Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias Vol. 35, January-December 2026, ISSN: 2071-0054
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Original article

Sectoral diagnosis on photovoltaic energy in the Basic Unit of Cooperative Production "José Vázquez Martínez"

 

iDMisleydis Quintero León*✉:mquintero@unah.edu.cu

iDLuis Addiel Pérez

iDAstrid Fernández de Castro Fabre

iDGemma Domínguez Calvo

iDPablo Manuel Hernández Alfonso


Universidad Agraria de La Habana “Fructuoso Rodríguez Pérez”, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba. E-mail: luisaddiel@unah.edu.cu, astrid@unah.edu.cu gemma@unah.edu.cu, phernand@unah.edu.cu

 

*Autor para correspondencia: Misleydis Quintero León, e-mail: mquintero@unah.edu.cu

Abstract

The sectoral diagnosis focused on the economic aspects of photovoltaic energy at the "José Vázquez Martínez" Basic Unit of Cooperative Production reveals the existing difficulties in implementing an efficient photovoltaic system. This research was framed within a national project of the Agrarian University of Havana aimed at building capacity in photovoltaic energy management within AZCUBA cooperatives. Managing this energy source is presented as a sustainable solution to optimize consumption in various applications, especially in the agricultural sector. The overall objective of the study is to evaluate the feasibility of incorporating photovoltaic energy into an agricultural cooperative that currently lacks such a system. To this end, a methodology was applied that included analyzing the unit's water and energy consumption, as well as designing technical, socioeconomic, and environmental indicators. These indicators were organized into a decision matrix that facilitated comprehensive analysis and strategic decision-making. The results allowed for the identification of areas for improvement and opportunities to implement a photovoltaic system aligned with the principles of the circular economy. By adopting a circular economy approach, the aim is not only to optimize the use of available resources but also to foster sustainable practices that benefit both the cooperative and its surrounding community. The assessment reveals significant potential for implementing sustainable energy solutions that will contribute to transforming the cooperative's energy mix.

Keywords: 
Photovoltaic Implementation, Agricultural Energy Management, Energy Mix, Agricultural Photovoltaic Systems

Received: 25/10/2025; Accepted: 10/3/2026

Conflict of interests: The authors of this work declare no conflict of interests.

Author Contributions: Conceptualization, Data curation, Investigation, Methodology, Writing, original draft, Supervision: Misleydis Quintero León. Conceptualization, Data curation, Methodology: Luis Addiel Reconde Pérez. Conceptualization, Data curation, Supervision, Investigation: Astrid Fernández de Castro Fabre. Data curation, Investigation: Gemma Domínguez Calvo. Data curation, Investigation, Writing, review & editing, Supervision: Pablo Manuel Hernández Alfonso.

The mention of trademarks of specific equipment, instruments or materials is for identification purposes, there being no promotional commitment in relation to them, neither by the authors nor by the publisher.

CONTENT

Introduction

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In 2021, global primary energy demand increased by approximately 6%, surpassing the levels recorded in 2019. This growth was primarily driven by emerging economies, such as India and China, while developed economies showed more stable or even declining demand in some cases (World Economic Forum, 2022WORLD ECONOMIC FORUM: Estado de la energía mundial: en gráficos, [en línea], Inst. World Economic Forum, 2022, Disponible en:https://es.weforum.org/stories/2022/08/este-es-el-estado-de-la-energia-mundial-en-graficos/. ). In 2023, global primary energy consumption reached a new record, with an additional 2% increase compared to the previous year (Fernández, 2024aFERNÁNDEZ, L.: Países líderes en capacidad instalada de energía renovable a nivel mundial en 2023 (en GigaVolt), [en línea], Statista, 2024a, Disponible en:https://www.statista.com/statistics/267233/renewable-energy-capacity-worldwide-by-country/. ). This upward trend is projected to continue in the coming decades, as a result of global economic growth and increasing energy demand in developing countries.

Oil remains the predominant fossil fuel worldwide, followed by coal and natural gas. China leads primary energy consumption with 170.7 exaJoules, surpassing the United States and positioning itself as the main player in the global energy mix (Fernández, 2024bFERNÁNDEZ, L.: Países líderes en consumo de energía renovable a nivel mundial en 2023 (en exaJoule)., [en línea], Statista, 2024b, Disponible en:https://www.statista.com/statistics/237090/renewable-energy-consumption-ofthe-top-15-countries/. ).

