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REVISTA INCAING  
ISSN 2448 9131  
INTEGRACIÓN DE AGROECOLOGÍA Y  
ENERGÍAS RENOVABLES PARA LA  
EFICIENCIA  
ENERGÉTICA EN AGROECOSISTEMAS  
TROPICALES: UN ESTUDIO DE CASO EN  
ARTEMISA, CUBA  
Alexander Chile Bocourt¹, Osniel Alfaro Ortega², Julio Enrique  
Milanés Soroa³, Ricardo Álvarez Valdés⁴, Denisbel Vázquez Fonseca⁵  
¹ Universidad de Artemisa "Julio Díaz González", Doctor en  
Ciencias Agrícolas. chiledecuba@gmail.com  
² Administración Municipal San Cristóbal, Ingeniero Agrónomo.  
osniel.alfaro1981@gmail.com  
³ Empresa Agroforestal Costa Sur, Ingeniero Forestal.  
juliomilanessoroa@gmail.com  
⁴ Empresa Agroforestal Costa Sur, Ingeniero Forestal.  
⁵ Empresa de Acopio y Beneficio "Lázaro Peña", Ingeniero Agrónomo.  
denisbelvazquez@gmail.com  
carbono en 3.8-4.5 tCO₂eq anuales por finca. Sin  
embargo, las barreras de escalabilidad incluyen  
capacitación técnica limitada (60% de los agricultores  
RESUMEN  
La integración de prácticas agroecológicas con  
tecnologías de energía renovable representa un  
enfoque estratégico para mejorar la eficiencia  
energética y la sostenibilidad en agroecosistemas  
tropicales. Este estudio evalúa la implementación de  
un modelo integrado que combina lombricultura,  
biodigestores y sistemas fotovoltaicos de riego en la  
provincia de Artemisa, Cuba. Mediante un enfoque  
mixto que incluye análisis cuantitativo de fincas de  
referencia y evaluación cualitativa de proyectos locales,  
la investigación demuestra que los biodigestores  
pueden eliminar el 90% del consumo de gas licuado,  
mientras que los sistemas fotovoltaicos de riego  
reducen el uso de diésel en un 70%. Las prácticas  
agroecológicas mejoraron la retención hídrica del  
suelo en un 25% y redujeron la dependencia de  
fertilizantes químicos en un 40%. El análisis  
económico revela períodos de recuperación de 1.7-2.5  
años para biodigestores a pequeña escala (10 m³) y 5-7  
años para sistemas fotovoltaicos (5 kW). El modelo  
integrado fortalece la soberanía alimentaria mientras  
reduce las emisiones de  
reportan  
mantenimiento) y restricciones de inversión inicial.  
Estos hallazgos validan la viabilidad técnica  
económica de los sistemas agroecológico-energéticos  
integrados en contextos tropicales, proporcionando un  
marco replicable para el desarrollo agrícola sostenible.  
Palabras clave: Agroecología, energía renovable,  
biodigestor, riego fotovoltaico, eficiencia energética,  
agricultura tropical, sostenibilidad.  
deficiencias  
en  
conocimientos  
de  
y
ABSTRACT  
The integration of agroecological practices with  
renewable energy technologies represents a strategic  
approach to enhance energy efficiency and  
sustainability in tropical agroecosystems. This study  
evaluates the implementation of an integrated model  
combining  
vermicomposting,  
biodigesters,  
and  
photovoltaic irrigation systems in Artemisa province,  
Cuba. Through a mixed-methods approach including  
quantitative analysis of reference farms and  
qualitative assessment of local projects, the research  
demonstrates that biodigesters can eliminate 90% of  
liquefied gas consumption, while photovoltaic  
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irrigation systems reduce diesel usage by 70%.  
Agroecological practices improved soil water retention  
by 25% and reduced chemical fertilizer dependency  
by 40%. Economic analysis reveals payback periods of  
1.7-2.5 years for small-scale biodigesters (10 m³) and  
5-7 years for photovoltaic systems (5 kW). The  
integrated model enhances food sovereignty while  
reducing carbon emissions by 3.8-4.5 tCO₂eq annually  
per farm. However, scalability barriers include limited  
recientes [8] demuestran que las plantas de biogás  
agrícolas actúan como centros para fomentar la  
economía circular y la bioenergía, con coeficientes  
de transferencia de nutrientes superiores al 80%.  
