De continuar con el ritmo de emisión de contaminantes alcanzado en los últimos años, y más concretamente de dióxido de carbono (CO2), las previsiones sobre su concentración en la atmósfera son dramáticas (por encima de 600 ppmv) con unas consecuencias irreversibles para el planeta. Para logar las reducciones de contaminantes que se acuerdan en las cumbres internacionales es necesario, entre otras medidas, la reducción de emisiones en la producción de electricidad a partir de combustibles fósiles, entre ellos el carbón. La presente Tesis Doctoral propone una metodología y una serie de herramientas de toma de decisión cuyo fin es evaluar y aumentar la sostenibilidad del proceso de generación de electricidad a partir del carbón. Esta metodología está basada en programación matemática para resolver problemas de optimización multi-objetivo. Además es aplicable a un amplio rango de procesos e industrias que se enfrenten a problemas de decisión similares / If the pollutant emission level continues as usual in the late years, especially those of carbon dioxide (CO2), the atmosphere concentration projections are dramatic (above 600 ppmv) with irreversible consequences to the planet. In order to achieve the binding targets of reductions agreed in the international summit meetings, it is necessary the reduction of emissions from the electricity production from fossil-fueled power plants, especially coal-fired. The objective of this work is developing a methodology and providing tools that help in the decision making process in order to evaluate and enhance the sustainability of the electricity production process form coal. This methodology is based on mathematical programming that allows solving multi-objective optimization problems. Besides, it is applicable to a wide range of processes and industries that face similar decision problems.