Growing concerns about climate change and pressure from international organizations have spurred the transition to cleaner energy sources, such as renewables. Although this process is progressing slowly in some regions, significant progress has been made. According to the International Renewable Energy Agency (IRENA) (2024)IRENA: Estadísticas de energía renovable 2024, [en línea], Inst. Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA), 2024, Disponible en:https://www.irena.org/-/media/Files/IRENA/Agency/Publication/2024/Jul/IRENA_Renewable_Energy_Statistics_2024.pd. , renewable sources accounted for 29.1% of global electricity generation in 2022, totaling 8,440 TWh. The remaining 70.9% (20,591 TWh) came from fossil fuels, nuclear energy, and other non-renewable sources, reaching a total generation of 29,031 TWh.

This growth is particularly evident in solar and wind technologies, which registered a combined increase of 18.20% in 2021 (IRENA, 2024IRENA: Estadísticas de energía renovable 2024, [en línea], Inst. Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA), 2024, Disponible en:https://www.irena.org/-/media/Files/IRENA/Agency/Publication/2024/Jul/IRENA_Renewable_Energy_Statistics_2024.pd. ). China, the United States, and Brazil stand out as leaders in installed renewable energy capacity in 2023. China tops the ranking with approximately 1,453 GW, followed by the United States, while Brazil leads in South America and ranks third globally (Fernández, 2024aFERNÁNDEZ, L.: Países líderes en capacidad instalada de energía renovable a nivel mundial en 2023 (en GigaVolt), [en línea], Statista, 2024a, Disponible en:https://www.statista.com/statistics/267233/renewable-energy-capacity-worldwide-by-country/. ; 2024bFERNÁNDEZ, L.: Países líderes en consumo de energía renovable a nivel mundial en 2023 (en exaJoule)., [en línea], Statista, 2024b, Disponible en:https://www.statista.com/statistics/237090/renewable-energy-consumption-ofthe-top-15-countries/. ).

In this global context, the adoption of sustainable alternatives becomes essential. Renewable energy emerges as a key solution to address current energy challenges (Arencibia, 2016ARENCIBIA, C., G.: “La importancia del uso de paneles solares en la generación de energía eléctrica”, REDVET. Revista Electrónica de Veterinaria, 17(9): 1-4, 2016, ISSN: 1695-7504.). In Cuba, the energy crisis affecting strategic sectors such as agribusiness demands an urgent rethinking of energy sources. Solar photovoltaic energy is positioned as a viable option for self-sufficiency and sustainability, according to Rivera and Bayona (2022)RIVERA, J.S.; BAYONA, W.N.: “Estudio de viabilidad de sistemas fotovoltaicos como fuente de energía: caso Universidad San Gregorio Portoviejo”, Conciencia Digital, 5(2): 162-183, 2022, ISSN: 2600-5859., and is fundamental for resilient development in the face of global crises (UNDP, 2022NAVARRO, N.D.A.; VILLAMIL, C.J.E.; GARNICA, M.J.P.; JARAMILLO, B.C.: “Evaluación de un enfoque modificado de escuelas de campo en la apropiación de conocimientos en agricultores de arracacha”, Revista Ciencia y Agricultura, 19(3): 1-16, 2022, ISSN: 0122-8420.).

Photovoltaic technology, based on the conversion of sunlight into electricity through the movement of electrons between semiconductor plates, has evolved significantly. There are also solar concentration systems that use mirrors to raise the temperature of a thermal fluid, generating steam and electricity (Santos et al., 2017SANTOS, A.; HERNÁNDEZ, Y.; DÍAZ, R.: Diseño de un sistema fotovoltaico para alimentar una vivienda, Inst. Poder Popular La Tunas, Cuba, Las Tunas, Cuba, 5 p., 2017.). Photovoltaic cells have improved their performance, optimizing energy production based on radiation levels (Santos et al., 2017SANTOS, A.; HERNÁNDEZ, Y.; DÍAZ, R.: Diseño de un sistema fotovoltaico para alimentar una vivienda, Inst. Poder Popular La Tunas, Cuba, Las Tunas, Cuba, 5 p., 2017.).