Por su parte, investigaciones en países de ingresos  
bajos y medios [9] evidencian que los biodigestores  
de circuito cerrado en fincas de pequeña escala  
pueden reducir las emisiones de metano en 60-80%  
mientras generan energía renovable. En el ámbito de  
sistemas fotovoltaicos, investigaciones recientes [10]  
demuestran que los sistemas de riego inteligente  
utilizando energía fotovoltaica térmica (PVT)  
mejoran la sostenibilidad agrícola mediante la  
optimización del uso del agua. Otros estudios [11]  
confirman que los sistemas de riego basados en  
sensores de humedad del suelo con energía  
fotovoltaica reducen el consumo de agua en 30-40%  
comparado con sistemas convencionales.  
technical  
training  
(60%  
of  
farmers  
report  
maintenance knowledge gaps) and initial investment  
constraints. These findings validate the technical and  
economic viability of integrated agroecological-energy  
systems in tropical contexts, providing a replicable  
framework for sustainable agricultural development.  
Keywords: Agroecology, renewable energy, biodigester,  
photovoltaic irrigation, energy efficiency, tropical  
agriculture, sustainability.  
I. INTRODUCCIÓN  
Esta investigación evalúa la efectividad de un  
modelo integrado de prácticas agroecológicas y  
energías renovables para mejorar la eficiencia  
energética y sostenibilidad en agroecosistemas de  
Artemisa, Cuba. El estudio cuantifica impactos en  
salud del suelo, evalúa desempeño de tecnologías  
renovables, identifica desafíos de escalabilidad y  
El sector agropecuario en regiones tropicales  
enfrenta una crisis multidimensional caracterizada  
por la dependencia de combustibles fósiles  
importados, degradación de suelos y vulnerabilidad  
climática creciente [1]. La provincia de Artemisa,  
Cuba, constituye un caso paradigmático donde la  
alta dependencia energética externa, combinada con  
la intrusión salina y sequías recurrentes, limita  
severamente la productividad y sostenibilidad de los  
agroecosistemas [2]. Esta situación contradice los  
objetivos estratégicos del Plan Nacional de  
Desarrollo Económico y Social (PNDES), que  
proporciona  
recomendaciones  
para  
la  
generalización del modelo.  
II. MATERIALES Y MÉTODOS  
El presente estudio se realizó mediante un diseño de  
casos múltiples en agroecosistemas de la provincia  
de Artemisa (22°48'N, 82°45'O), Cuba, durante el  
período 2023-2024. La metodología combinó un  
enfoque mixto secuencial explicativo, integrando  
revisión documental, análisis cuantitativo de  
indicadores de eficiencia energética y evaluación  
cualitativa mediante entrevistas semiestructuradas y  
grupos focales [12]. Este diseño metodológico  
permitió capturar tanto las dimensiones objetivas  
como las subjetivas de la transición agroecológica.  
La selección de fincas siguió un muestreo  
intencional de máxima variación, garantizando  
diversidad en escala productiva, intensidad de  
adopción tecnológica y ubicación agroecológica. La  
muestra final incluyó 12 fincas de referencia  
seleccionadas por implementar al menos dos  
tecnologías del modelo integrado: biodigestores  
prioriza  
autosuficiencia  
ambiental [3]. La transición hacia modelos basados  
en agroecología y eficiencia energética emerge  
como imperativo estratégico. La integración  
la  
sustitución  
productiva  
de  
y
importaciones,  
sostenibilidad  
sinérgica  
de  
prácticas  
como  
lombricultura,  
compostaje y biodigestores permite cerrar ciclos de  
nutrientes y energía directamente en las fincas [4].  
Esta aproximación se alinea con las prioridades  
nacionales de innovación tecnológica y adaptación  
al cambio climático, constituyendo un pilar  
fundamental para la sostenibilidad del sector  
agropecuario en América Latina [5].  
La Organización de las Naciones Unidas para la  
Alimentación y la Agricultura (FAO) ha reconocido  
explícitamente que la agroecología cubana, con su  
enfoque en resiliencia y diversificación, ofrece  
soluciones escalables para crisis alimentarias y  
ambientales [6]. No obstante, persiste una brecha  
significativa entre la viabilidad técnica demostrada  
en fincas de referencia y la implementación masiva,  
atribuible a barreras socio-organizativas, financieras  
y de capacitación [7]. La revisión de literatura  
reciente revela avances significativos en la  
integración de bioenergía y agricultura. Estudios  
(escala  
familiar  
y
comunitaria),  
sistemas  
fotovoltaicos de riego, lombricultura, compostaje  
aeróbico y policultivos diversificados.  
