La falta de concientización en el reciclaje y la mala gestión de residuos plásticos plantean un gran conflicto ambiental en el Ecuador. Más del 90% de estos residuos son botados en los vertederos, lo que influye en la contaminación y en los gases de efecto invernadero. Este proyecto se enfocó en el diseño de un material biocompuesto a base de la mezcla del polietileno de alta densidad virgen y reciclado con fibras de caña de guadua como refuerzo para su incorporación en la industria de envases plásticos. Para la selección de la formulación óptima se empleó una metodología de diseño de mezclas de dos fases con un ajuste estadístico de análisis de varianza enfocado en la maximización de las propiedades mecánicas. Entre los resultados obtenidos, se obtuvieron propiedades mecánicas de tensión e impacto inferiores al del polietileno de alta densidad virgen a excepción del módulo de elasticidad y resistencia a la flexión. El compuesto de optimización número 18 se destacó como la formulación más eficiente entre las 20 muestras, siendo la base para realizar un análisis económico. Los ensayos de caracterización mostraron la buena interfaz que existe entre la matriz y la fibra, además de como esta última se encuentra dispersa aleatoriamente por toda la matriz en distintas direcciones. Palabras Clave: Biocompuesto, PEAD, Angustifolia Kunth, ANOVA