The integration of solar energy into agriculture seeks to stimulate the use of clean energy, maximize natural resources, improve productivity, and generate added value in agricultural production (Navarro et al., 2022NAVARRO, N.D.A.; VILLAMIL, C.J.E.; GARNICA, M.J.P.; JARAMILLO, B.C.: “Evaluación de un enfoque modificado de escuelas de campo en la apropiación de conocimientos en agricultores de arracacha”, Revista Ciencia y Agricultura, 19(3): 1-16, 2022, ISSN: 0122-8420.). Examples such as solar greenhouses, drying systems, and purification or desalination plants demonstrate its applicability without the need for fossil fuels.

Cuba possesses high solar potential thanks to its geographic location and high solar radiation. This represents a strategic opportunity to diversify the energy matrix and promote rural development, according to the Cuban Ministry of Energy and Mines (MINEM-Cuba, 2023MINEM-CUBA: Informe sobre Energías Renovables en Cuba, [en línea], Inst. Ministerio de Energía y Minas, La Habana, Cuba, 2023, Disponible en: http://www.minem.gob.cu. ). However, barriers persist, such as a lack of infrastructure, limited access to advanced technologies, and the need for technical training.

Effective management of photovoltaic solar energy requires not only the installation of panels but also a comprehensive framework that encompasses everything from planning to maintenance (Abella, 2014ABELLA, M.A.: “Dimensionado de sistemas fotovoltaicos”, Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas”. Tesis para optar al título de maestrıa, Departamento de Energıas Renovables. Escuela de organización industrial, 2014.). This holistic approach allows for maximizing performance and ensuring the sustainability of the systems, according to García et al. (2021)GARCÍA, J.; PÉREZ, M.; LÓPEZ, R.: “Gestión de recursos energéticos renovables: Un enfoque práctico”, Revista Cubana de Energía, 12(3): 45-60, 2021., strengthening energy resilience and community well-being.

This diagnostic study analyzes the opportunities and challenges in photovoltaic solar energy management at the "José Vázquez Martínez" Basic Unit of Cooperative Production (UBPC), with the aim of proposing strategies that optimize its use and contribute to the sustainable development of the agro-industrial sector in Cuba. This research falls within the framework of National Project PN3602VC002-096 of the Agrarian University of Havana, aimed at building capacity for photovoltaic energy management in AZCUBA cooperatives. The research seeks to generate a replicable model that will inspire other institutions to adopt similar practices, promoting a.

Materials and Methods

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The study was designed as a single-case experimental study, applied at the "José Vázquez Martínez" Basic Unit of Cooperative Production (UBPC), intentionally selected for its productive characteristics and potential for incorporating photovoltaic energy. The total population consisted of 60 members, from which a purposive sample of 35 participants (58%) was taken, including workers, technicians, and others, to ensure representativeness and diversity of perspectives. The research was based on the Multicriteria Evaluation Methodology for renewable projects according to Martín et al. (2023)MARTÍN, B.A.M.; LEYVA, F.G.; HERNÁNDEZ, R.G.: “Criterio de expertos para fundamentar un procedimiento que evalúe la sostenibilidad económica de la inversión energética renovable en Sancti Spíritus, Cuba”, Cofin Habana, 17(2), 2023, ISSN: 2073-6061., designing nine indicators grouped into three main dimensions: Technical/Infrastructure, Governance/Sustainability, and Socioeconomic.

Structured surveys and semi-structured interviews were used to collect information on the three main dimensions, each comprised of key indicators. The data were normalized on a scale of 0 to 1, and an overall viability index was constructed using a combined weighting method: equal weighting of all indicators and complementary adjustment through factor analysis. This allowed for the identification of the variability explained by each dimension and the refinement of the relative importance of the criteria.

Several decision-support techniques were used for the analysis, such as:

  • Ishikawa diagram (cause-and-effect): This was used to identify the root causes of energy management problems, classifying them into categories that facilitate analysis.

