Estudio de viabilidad en la articulación de un distrito térmico con un incinerador de residuos sólidos urbanos para suplir la demanda de climatización del sector público en el centro de Bucaramanga

Abstract

Este proyecto de grado establece un precedente para la integración de tecnologías de gestión de residuos con soluciones energéticas sostenibles en entornos urbanos, alineándose con los objetivos nacionales de eficiencia energética y economía circular. El estudio desarrolla y evalúa un modelo para implementar un distrito térmico de refrigeración en el centro de Bucaramanga, utilizando como fuente primaria de energía el calor residual de un incinerador de Residuos Sólidos Urbanos (RSU). El objetivo central es llevar a cabo una evaluación técnico-económica para determinar la viabilidad de suplir la demanda de climatización del sector público con esta solución. La metodología se estructuró en tres componentes principales: (1) Diagnóstico de la demanda energética y caracterización de clientes potenciales; (2) Caracterización de los RSU y modelado termodinámico del sistema de incineración con recuperación de energía en Aspen Plus, incluyendo etapas de postratamiento de emisiones; y (3) Integración del distrito térmico y evaluación financiera exhaustiva. Este último componente incluyó el diseño de múltiples escenarios operativos, la estimación del Costo Nivelado de Refrigeración (LCOC) y la incorporación de un sistema de almacenamiento térmico (TESS) para optimizar la operación. Los resultados obtenidos demuestran la viabilidad técnico-económica del sistema integrado. El modelo logra un LCOC competitivo, en un rango de 1,466 a 2,069 COP/TRh, con períodos de retorno de inversión entre 10.3 y 10.9 años y márgenes de utilidad neta superiores al 45%. El aprovechamiento del calor residual para alimentar chillers de absorción, complementados con un TESS, permite cubrir la demanda térmica proyectada y generar excedentes de energía eléctrica exportables a la red. El estudio concluye que esta integración representa una solución sostenible y financieramente atractiva para la gestión de RSU y la climatización urbana eficiente en Bucaramanga, ofreciendo un caso de estudio replicable para otras ciudades colombianas.