Se establecieron indicadores de desempeño  
energético conforme  
a
la metodología ISO  
50001:2018 y adaptados al sector agrícola según  
ISO 50049. Los indicadores incluyeron intensidad  
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energética (consumo energético total por unidad de  
producción), índice de eficiencia energética (razón  
entre energía útil y energía de entrada) y tasa de  
sustitución de combustibles fósiles (porcentaje de  
energía convencional sustituida por fuentes  
renovables). La medición de consumos energéticos  
se realizó mediante registros continuos durante 12  
meses, validados mediante lecturas de medidores  
calibrados y registros fotográficos de actividades  
productivas. Para los indicadores edáficos se  
implementó un Conjunto Mínimo de Datos de  
indicadores de calidad del suelo según estándares  
USDA-NRCS. Los indicadores físicos incluyeron  
capacidad de retención de agua disponible  
(determinada mediante el método de columna de  
agua colgante), estabilidad de agregados en húmedo  
(medida mediante el Cornell Sprinkle Infiltrometer)  
y densidad aparente (método del cilindro de  
volumen conocido). Los indicadores químicos  
comprendieron materia orgánica del suelo (método  
de pérdida por ignición a 550°C), carbono orgánico  
(1.51 kg CO₂/kg) y diésel (2.68 kg CO₂/L). El  
análisis estadístico descriptivo e inferencial se  
realizó mediante software R versión 4.3.1 y Excel  
365, aplicando prueba t de Student pareada para  
comparar medias antes/después, ANOVA de una vía  
para  
comparar  
múltiples  
grupos,  
análisis  
decorrelación de Pearson y regresión lineal múltiple.  
Para el análisis cualitativo se aplicó análisis de  
contenido temático  
a
transcripciones de 18  
entrevistas semiestructuradas y 4 grupos focales,  
con codificación mediante software NVivo 14. El  
estudio contó con aprobación del Comité de Ética  
de la Universidad de Artemisa y consentimiento  
informado escrito de los productores.  
III. RESULTADOS Y DISCUSIÓN  
Las 12 fincas de referencia presentaron diversidad  
en escala productiva y combinaciones tecnológicas.  
El 58% correspondieron a pequeños productores  
(<2 ha), 33% a medianos (2-5 ha) y 9% a grandes  
productores (>5 ha). El tiempo promedio de  
implementación de tecnologías fue 3.2 años (DE =  
1.4). La adopción de tecnologías mostró el siguiente  
total  
conductividad eléctrica y nitrógeno potencialmente  
mineralizable. Los indicadores biológicos  
(análisis  
por  
combustión  
seca),  
pH,  
incluyeron biomasa microbiana del suelo (método  
de fumigación-extracción con CHCl₃), respiración  
basal del suelo (CO₂ evolucionado en 24 horas) y  
diversidad de macrofauna edáfica (conteo manual  
de lombrices en monolitos de suelo de 25×25×30  
cm). Los muestreos de suelo se realizaron en tres  
momentos (marzo 2023, septiembre 2023 y marzo  
2024) siguiendo una malla sistemática de 9 puntos  
por finca a 0-20 cm de profundidad.  
patrón:  
lombricultura (83%), sistemas fotovoltaicos de  
riego (67%), compostaje aeróbico (75%)  
policultivos diversificados (92%). El 67% de las  
fincas implementaron más tecnologías  
biodigestores  
(100%  
de  
fincas),  
y
3
o
simultáneamente, configurando sistemas altamente  
integrados.  