  • Decision matrix: This allowed for the comparison of alternatives based on multiple criteria, supporting strategic decision-making.

  • Critical path: This was used to define the sequence of activities that determines the total duration of the project, identifying tasks that cannot be delayed without affecting the completion date.

The variables considered included energy consumption, investment costs, social perception, job creation, emissions reduction, and availability of technical resources. Quantitative data processing was performed using the PSPP program for descriptive statistical analysis (means and standard deviations). The final analysis integrated the statistical and qualitative results to evaluate the feasibility of the photovoltaic project at the UBPC (Basic Unit of Cooperative Production) using a multi-criteria approach.

Energy Characterization of the Unit

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Current Energy Sources:

  • Electrical grid (70%): used for irrigation pumping, offices, warehouse, and cafeteria. Monthly consumption: 13,539 kWh. Monthly cost: $24,370 USD.

  • Diesel (25%): used for heavy machinery. Its use has generated a 30% increase in energy costs over the last two years.

Frequent Problems:

  • Power outages 2-3 times a day.

  • Diesel pollution, with complaints from neighboring communities.

Available Infrastructure:

  • Warehouse roofs: 300 m².

  • Non-cultivable land: 710,000 m²

  • Total area available for panels: 710,300 m²

Technical Knowledge and Training

  • Current technical level: Only 20% of technicians have basic knowledge of photovoltaic energy.

  • Interest in training: 90% of the team is willing to receive training, prioritizing practical maintenance of solar panels.

Results and Discussion

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The analysis of the information obtained allowed for the construction of a decision matrix that integrated the nine indicators grouped into the Socioeconomic, Technical, and Governance dimensions. Weighting was performed using a combined scheme: balanced and complemented with factor analysis, which adjusted the weights according to the variability explained by each dimension.

Indicator Evaluation

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Nine key indicators were designed, grouped into three dimensions: Technical/Infrastructure, Governance/Sustainability, and Socioeconomic. These indicators allow for the evaluation of the viability and potential impact of photovoltaic projects before their implementation, prioritizing those with the greatest economic and social return.

Socioeconomic Indicators

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These indicators allow for the evaluation of the viability and potential impact of photovoltaic projects before their installation, focusing on social and economic aspects. They are key for strategic decision-making. A rigorous evaluation using these indicators identified opportunities and risks, prioritizing projects with the greatest social impact and economic return, even without physical implementation (Figure 1).

Figure 1.  Behavior of Socioeconomic Indicators. Source: Author's own elaboration

The survey was administered to 35 workers, including laborers (48.57%), technicians (28.57%), and other roles (22.86%). Regarding investment, the most common range was $500-$1,000 USD (42.90%), while 85.80% invest less than $30,000 USD. Only 14.30% exceed that amount. The low proportion of technicians could limit technology adoption, which underscores the need for training policies.

Technicians/Infrastructure

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These indicators (Figure 2) assess the territory's capacity to support solar projects. The main limitations identified were:

  • Lack of arable land (65.7%)

  • High implementation costs (85.7%)

Figure 2.  Behavior of Technical/Infrastructure Indicators. Source: Author's own elaboration

The opportunity in underutilized infrastructure is that 20% have available warehouse roofs, a strategic resource for installing solar panels; leading to a potential benefit such as mitigating power outages (affecting 71.4%) and generating energy savings in the medium term. Frequent power outages affect productivity, generating daily losses of $812.00 USD. Pollution is a secondary concern, with only 34.3% considering it relevant compared to economic/energy problems.

Governance and Sustainability

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These indicators (Figure 3) measure institutional support and long-term sustainability. Projects without municipal support and without impact studies have a 68% higher probability of community conflicts (IRENA, 2024IRENA: Estadísticas de energía renovable 2024, [en línea], Inst. Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA), 2024, Disponible en:https://www.irena.org/-/media/Files/IRENA/Agency/Publication/2024/Jul/IRENA_Renewable_Energy_Statistics_2024.pd. ). The following findings were identified:

  • Lack of financing (71.40%) as the main obstacle.

  • Low priority given to environmental sustainability (14.30%), compared to cost reduction (57.10%).

  • Limited technical knowledge (51.40%), although 71.40% are willing to receive training.

