Estudios previos desarrollados por los integrantes del proyecto evidencian el potencial de los procesos fermentativos para la síntesis de Hidrógeno (H2) a partir de azúcares simples (glucosa, lactosa, xilosa) a temperatura y presión ambiental. Desafortunadamente, la producción de H2 a partir de este tipo de sustratos resulta poco atractiva debido al costo de las materias primas y por el efecto que podría tener en la seguridad alimentaria de la región. Por tal motivo, el uso de subproductos renovables y de bajo costo, como los generados en los procesos agroindustriales, resulta bastante prometedor para favorecer el desempeño económico y ambiental de la síntesis de H2 a través de rutas biológicas. El Valle Geográfico del Río Cauca dispone de más de 12.000 (m3/día) de vinazas con una carga orgánica elevada (50.000-150.000 mg O2/L) para la síntesis de H2. No obstante, su complejidad estructural y la presencia de sustancias inhibidoras de los procesos fermentativos conducen a rendimientos y a velocidades de producción de H2 bajas. En este proyecto se propone el uso de un proceso fisicoquímico-fermentativo intensificado para facilitar la transformación de las estructuras complejas en las vinazas hasta sustancias más simples (es decir menos tóxicas y menos recalcitrantes) con el fin de mejorar tanto la velocidad de producción como la eficiencia de conversión de la materia orgánica presente hasta H2. El proceso propuesto consta de una etapa de pretratamiento de naturaleza fisicoquímica el cual facilitará la transformación de la vinaza hasta un sustrato más simple y fácilmente fermentable. En este trabajo se estudiarán dos procesos de pretratamiento (Fenton y Sonoquímico) con el fin de determinar el más apropiado desde el punto de vista técnico, económico y ambiental para la producción de H2. La identificación de las variables de proceso más significativas (dosis de reactivos, tiempo de tratamiento, consumo energético) y la selección de las mejores condiciones operativas para los procesos de pretratamiento se realizará a través de un diseño experimental tipo Box-Behnken. En cada caso, la variable de respuesta usada para el diseño experimental será el rendimiento o conversión de los azúcares fermentables presentes hasta H2; ya que esta última determina tiene un impacto notable en el desempeño técnico y económico del proceso. En la etapa dos del proyecto, se validarán las condiciones operativas sugeridas en el diseño experimental y se determinarán los parámetros cinéticos del proceso fermentativo en un reactor de mayor volumen (1 L). Se debe resaltar que para el proceso fermentativo de producción de H2 se usarán consorcios microbianos mixtos obtenidos a partir de fuentes locales (suelo, lodo granular, lodo floculento). Se debe mencionar también que en este proyecto se diseñarán, construirán e instrumentarán los reactores requeridos, de tal forma que se pueda asegurar la robustez y la operación optimizada de los sistemas de reacción. Asimismo, se desarrollará el hardware y el software necesario para el control y seguimiento de los parámetros de procesos. Finalmente, en la etapa tres se modelará el proceso de producción de H2 en SCILAB (software libre) y se evaluarán los costos económicos y el desempeño ambiental mediante un análisis de ciclo de vida (ACV) en el software libre openLCA (GreenMetrics). El proyecto aborda temas claves para el desarrollo sostenible del Valle del Cauca, la región pacífica, y el país: La aplicación de estrategias eficientes, económicas y ambientalmente sostenibles para la gestión y revalorización de subproductos agroindustriales. La comprensión y el análisis de mecanismos biológicos y químicos para la síntesis de H2. El desarrollo de estrategias sostenibles y eficientes para la producción de bienes de interés para la industria y la sociedad. 4) El desarrollo de reactores y software de bajo costo que se adaptan a las necesidades de la región.