El análisis económico se realizó mediante  
metodología de Análisis Costo-Beneficio financiero  
y económico según lineamientos de la FAO. Se  
calcularon inversión inicial (CAPEX), costos  
operativos (OPEX), ahorros netos anuales, período  
de recuperación de la inversión (PRI), relación  
beneficio-costo (B/C) utilizando tasa de descuento  
social del 8%, y análisis de sensibilidad con  
variación de ±20% en variables críticas. Se realizó  
inventario de ciclo de vida de emisiones de gases de  
Los resultados evidencian mejoras significativas en  
propiedades físicas del suelo. La capacidad de  
retención de agua disponible aumentó en promedio  
25% (de 0.12 a 0.15 cm³/cm³, p < 0.01), atribuible  
al incremento de materia orgánica y mejoramiento  
de la estructura del suelo. Este hallazgo es  
consistente con estudios previos [13], que  
demuestran que incrementos de 1% en materia  
orgánica pueden aumentar la retención hídrica en  
10-20% en suelos ferralíticos tropicales. La  
estabilidad de agregados en húmedo mejoró de 34%  
a 58% (promedio de fincas), representando un  
incremento del 71%. La densidad aparente  
disminuyó significativamente (de 1.45 a 1.28 g/cm³,  
p < 0.05), indicando menor compactación y mejor  
ambiente radicular.  
efecto invernadero conforme  
a
normas ISO  
14040:2006 ISO 14044:2006, con unidad  
y
funcional definida como "producción anual de  
biogás y servicios energéticos en una finca de 2 ha  
con modelo integrado". Los factores de emisión  
utilizados fueron: metano (PCG = 28 CO₂eq), óxido  
nitroso (PCG = 265 CO₂eq), gas licuado de petróleo  
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Fig. 1. Comparación de indicadores (a) reducción de insumos externos y (b) mejora de indicadores edáficos  
antes y después de la intervención.  
Fuente: Elaboración propia (2023-2024).  
TABLA I CAMBIOS EN INDICADORES DE CALIDAD DEL SUELO TRAS IMPLEMENTACIÓN DE  
PRÁCTICAS AGROECOLÓGICAS (n=12 FINCAS)  
Indicador  
Unidad  
%
%
cm³/cm³  
%
Línea base  
2.1 ± 0.4  
1.2 ± 0.2  
0.12 ± 0.03  
34 ± 12  
Final  
Cambio (%)  
+52.4  
+58.3  
+25.0  
+70.6  
p-valor  
<0.001  
<0.001  
<0.01  
<0.001  
<0.05  
<0.001  
<0.01  
<0.001  
Materia orgánica  
3.2 ± 0.6  
1.9 ± 0.4  
0.15 ± 0.02  
58 ± 15  
Carbono orgánico total  
Capacidad retención agua  
Estabilidad agregados  
Densidad aparente  
Respiración basal  
g/cm³  
mg CO₂/kg/d  
mg C/kg  
ind/m²  
1.45 ± 0.15  
18.5 ± 4.2  
145 ± 32  
28 ± 15  
1.28 ± 0.12  
28.3 ± 5.1  
218 ± 45  
67 ± 22  
-11.7  
+53.0  
+50.3  
+139.3  
Biomasa microbiana  
Lombrices (abundancia)  
Nota: Valores presentados como media ± desviación estándar. Prueba t pareada para muestras dependientes.  
Fuente: Elaboración propia (2023-2024).  
El incremento de materia orgánica del suelo de  
2.1% a 3.2% (p < 0.001) representa un cambio  
cualitativo en la fertilidad edáfica. Niveles de  
MOS >3% en suelos tropicales indican sistemas  
La mejora del 25% en retención hídrica tiene  
implicaciones significativas para la adaptación al  
cambio climático. En contextos de sequía recurrente,  
como el observado en Artemisa durante el período  
2023-2024 (déficit pluviométrico del 35%), las  
fincas con prácticas agroecológicas mantuvieron  
agrícolas  
sostenibles  
con  
capacidad  
de  
autorregulación [14]. La respiración basal del suelo  
aumentó 53% (p < 0.001), correlacionándose  
positivamente con el incremento de MOS (r = 0.78,  
p < 0.01). La biomasa microbiana se incrementó  
rendimientos  
18%  
superiores  
a
fincas  
convencionales adyacentes. En el 78% de las fincas  
analizadas, la lombricultura y compostaje redujeron  
el uso de fertilizantes químicos en 40% (150 a 90  
kg/ha/año), consistente con reportes previos [9]  
sobre digestores en fincas tropicales.  
