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REVISTA INCAING  
ISSN24489131  
Integración de Agroecología y energías renovables  
para la eficiencia energética en agrosistemas  
tropicales: un estudio de caso en Artemisa  
Alexander Chile Bocourt¹, Osniel Alfaro Ortega², Julio Enrique Milanés  
Soroa³, Ricardo Álvarez Valdés⁴, Denisbel Vázquez Fonseca⁵  
¹Universidad de Artemisa, Artemisa, Cuba. chiledecuba@gmail.com ²  
Administración Municipal San Cristóbal, Artemisa, Cuba.  
osniel.alfaro1981@gmail.com ³ Empresa Agroforestal Costa Sur, Artemisa,  
Cuba. juliomilanessoroa@gmail.com ⁴ Empresa Agroforestal Costa Sur,  
Artemisa, Cuba. Rvaldes75@gmail.com ⁵Empresa de Acopio y Beneficio  
"Lázaro Péña", Artemisa, Cuba. denisbelvazquez@gmail.com  
RESUMEN  
Palabras clave: Agroecología, energía renovable,  
biodigestor, riego fotovoltaico, eficiencia energética,  
agricultura tropical, sostenibilidad.  
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 carbono en 3.8-4.5 tCO₂eq anuales  
por finca. Sin embargo, las barreras de escalabilidad  
incluyen capacitación técnica limitada (60% de los  
agricultores reportan deficiencias en conocimientos de  
mantenimiento) y restricciones de inversión inicial. Estos  
hallazgos validan la viabilidad técnica y económica de los  
sistemas agroecológico-energéticos integrados en contextos  
tropicales, proporcionando un marco replicable para el  
desarrollo agrícola sostenible.  
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 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  
technical training (60% of farmers report  
maintenance knowledge gaps) and initial investment  
constraints. These findings validate the technical and  
economic viability of integrated agroecological-  
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energy systems in tropical contexts, providing a  
replicable framework for sustainable agricultural  
development.  
En el ámbito de sistemas fotovoltaicos, en [10] se  
demuestra que los sistemas de riego inteligente  
utilizando energía fotovoltaica térmica (PVT) mejoran  
la sostenibilidad agrícola mediante la optimización del  
uso del agua. En [11] se confirma 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.  
Keywords:  
biodigester,  
Agroecology,  
photovoltaic  
renewable  
irrigation,  
energy,  
energy  
efficiency, tropical agriculture, sustainability.  
I. INTRODUCCIÓN  
La contribución original de este trabajo radica en: (1)  
cuantificar por primera vez en Cuba la sinergia entre  
biodigestores, lombricultura y sistemas fotovoltaicos de  
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  
riego  
agroecosistemas tropicales; (2) desarrollar un marco  
metodológico multidimensional que combina  
en  
un  
modelo  
integrado  
aplicado  
a
indicadores ISO 50001, ISO 14040 y estándares USDA  
para evaluación de agroecosistemas en contextos  
insulares; y (3) proporcionar evidencia empírica de  
viabilidad técnica y económica con períodos de  
recuperación de inversión que validan la replicabilidad  
del modelo en contextos de ingresos medios. 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  
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 prioriza la  
sustitución de importaciones, autosuficiencia productiva  
y sostenibilidad ambiental [3]. La transición hacia  
modelos basados en agroecología y eficiencia energética  
emerge como imperativo estratégico. La integración  
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  
desafíos  
de  
escalabilidad  
y
proporciona  
recomendaciones para la generalización del modelo.  
innovación tecnológica  
y
adaptación al cambio  
climático, constituyendo un pilar fundamental para la  
sostenibilidad del sector agropecuario en América  
Latina [5].  
II. MATERIALES Y MÉTODOS  
Este estudio corresponde a un diseño de investigación  
de casos múltiples con enfoque mixto secuencial  
explicativo [12], aplicado a agroecosistemas tropicales  
en 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,  
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. En [8] se demuestra 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%. En [9] se evidencia que los biodigestores de  
circuito cerrado en fincas de pequeña escala en países de  
ingresos bajos y medios pueden reducir las emisiones de  
metano en 60-80% mientras generan energía renovable.  
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 (escala  
familiar y comunitaria), sistemas fotovoltaicos de riego,  
lombricultura, compostaje aeróbico y policultivos  
diversificados.  
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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 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.  
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 de correlación 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.  
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 total  
(análisis por combustión seca), pH, conductividad  
eléctrica y nitrógeno potencialmente mineralizable. Los  
indicadores biológicos 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.  
