La gestión de lodos en las refinerías de petróleo es un desafío costoso y complejo, que plantea riesgos ambientales y peligros para la salud humana. Este estudio explora la incineración de lodos como un método viable de recuperación de energía, utilizando un estudio de caso de una refinería iraní. El análisis de 15 muestras de lodos a través de calorimetría de bomba reveló un valor calorífico promedio de 3100 kcal/kg, que disminuye con el aumento del contenido de humedad, mientras que una mayor demanda química de oxígeno (DQO) mejora el rendimiento energético. Durante cinco años, 4000 toneladas de lodos acumulados presentaron un potencial energético de 12,400 Gcal. La modelización estadística, que incluye regresión polinómica y metodología de superficie de respuesta (MSR), mapeó los perfiles de almacenamiento de lodos y predijo los valores caloríficos basados en las variaciones de DQO y humedad. Los resultados indican que la digestión anaeróbica a mayores profundidades reduce la materia orgánica, disminuyendo el potencial energético. El análisis de calorimetría diferencial de barrido (DSC) confirmó transiciones térmicas clave, apoyando la incineración de lodos como una estrategia efectiva de conversión de residuos en energía. Implementar este enfoque dentro de un marco de economía circular puede optimizar la gestión de residuos de la refinería mientras se reduce la contaminación, aunque el control adecuado de los subproductos de combustión es esencial para la sostenibilidad y el cumplimiento normativo.