50.3%,  
indicando  
mayor  
capacidad  
de  
transformación de nutrientes. La abundancia de  
lombrices se triplicó (de 28 a 67 individuos/m²),  
evidenciando mejoras en hábitat edáfico  
disponibilidad de sustrato orgánico.  
y
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TABLA II INDICADORES DE EFICIENCIA ENERGÉTICA Y PRODUCTIVIDAD EN FINCAS DE  
REFERENCIA (2023-2024)  
Finca/Proyecto  
Indicador  
Valor  
antes  
Valor  
después  
4.5  
Reducción/Mejora  
(%)  
90.0  
Fuente  
datos  
Registros  
finca  
Registros  
finca  
ACTAF  
(2025)  
ACTAF  
(2025)  
IAgric  
(2024)  
Estudio  
actual  
de  
San  
Brujo"  
San  
Juan  
Juan  
"El Consumo gas licuado 45.0  
(kg/mes)  
"El Producción  
(L/mes)  
biol  
0
300.0  
90  
N/D  
40.0  
25.0  
70.0  
52.4  
Brujo"  
El Charrabascal  
El Charrabascal  
Estación Pulido  
Promedio fincas  
Fertilizante  
(kg/ha/año)  
Retención hídrica suelo 60  
(%)  
Consumo  
bombeo (L/mes)  
químico 150  
75  
diésel 500  
150  
3.2  
Materia orgánica suelo 2.1  
(%)  
Fuente: Elaboración propia con datos de campo (2023-2024).  
El biodigestor de la finca San Juan "El Brujo" (10  
m³, diseño dome fijo, carga orgánica 3.5 kg  
VS/m³/día) eliminó 90% del consumo de gas  
licuado (45 a 4.5 kg/mes), representando ahorro  
anual de 729 USD y produciendo 300 L/mes de biol  
como fertilizante orgánico. La producción promedio  
de biogás fue 2.4 m³/día, con composición: CH₄  
(58%), CO₂ (38%), trazas de H₂S y otros gases (4%).  
Este rendimiento está dentro del rango reportado  
para biodigestores de pequeña escala en climas  
tropicales (1.5-3.0 m³/m³/día) [9]. La eficiencia de  
conversión de materia orgánica volátil a biogás fue  
0.35 m³/kg MV, con tasa de reducción de sólidos  
totales del 45%. El biol producido presentó  
características: pH 7.8, N total 2.4 g/L, P₂O₅ 1.8 g/L,  
K₂O 3.2 g/L, cumpliendo con especificaciones de  
fertilizante orgánico líquido según norma cubana  
NC 134:2018. La digestión anaerobia en contextos  
tropicales demostró ser tecnología eficiente para  
valorizar residuos, con coeficientes de transferencia  
de nutrientes superiores al 80% hacia fertilizantes  
orgánicos [8].  
kWh, con factor de capacidad del 20%, consistente  
con valores esperados para latitudes tropicales  
(22°N) con radiación global 5.2 kWh/m²/día. La  
eficiencia del sistema fotovoltaico se mantuvo  
estable durante el período de estudio, con  
degradación estimada <0.5% anual. La integración  
de sensores de humedad del suelo (capacitivos,  
rango 0-100%) permitió automatización del riego,  
reduciendo consumo de agua 30% comparado con  
riego por calendario [11]. La energía solar para  
bombeo presenta mayor retorno de inversión en  
zonas rurales al eliminar volatilidad de precios de  
combustibles [10].  
La integración de biodigestores con lombricultura  
mostró  
efectos  
sinérgicos  
significativos.  
El  
digestato sólido del biodigestor (40% del total) fue  
utilizado  
acelerando  
como sustrato  
la vermicompostación  
para lombricultura,  
en 25%  
comparado con estiércol fresco. El vermicompost  
resultante presentó mayor estabilidad biológica y  
menor relación C:N (11 vs. 16), facilitando la  
mineralización  
de  
nutrientes.  
El  
potencial  
Los sistemas de riego fotovoltaico (5 kW, bomba  
sumergible 2 HP, caudal 12 m³/h) en la Estación  
Pulido redujeron consumo de diésel 70% (500 a 150  
L/mes), con ahorro de 0.15 USD/m³ de agua  
extraída. La generación mensual promedio fue 720  
agrovoltaico, aunque incipiente en la región, se  
alinea con proyecciones sobre co-generación de  
alimentos y energía como pilar de agricultura  
climáticamente inteligente [15].  
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Fig. 2. Modelo Integrado de Agroecología y Energías Renovables: flujos de materia y energía en  
agroecosistemas tropicales.  
Fuente: Elaboración propia (2023-2024).  
