posibles,  
mientras que el cacao sobresalió por el valor funcional de sus subproductos. Caña de  
azúcar, camarón, cítricos y arroz también se ubicaron en alta prioridad, pero su  
aprovechamiento exige una selección más precisa del proceso, del producto final y de  
las condiciones operativas. El maíz se clasificó en prioridad media, no por ausencia de  
potencial, sino por la necesidad de delimitar mejor el tipo de residuo, la ruta  
biotecnológica y la aplicación esperada.  
La valorización biotecnológica de residuos agroindustriales no debe interpretarse  
únicamente como una estrategia de manejo de desechos, sino como una oportunidad  
productiva, ambiental y tecnológica dentro de cadenas ya consolidadas en el país. No  
obstante, la abundancia de biomasa no garantiza por sí sola la factibilidad de  
aprovechamiento. La decisión sobre qué residuo priorizar debe considerar también  
barreras de transformación, costos de acondicionamiento, estabilidad del producto,  
demanda potencial y capacidades locales de procesamiento.  
En este sentido, la matriz comparativa y los balances teórico-documentales construidos  
en el presente trabajo constituyen herramientas de orientación inicial para seleccionar  
residuos y rutas de valorización con mayor pertinencia para el contexto ecuatoriano. Los  
balances permiten establecer órdenes de magnitud para bioetanol, pectina y quitosano,  
pero no deben interpretarse como rendimientos obtenidos directamente en  
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instalaciones nacionales. Los pasos siguientes deben centrarse en ensayos con residuos  
recolectados en Ecuador y pruebas piloto que permitan evaluar composición, humedad,  
rendimiento efectivo, estabilidad, escalabilidad, costos de recolección y operación,  
consumo de reactivos e impacto ambiental de las rutas priorizadas.  
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