Como uno de los principales segmentos industriales del escenario geoeconómico actual, las actividades agroindustriales generan cantidades excesivas de desechos. La gasificación de dichos desechos utilizando agua supercrítica (SCWG) tiene el potencial de convertir los desechos y generar productos con alto valor agregado, siendo el hidrógeno el producto de mayor interés. Dentro de este contexto, este artículo presenta estudios sobre los procesos SCWG de residuos lignocelulósicos de algodón, arroz y cáscaras de mostaza. Los enfoques de minimización de energía Gibbs (minG) y maximización de entropía (maxS) se aplicaron para evaluar los procesos condicionados en reactores isotérmicos y adiabáticos, respectivamente. Las equilibrios termodinámicos y de fases se escribieron como un problema de programación no lineal utilizando la solución de estado para la predicción de coeficientes de fugacidad. Como herramienta de optimización, se utilizó el software TeS (Simulación de Equilibrio Termodinámico) v.10 con la ayuda del algoritmo para buscar el punto óptimo. Los resultados simulados fueron validados con datos experimentales presentando coeficientes de superficie superiores a 0.99, validando el uso del modelado propuesto para evaluar sistemas de reacción de interés. Se encontró que los aumentos de temperatura y cantidades de biomasa en la alimentación del proceso tienden a maximizar la formación de hidrógeno. Además de estas variables, la relación H/CO es de interés considerando que estos procesos pueden dirigirse hacia la producción de gas de síntesis (syngas). Los resultados indicaron que los procesos seleccionados pueden dirigirse a la producción de gas de síntesis, incluida la producción de productos químicos como metanol, éter dimetílico y amoníaco. Utilizando un enfoque de maximización de entropía, fue posible verificar el comportamiento térmico de los sistemas de reacción. Los resultados maxS indicaron que los procesos seleccionados tienen un carácter predominantemente exotérmico. La temperatura inicial y la composición de la biomasa tuvieron efectos predominantes en la temperatura de equilibrio del sistema. En resumen, este trabajo aplicó metodologías avanzadas de optimización y modelado para validar la viabilidad de los procesos SCWG en la producción de hidrógeno y otros productos químicos valiosos a partir de desechos agroindustriales.