La evaluación económica demuestra viabilidad  
financiera robusta. La inversión inicial promedio  
para un sistema integrado completo (biodigestor 10  
m³ + lombricultura 20 m² + riego fotovoltaico 5 kW)  
fue de 11,400 USD, distribuida: 15.8% biodigestor,  
7.9% lombricultura, 76.3% sistema fotovoltaico. El  
Para sistemas fotovoltaicos de riego (5 kW, 9,000  
USD), el período de recuperación fue de 5-7 años.  
El análisis de sensibilidad multivariado muestra que  
el período de recuperación del biodigestor es menos  
sensible a variaciones de precios (±20%) que el  
sistema fotovoltaico: variación entre 1.4-3.1 años vs.  
4.2-9.8 años respectivamente. El punto de equilibrio  
financiero para el modelo integrado completo se  
alcanza en el año 4.2, con valor presente neto  
positivo de 8,450 USD a 10 años y tasa interna de  
retorno del 24.3%.  
período de  
recuperación  
para  
biodigestores  
familiares (10 m³, 1,800 USD) fue de 1.7-2.5 años,  
considerando ahorros en combustible y valorización  
del fertilizante orgánico producido (360 USD/año).  
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Fig. 3. Análisis económico: (a) Retorno de inversión acumulado para biodigestor de 10 m³; (b) Comparación  
de costos operativos entre sistema convencional e integrado.  
Fuente: Elaboración propia (2023-2024).  
TABLA III ESPECIFICACIONES TÉCNICAS Y ANÁLISIS ECONÓMICO DE TECNOLOGÍAS  
RENOVABLES  
Tecnología  
Especificación  
técnica  
Inversión  
inicial (USD)  
Período  
recuperación  
(años)  
Ahorro  
anual  
(USD)  
Relación B/C  
(10 años)  
Biodigestor 10 Dome  
fijo, 1,200-1,800  
5,500-7,000  
1.7-2.5  
1,089  
4.2  
4.8  
1.9  
1.7  
5.3  
m³  
ladrillo/concreto  
Biodigestor 50 Comunitario,  
2.5-3.5  
5-7  
4,500  
1,260  
2,100  
480  
m³  
Riego  
concreto  
Panel  
5
kW  
+
8,000-10,000  
fotovoltaico  
Agrovoltaica  
piloto  
bomba  
Bifacial 10 kW + 12,000-15,000 6-8  
cultivos  
Lombricultura  
Cama 20 m²  
Eisenia  
+
600-900  
<1  
Nota: Tasa de descuento social: 8%. Valores en USD basados en tipo de cambio oficial cubano.  
Fuente: Elaboración propia con datos de campo (2023-2024).  
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Mediante Análisis Costo-Beneficio Social se  
cuantificaron externalidades positivas: reducción de  
emisiones GEI (3.8-4.5 tCO₂eq/año por finca,  
valoradas a 50 USD/tCO₂eq = 190-225 USD/año),  
fertilizantes sintéticos (27%). Este resultado es  
consistente con estudios de LCA en biodigestores de  
pequeña escala en Vietnam [17]  
y
sistemas  
agrovoltaicos [18]. La captura de metano  
proveniente de estiércol animal (1.71 tCO₂eq/año)  
representa el componente más significativo, dado  
que el metano tiene potencial de calentamiento  
global 28 veces superior al CO₂ en horizonte de 100  
años [19]. El modelo integrado redujo la huella  
hídrica azul en 22% por unidad de producción,  
principalmente por mejora en retención de agua de  
lluvia, eficiencia en riego por sensores de humedad,  
y reducción de evaporación por cobertura vegetal  
diversificada. El indicador de productividad del  
agua mejoró 35% en fincas con modelo integrado  
comparado con fincas convencionales del mismo  
municipio.  
mejoras  
en  
salud  
pública  
(reducción  
de  
enfermedades respiratorias valorada en 120  
USD/año por finca), y generación de empleo local  
(0.5 jornales/ha adicionales valorados  
a
15  
USD/jornal). El coeficiente de beneficio social total  
alcanzó 2.3, indicando que cada USD invertido  
genera 2.3 USD en beneficios para la sociedad [16].  
Este resultado es comparable al reportado por  
estudios de sistemas agroecológicos en la India  
(SCBR = 2.10) [16].  
El análisis de ciclo de vida simplificado revela  
reducción neta de 3.8-4.5 tCO₂eq/año por finca. La  
distribución por fuente es: captura de metano (45%),  
sustitución de diésel (28%), reducción de  
Fig. 4. Impacto ambiental: (a) Reducción de emisiones de GEI por tecnología; (b) Distribución porcentual del  
impacto total.  
