La vinaza es un residuo generado en el proceso de producción de etanol a partir de caña de azúcar. Es un efluente que, al ser descargado en el medio ambiente, causa daños graves. Este estudio evaluó el potencial de la vinaza como regenerador del suelo agrícola a través de Algoritmos Genéticos Multi-Objetivo (MOGAs). Este estudio se centró en optimizar la cantidad de vinaza que se debe aplicar, dependiendo de su composición y las necesidades de la tierra agrícola. La metodología incluyó cinco fases donde se evaluaron las propiedades de la tierra cultivada con y sin vinaza; con los datos experimentales, se construyeron MOGAs para evaluar el suelo: (a) fertilidad, (b) calidad y (c) salud. La vinaza fue caracterizada; mientras tanto, para entender cómo se comporta el suelo dependiendo de la incorporación de vinaza, se diseñó un experimento factorial en suelos donde se cultiva caña de azúcar en México. Los modelos fueron construidos y optimizados utilizando MATLAB(r) y evaluados usando el Frente de Pareto. Este estudio mostró que la vinaza mejoró la fertilidad, calidad y salud del suelo, con una proporción óptima de mezcla formada por 40% de vinaza y 60% de agua de riego. Esta proporción permite el desarrollo de condiciones adecuadas del suelo para el crecimiento del cultivo; esto se logra después de la aplicación de la vinaza durante la preparación de la tierra para el cultivo, que se alcanza a aproximadamente 20 cm de profundidad; (a) fertilidad con K de 150 a 230 mg/kg, P de 25 a 35 mg/kg y N de 17 a 19 mg/kg; (b) calidad con MC de 90 a 95%, OM de 3.5 a 4% y pH de 6.5 a 7.5 UpH; y (c) salud con equidad de 78% a 80%, abundancia de 75% a 80% y diversidad de 80% a 95%. Un análisis comparativo entre un campo experimental con y sin vinaza mostró un aumento del 24% (ton/ha) en el rendimiento de caña de azúcar. Se destaca el valor de la vinaza, no solo como un residuo a tratar, sino como un insumo regenerativo alineado con la Economía Circular.