Optimización del diseño de un fotobiorreactor para la captura de CO₂ mediante microalgas en unidades residenciales para la ciudad de Bucaramanga.
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Date
2025-08-31
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Publisher
Universidad Industrial de Santander
Abstract
Este proyecto se enfoca en el diseño, optimización y viabilidad de un fotobiorreactor tubular con el objetivo de disminuir la carga térmica en viviendas de 75 m^2 de la ciudad de Bucaramanga, mientras se fomenta la captura de dióxido de carbono (CO2) y la generación de biomasa de microalgas basándose en criterios de eficiencia energética, sostenibilidad y uso de la radiación solar, se creó un sistema fundamentado en la microalga Chlorella Vulgaris, reconocida por su elevado ritmo de crecimiento y habilidad para acumular CO2. Se desarrolló un modelo matemático en MATLAB mediante un algoritmo genético, el cual optimizó variables de diseño. Así mismo, buscando que la mejor solución ofrezca también el mínimo consumo energético, mayor producción de biomasa, mayor captura de CO2. Adicionalmente, se consideraron restricciones técnicas y comerciales para asegurar la viabilidad del diseño. Se realizó un análisis térmico para estimar la reducción de carga térmica pasiva en fachadas mediante sombreado y absorción energética por parte del fotobiorreactor. Los resultados muestran un ahorro energético potencial al reducir el uso de sistemas de climatización, así como una producción eficiente de biomasa y una significativa captura de CO₂. Además, se realizó un análisis económico que muestra un ahorro anual significativo en consumo energético de climatización y un retorno de inversión favorable a través del cálculo de la TIR. El fotobiorreactor demuestra ser una solución eficiente, replicable y ambientalmente viable para la mitigación del cambio climático en entornos urbanos
Description
Keywords
Diseño, microalgas, fotobiorreactor tubular, algoritmo genético, carga térmica, optimización, captura de CO2.