III. RESULTADOS  
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 patrón: biodigestores  
(100% de fincas), lombricultura (83%), sistemas  
fotovoltaicos de riego (67%), compostaje aeróbico  
(75%) y policultivos diversificados (92%). El 67% de  
las fincas implementaron  
simultáneamente, configurando sistemas altamente  
integrados. Los resultados evidencian mejoras  
significativas en propiedades físicas del suelo,  
atribuibles al incremento de materia orgánica y  
mejoramiento de la estructura edáfica (Tabla I). La  
estabilidad de agregados en húmedo mejoró de 34% a  
58% (promedio de fincas), representando un incremento  
3
o
más tecnologías  
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. Estos hallazgos son consistentes con estudios  
que demuestran que incrementos de 1% en materia  
orgánica pueden aumentar la retención hídrica en 10-  
20% en suelos ferralíticos tropicales [13].  
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  
efecto invernadero conforme a normas ISO 14040:2006  
y ISO 14044:2006, con unidad 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 (1.51 kg CO₂/kg) y diésel (2.68 kg CO₂/L).  
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Figura 1. Comparación de indicadores (a) reducción de insumos externos y (b) mejora de indicadores edáficos  
antes y después de la intervención.  
TABLAI. Cambios en indicadores de calidad del suelo tras implementación de prácticas agroecológicas (n=12 fincas)  
Indicador  
Unidad  
%
Línea base  
2.1 ± 0.4  
1.2 ± 0.2  
0.12 ± 0.03  
34 ± 12  
Final  
Cambio (%)  
+52.4  
p-valor  
<0.001  
<0.001  
<0.01  
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  
%
+58.3  
cm³/cm³  
%
+25.0  
+70.6  
<0.001  
<0.05  
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  
<0.001  
<0.01  
Biomasa microbiana  
Lombrices (abundancia)  
+50.3  
+139.3  
<0.001  
Nota: Valores presentados como media ± desviación estándar. Prueba t pareada para muestras dependientes.  
El incremento de materia orgánica del suelo de  
2.1% a 3.2% (p < 0.001) representa un cambio  
cualitativo en la fertilidad edáfica. Según [14],  
niveles de MOS >3% en suelos tropicales indican  
sistemas agrícolas sostenibles con capacidad de  
autorregulación. 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  
evidenciando mejoras en hábitat edáfico  
disponibilidad de sustrato orgánico.  
y
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 rendimientos 18% superiores a fincas  
convencionales adyacentes. En el 78% de las fincas  
50.3%,  
indicando  
mayor  
capacidad  
de  
transformación de nutrientes. La abundancia de  
lombrices se triplicó (de 28 a 67 individuos/m²),  
analizadas, la lombricultura  
y
compostaje  
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redujeron el uso de fertilizantes químicos en 40%  
(150 a 90 kg/ha/año), consistente con reportes  
sobre digestores en fincas tropicales [9].  
TABLA II. Indicadores de Eficiencia Energética y Productividad en Fincas de Referencia (2023-2024)  
Finca / Proyecto  
Indicador  
Valor  
antes  
Valor  
después  
Reducción/Mejora  
(%)  
Fuente  
datos  
de  
San  
Brujo"  
Juan  
Juan  
"El Consumo gas licuado (kg/mes)  
"El Producción biol (L/mes)  
45.0  
0
4.5  
90.0  
N/A  
40.0  
Registros finca  
Registros finca  
ACTAF (2025)  
San  
Brujo"  
300.0  
90  
El Charrabascal  
Fertilizante  
(kg/ha/año)  
químico 150  
El Charrabascal  
Estación Pulido  
Retención hídrica suelo (%)  
60  
75  
25.0  
70.0  
ACTAF (2025)  
IAgric (2024)  
Consumo  
(L/mes)  
diésel  
bombeo 500  
150  
Promedio fincas  
Materia orgánica suelo (%)  
2.1  
3.2  
52.4  
Estudio actual  
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  
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]. En [10] se demuestra que  
la energía solar para bombeo presenta mayor  
retorno de inversión en zonas rurales al eliminar  
volatilidad de precios de combustibles.  
valorizar  
residuos,  
con  
coeficientes  
de  
transferencia de nutrientes superiores al 80% hacia  
fertilizantes orgánicos [8].  
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  
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  
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La integración de biodigestores con lombricultura  
mostró efectos sinérgicos significativos. El  
digestato sólido del biodigestor (40% del total) fue  
utilizado como sustrato para lombricultura,  
acelerando la vermicompostación 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  
agrovoltaico, aunque incipiente en la región, se  
alinea con proyecciones sobre co-generación de  
alimentos y energía como pilar de agricultura  
climáticamente inteligente [15].  
Figura 2. Modelo Integrado de Agroecología y Energías Renovables: flujos de materia y energía en agroecosistemas  
tropicales.  
La evaluación económica demuestra viabilidad  
financiera robusta (Tabla III). 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%  
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sistema fotovoltaico. El período de recuperación  
para biodigestores familiares (10 m³, 1,800 USD)  
fue de 1.7-2.5 años, considerando ahorros en  
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%.  
combustible  
y
valorización del fertilizante  
orgánico producido (360 USD/año). 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  
Figura 3. Análisis económico: (a) Retorno de inversión acumulado para biodigestor de 10 m³; (b) Comparación de costos  
operativos entre sistema convencional e integrado.  