Fuente: Elaboración propia (2023-2024).  
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26  
La integración sinérgica confirma la hipótesis de  
que es posible construir agroecosistemas que cierren  
ciclos de nutrientes y energía. Los residuos de  
policultivos y ganadería alimentan biodigestores; el  
digestato fertiliza cultivos; la energía solar bombea  
agua para riego; y la lombricultura procesa residuos  
orgánicos, creando circuito virtuoso. Este modelo se  
alinea con los principios de agroecología [4] y la  
economía circular bioenergética propuesta en la  
literatura reciente [8]. La eficiencia exergética del  
operación  
y
mantenimiento de biodigestores,  
particularmente en manejo de pH, carga orgánica y  
control de espumas; 45% reporta dificultades de  
acceso  
especializada), barreras económicas (55% con  
restricciones de inversión inicial agravadas por  
limitaciones de crédito agrícola para tecnologías  
renovables; pequeños productores <1 ha enfrentan  
a
repuestos  
y
asistencia  
técnica  
restricciones  
de  
liquidez  
que  
impiden  
inversiones >500 USD aunque los períodos de  
recuperación sean cortos), y barreras institucionales  
(45% señala ausencia de políticas de incentivo  
específicas, marcos normativos para interconexión  
fotovoltaica a red rural, y programas de seguro  
agropecuario que cubran tecnologías renovables).  
Estos hallazgos son consistentes con el "desafío de  
escalabilidad" identificado en la literatura [7], [20],  
que señala que la transición agroecológica requiere  
no solo viabilidad técnica, sino transformaciones en  
políticas públicas, cadenas de valor y sistemas de  
conocimiento.  
sistema alcanzó 68%, superior  
a
sistemas  
convencionales (35-45%) y comparable a sistemas  
agroecológicos avanzados reportados en Europa [8].  
Sin embargo, el éxito en fincas de referencia  
contrasta  
con  
barreras  
estructurales  
para  
replicabilidad. Solo 15% de tierras subutilizadas  
acceden a tecnologías renovables, y 60% de  
agricultores reporta falta de capacitación para  
mantenimiento de biodigestores. Los resultados  
cualitativos revelan barreras técnicas (60% de  
productores con limitaciones en capacitación para  
Fig. 5. (a) Barreras estructurales para la escalabilidad del modelo; (b) Proyección de adopción tecnológica  
(2024-2030).  
Fuente: Elaboración propia (2023-2024).  
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Se desarrollaron tres escenarios de adopción  
tecnológica para 2024-2030. El escenario optimista  
(90% adopción en 2030) requiere inversión pública  
significativa en capacitación, subsidios cruzados y  
desarrollo de cadenas de suministro locales, con  
reducción provincial de emisiones de 45,000  
tCO₂eq/año. El escenario moderado (70% adopción)  
con políticas de apoyo moderadas y acceso a  
financiamiento internacional generaría reducción de  
35,000 tCO₂eq/año. El escenario pesimista (50%  
adopción) con barreras actuales sin mitigación  
significativa alcanzaría reducción de 25,000  
tCO₂eq/año. El análisis de umbral indica que con  
50% de adopción provincial, la reducción de  
importaciones de fertilizantes químicos alcanzaría  
20%, con ahorros de 12 millones USD anuales y  
reducción de 45% en demanda de gas licuado rural.  
Reserva de la Biosfera Sierra del Rosario mejora  
significativamente la sostenibilidad, validando el  
enfoque integrado propuesto. Asimismo, estudios  
previos  
sobre  
análisis  
de  
administración  
agropecuaria en Artemisa [22] confirman la  
necesidad de innovación agroecológica para la  
sostenibilidad provincial. Estas investigaciones  
previas publicadas en la revista INCAING  
establecen un marco contextual relevante para el  
presente estudio, demostrando la trayectoria de  
investigación agroecológica en la región y la  
pertinencia de abordar la integración con energías  
renovables como siguiente etapa evolutiva de los  
sistemas productivos locales.  
