En este artículo, se integró un ciclo Rankine orgánico (ORC) en un motor de gas natural de 2 MW para evaluar la posibilidad de generar electricidad recuperando el calor de escape del motor. Se analizaron las variables operativas y de diseño con mayor influencia en el rendimiento energético, económico y ambiental del sistema. Asimismo, se identificaron los componentes con mayor destrucción de exergía a través de la variedad de diferentes parámetros operativos. A partir de los resultados paramétricos, se encontró que la presión de evaporación tiene la mayor influencia en la destrucción de exergía. La mayor fracción de exergía se obtuvo para el intercambiador de calor de carcasa y tubos (ITC1) con el 38% de la destrucción total de exergía del sistema. También se determinó que el alto valor del área de transferencia de calor incrementa sus costos de adquisición y el costo nivelado de energía (LCOE) del sistema térmico. Por lo tanto, estos sistemas deben contar con una tecnología de turbina con una eficiencia que no supere el 90%, ya que, a partir de este valor, el LCOE del sistema supera el LCOE de una turbina de gas. Por último, se desarrolló un análisis de ciclo de vida (LCA) sobre el sistema que opera con los fluidos de trabajo orgánicos seleccionados. Se encontró que el componente con el mayor impacto ambiental fue la turbina, que alcanzó un valor máximo de 3013.65 Pts cuando el material era aluminio. Se utilizó acetona como fluido de trabajo orgánico.