Colombia es un país biológicamente megadiverso con una fuerte vocación agrícola y extremadamente rico en recursos naturales. Gracias a esto, las políticas públicas han intentado impulsar el desarrollo y modernización de los sectores agrícola y minero-energético. En 2011, el gobierno nacional, a través de entidades comisionadas, presentó el atlas del potencial energético de la biomasa residual en Colombia. En dicho informe se hace una completa cuantificación del inventario disponible de biomasas para la producción de energía en el país. El mismo documento puede ser utilizado para establecer el potencial del país para la valorización de estas biomasas residuales. Valorizar los componentes de biomasas significa adicionarle valor a sus compuestos constituyentes, lo cual puede lograrse mediante transformación de la materia a través de procesos químicos y/o bioquímicos. Las principales oportunidades se encuentran no solo en la producción de alcohol de segunda generación, sino también en la posibilidad de generar otros compuestos orgánicos a través de biorrefinerías de glicerol, gas de síntesis y/o biogás. En Colombia, mientras la ingeniería química ha utilizado tradicionalmente el análisis de procesos a partir de balances (materia, energía y cantidad de movimiento), cinéticas y principios de la termodinámica para el desarrollo racional y eficiente de procesos de transformación de la materia, el desarrollo de los bioprocesos se ha llevado a cabo con un alto grado de empirismo debido principalmente a la poca aplicación de estos principios tal como sucede con los procesos químicos tradicionales. Si bien el desarrollo de bioprocesos se ha dado, en parte, gracias al aporte de la ingeniería química y a la interacción de ésta con otras disciplinas como la microbiología y la biología molecular, en el país se necesita aun articular y aplicar completamente el enfoque de la ingeniería química con las nuevas tecnologías “omics”, las cuales brindan mayor y mejor información para el desarrollo de bioprocesos: conocimiento de estequiometrías, mecanismos y cinéticas de reacción, condiciones de equilibrio y de direccionalidad de las reacciones bioquímicas, funcionamiento de los diferentes niveles del procesamiento celular, transporte de materiales a través de membranas celulares, entre otras. La presente propuesta de investigación surge de la necesidad de racionalizar el desarrollo de los bioprocesos, es decir, aplicar los principios anteriormente mencionados junto con el conocimiento proporcionado por las tecnologías “omics” en el entendimiento del funcionamiento celular. Para ello, el grupo de Bioprocesos y Flujos Reactivos desde hace dos años comenzó a desarrollar una nueva plataforma para el desarrollo de bioprocesos dando inicio al semillero de investigación Diseño Racional e Integración de Bioprocesos (BIRD, Bioprocess Integration and Rational Design). A mediano plazo se espera que estos esfuerzos resulten en la consolidación del semillero de investigación, el nuevo curso de posgrado Diseño Racional de Bioprocesos (SIA 3009985) y la generación de un libro donde se desarrolle esta metodología y se plasmen ejemplos desarrollados al interior del semillero. Es así como esta propuesta de investigación busca aplicar el enfoque antes mencionado al desarrollo de bioprocesos para la valorización de biomasas disponibles en Colombia. Para ello, se realizará el diseño in silico (en computador) de tres biocatalizadores para la valorización de dos materias primas: 1- glicerol proveniente de la industria de producción de biodiesel, y 2- Gas de síntesis y/o biogás a partir de materiales residuales de la industria agrícola. Se pretende por un lado investigar la bioconversión de glicerol en ácido propiónico y ácido 3-indol acético, y por el otro, la bioconversión de gas de síntesis en etileno. El diseño in silico del biocatalizador involucra la reconstrucción por computador de las rutas metabólicas utilizando herramientas de ingeniería metabólica.