El purín de cerdo (PS) y la vinaza de vino (WV) representan riesgos ambientales si no se gestionan adecuadamente. Su composición los hace adecuados para la co-digestión anaeróbica (AcoD), mejorando la producción de biometano y la eficiencia de degradación de materia orgánica. Esta investigación aplica un enfoque innovador de Diseño de Experimentos (DoE), específicamente el diseño Box-Behnken (BBD), para optimizar sistemáticamente el proceso de AcoD, superando los métodos tradicionales de un solo factor al evaluar eficientemente las interacciones. Se probaron variables como la temperatura (35 grados C, 52.5 grados C, 70 grados C), la relación de sustrato (25PS:75WV, 50PS:50WV, 75PS:25WV) y el pH (7, 7.5, 8) utilizando un diseño Box-Behnken que estudió las correlaciones entre los datos experimentales y el modelo. De hecho, los resultados mostraron que la temperatura, la relación y su interacción influyeron significativamente en la producción de biometano, siendo el pH el factor con menor influencia en la respuesta. Las condiciones óptimas -pH de 8, temperatura de 35 grados C y una relación de sustrato 50:50- lograron un rendimiento de biometano de 487.94 CH/gVS (Sólidos Volátiles). Estos resultados demuestran la efectividad de la metodología DoE para maximizar la producción de biometano y representan un avance significativo en la valorización de residuos de granjas porcinas y bodegas, promoviendo una economía circular y sostenible.