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  
4,500  
4.2  
4.8  
m³  
ladrillo/concreto  
Biodigestor 50 Comunitario,  
2.5--3.5  
m³  
concreto  
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Riego  
fotovoltaico  
Panel 5 kW + bomba 8,000--10,000  
5--7  
6--8  
<1  
1,260  
2,100  
480  
1.9  
1.7  
5.3  
Agrovoltaica  
piloto  
Bifacial 10 kW  
cultivos  
+
+
12,000--15,000  
600--900  
Lombricultura  
Cama 20 m²  
Eisenia  
Nota: Tasa de descuento social: 8%. Valores en USD basados en tipo de cambio oficial cubano.  
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),  
(45%), sustitución de diésel (28%), reducción de  
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  
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].  
humedad,  
y
reducción de evaporación por  
cobertura vegetal diversificada. El indicador de  
productividad del agua mejoró 35% en fincas con  
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  
modelo  
integrado  
comparado  
con  
fincas  
convencionales del mismo municipio.  
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Figura 4. Impacto ambiental: (a) Reducción de emisiones de GEI por tecnología; (b) Distribución porcentual del impacto  
total.  
La integración sinérgica confirma la hipótesis de  
que es posible construir agroecosistemas que  
cierren ciclos de nutrientes y energía. Los residuos  
especializada), barreras económicas (55% con  
restricciones de inversión inicial agravadas por  
limitaciones de crédito agrícola para tecnologías  
renovables; pequeños productores <1 ha enfrentan  
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 [7] y [20], quienes  
señalan que la transición agroecológica requiere no  
solo viabilidad técnica, sino transformaciones en  
políticas públicas, cadenas de valor y sistemas de  
conocimiento.  
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 [8]. La eficiencia exergética  
del 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  
operación y mantenimiento de biodigestores,  
particularmente en manejo de pH, carga orgánica y  
control de espumas; 45% reporta dificultades de  
acceso  
a
repuestos  
y
asistencia  
técnica  
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Figura 5. (a) Barreras estructurales para la escalabilidad del modelo; (b) Proyección de adopción tecnológica (2024-  
2030).  
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.  
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 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 desarrollo. La  
combinación  
de  
métodos  
cuantitativos  
y
cualitativos responde a la complejidad inherente de  
los sistemas 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  
IV. DISCUSIÓN  
Este estudio aporta evidencia empírica robusta  
sobre la viabilidad técnica, económica y ambiental  
de sistemas agroecológico-energéticos integrados  
importaciones  
de  
fertilizantes  
constituye  
en  
el  
trópico  
insular.  
A
diferencia  
de  
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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).  
agroecológico-energética en regiones tropicales,  
con potencial significativo para la mitigación de  
emisiones de gases de efecto invernadero bajo el  
Acuerdo de París.  
AGRADECIMIENTOS  
Los autores agradecen  
a
los productores  
La investigación previa en la región por [21]  
demuestra que el manejo agroforestal en  
agroecosistemas de la Reserva de la Biosfera Sierra  
participantes de la provincia de Artemisa por su  
colaboración en el trabajo de campo, al Comité de  
Ética de la Universidad de Artemisa por la  
del  
Rosario  
mejora  
significativamente  
la  
aprobación del estudio,  
y
al proyecto de  
sostenibilidad, validando el enfoque integrado  
propuesto. Asimismo, estudios de [22] sobre  
análisis de administración agropecuaria en  
Artemisa 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.  
investigación agroecológica de la Empresa  
Agroforestal Costa Sur por el acceso a fincas de  
referencia.  
REFERENCIAS  
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True Cost of Food to Transform Agrifood Systems. Rome, Italy:  
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Provincia de Artemisa, Cuba," Investigación y Ciencia Aplicada  
a la Ingeniería, vol. 8, no. 52, pp. 61-68, 2025. [Online].  
Available:  
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 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.  
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8
[3] República de Cuba, Plan Nacional de Desarrollo  
Económico y Social hasta 2030. Havana, Cuba: Gobierno de la  
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V. CONCLUSIONES  
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públicas para la escalabilidad de la agroecología en Cuba,"  
Estudios del Desarrollo Social: Cuba y América Latina, vol. 12,  
no. 1, pp. 45-60, 2024.  
La integración de prácticas agroecológicas con  
tecnologías renovables mejora la eficiencia  
energética y la sostenibilidad de agroecosistemas  
tropicales. Los biodigestores a escala familiar  
demuestran alta rentabilidad con períodos de  
recuperación inferiores a 3 años, validando su  
viabilidad para pequeños productores. Los  
principales obstáculos para escalabilidad son  
limitaciones de capacitación técnica, inversión  
inicial restrictiva y ausencia de políticas de  
incentivo específicas. El modelo de Artemisa  
constituye un marco replicable para la transición  
[8] S. Böhler et al., "Agricultural biogas plants as a hub to foster  
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