Las limitaciones de este estudio incluyen el período  
de observación relativamente corto (12 meses) para  
capturar efectos de largo plazo en acumulación de  
carbono del suelo, la ausencia de grupo control  
experimental aleatorizado (mitigada mediante  
diseño de casos múltiples y triangulación), y la  
extrapolación de factores de emisión del IPCC sin  
calibración local específica. Investigaciones futuras  
deberían extender el seguimiento a 3-5 años para  
IV. DISCUSIÓN  
Este estudio aporta evidencia empírica robusta  
sobre la viabilidad técnica, económica y ambiental  
de sistemas agroecológico-energéticos integrados en  
el trópico insular. A diferencia de investigaciones  
previas que evalúan tecnologías de forma aislada, el  
enfoque sistémico adoptado permite identificar  
sinergias y efectos emergentes no observables en  
análisis sectoriales. La metodología de evaluación  
evaluar  
sostenibilidad  
temporal,  
incorporar  
modelado de agentes para simular dinámicas de  
adopción a escala territorial, y desarrollar estudios  
de caso comparativos en otras regiones tropicales  
para validar transferibilidad del modelo.  
multidimensional  
desarrollada,  
integrando  
indicadores ISO 50001, ISO 14040 y estándares de  
calidad del suelo USDA, proporciona un marco  
replicable para estudios similares en contextos en  
V. CONCLUSIONES  
La  
agroecológicas y tecnologías renovables mejora  
significativamente la eficiencia energética  
aplicación  
combinada  
de  
prácticas  
desarrollo.  
cuantitativos  
complejidad  
La  
y
inherente  
combinación  
cualitativos  
de  
responde  
los  
métodos  
la  
sistemas  
a
de  
(reducción de 40-90% en consumo de combustibles  
fósiles según tecnología), aumenta la resiliencia de  
agroecosistemas (mejora de 25% en retención  
hídrica, 52% en materia orgánica del suelo) y  
reduce la dependencia de insumos externos en  
contextos tropicales. Los biodigestores a escala  
familiar (10 m³) demuestran alta rentabilidad con  
períodos de recuperación inferiores a 2.5 años (TIR  
= 24.3%), mientras que los sistemas fotovoltaicos  
de riego requieren 5-7 años, pero ofrecen  
estabilidad económica ante volatilidad de precios de  
combustibles. El análisis costo-beneficio social  
(SCBS = 2.3) valida la justificación de políticas  
públicas de apoyo.  
agroecológicos [12].  
Los resultados sustentan la necesidad de políticas  
integrales que trasciendan el enfoque tecnocrático  
de transferencia de tecnología. La evidencia de  
externalidades positivas significativas (SCBS = 2.3)  
justifica intervenciones públicas en subsidios  
cruzados para pequeños productores, desarrollo de  
capacidades técnicas locales e infraestructura de  
mercado para productos agroecológicos. La  
proyección de que 50% de adopción provincial  
generaría ahorros de 12 millones USD anuales en  
importaciones de fertilizantes constituye argumento  
económico contundente para la asignación de  
recursos públicos. Sin embargo, el análisis de  
sensibilidad muestra que sin mitigación de barreras  
de capacitación, incluso con financiamiento  
disponible, la adopción podría estancarse en 30-  
40% (escenario pesimista).  
Los principales obstáculos para escalabilidad son  
limitaciones de capacitación técnica (60% de  
productores con deficiencias en mantenimiento),  
inversión  
inicial  
restrictiva  
para  
pequeños  
productores y ausencia de políticas de incentivo  
específicas. La proyección de adopción al 2030  
varía entre 50-90% dependiendo de la intensidad de  
La investigación previa en la región [21] demuestra  
que el manejo agroforestal en agroecosistemas de la  
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intervenciones públicas. El modelo de Artemisa  
constituye un laboratorio de innovación replicable  
en otras regiones tropicales, con potencial para  
reducir la huella de carbono del sector agrícola en  
3.8-4.5 tCO₂eq/año por unidad productiva. La  
reducción provincial potencial (45,000 tCO₂eq/año  
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Income Countries," Water, vol. 13, no. 19,  
p. 2744, 2021. doi: 10.3390/w13192744  
con  
escenario  
optimista)  
contribuye  
significativamente a compromisos de mitigación de  
Cuba bajo el Acuerdo de París. La transición hacia  
sistemas  
agroecológico-energéticos  
integrados  
[10] Y. El Mghouchi and M. T. Udristioiu,  
requiere un enfoque de innovación sistémica que  
articule investigación, política pública, organización  
social de productores y desarrollo de mercados,  
trascendiendo la lógica de transferencia lineal de  
tecnología.  
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A
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