Figure 3.  Behavior of Governance and Sustainability Indicators. Source: Author's own elaboration

The limitation identified by 71.40% is a lack of financing as the main obstacle. This correlates with only 14.30% who prioritize environmental sustainability. Therefore, 71.40% respond "Yes" to implementing solutions, but 51.40% lack technical knowledge. Furthermore, cost reduction is the economic priority (57.10%), tripling the priority of sustainability (14.30%), reinforcing the urgency of viable financial models. The sample demonstrates high technical feasibility (65.70% of available space) and collective commitment, but requires viable financial solutions to move forward (Table 1).

Table 1.  Statistical Summary
Dimension Key Indicator Average (%) Deviation
Socioeconomic Spending >$1,000 USD 28.60% ±4.20%
Technical Rooftop space 65.70% ±6.10%
Governance Willingness to train 71.40% ±5.80%

Source: Own elaboration

Photovoltaic (PV) energy The sample shows high technical feasibility (65.70% of available space) and collective commitment (71.40% willing to undergo training), but requires financing solutions (identified as a critical barrier by 71.40%).

Is key to agricultural sustainability, but its inadequate management generates critical problems. These are the main factors and consequences. Using the 6Ms (Ishikawa Methodology), the root causes that hinder efficient management are identified (Figure 4):

Figure 4.  Cause and Effect Diagram. Source: Author's own work

Explanation by Category

  1. Labor

    • Insufficient training: 70% of agricultural technicians lack training in renewable energy.

    • Cultural resistance: 62% of workers prefer traditional methods due to lack of knowledge.

  2. Methods

    • Lack of protocols: They do not have energy efficiency manuals.

    • Feasibility not assessed: Preliminary studies are not conducted (irradiation, energy load).

  3. Materials

    • Economic barriers: Average initial investment: $25,000 - $50,000 (return in >7 years).

    • Supply chain: 40% of cooperatives report difficulty importing components.

  4. Machinery

    • Incompatible infrastructure: 55% of units have electrical networks > 20 years old.

    • Limited space: 30% lack roofs with optimal orientation (south, 15-30° slope).

  5. Measurement

    • Inaccurate data: 60% does not measure consumption by equipment (pumping).

    • Undefined ROI: Lack of metrics for calculation.

    • Savings = Current cost − Photovoltaic cost.

  6. Environment

    • Climate: Areas with > 120 cloudy days/year reduce efficiency by 40%.

    • Legal framework: Lack of regulations for the use of renewable energy.

A decision matrix (Table 2) was developed for decision-making, which evaluates and compares different alternatives based on multiple criteria in the UBPC (Basic Unit of Cooperative Production), assigning a score. This matrix is specifically designed for the evaluation of photovoltaic projects with the objective of assigning scores (0-10) to 12 technical, economic, and environmental indicators to prioritize photovoltaic projects in agricultural cooperatives.

Evaluation Key

Maximum score per dimension: Technical: 40 points, Economic: 40 points, and Environmental: 40 points. Maximum total: 120 points

Interpretation: ≥ 90 points: High feasibility (prioritize project), 60-89 points: Medium feasibility (requires adjustments), and < 60 points: Low feasibility (rethink strategy).

Table 2.  Decision matrix for the UBPC José Vázquez Martínez
Indicator Value score Justification
Available space 1885 m² 10 Available rooftops not used for agriculture
Solar radiation 20.9 kWh/m²/day 10 Data validated with a homemade pyranometer
Grid status 15 years 0 Expandable transformer
Technical knowledge 25% basic level 7 1 workshop conducted
Energy expenditure 1,885 USD/month 10 High cost of electric irrigation
Annual ROI 18% 10 Viability limit (5.5 years)
Financing 60% Subsidy 7 Current state program
Payback period 6.2 years 8 Investment recoverable in 74 months
Carbon footprint 420 t CO₂/year 7 Diesel fuel used in machinery
Emissions reduction 120 t CO₂/year 7 Equivalent to 2,900 trees/year
Resource impact 0% agricultural land 10 Panels only on rooftops
SDG alignment SDGs 7, 12, 13 7 Clean energy, sustainable production
TOTAL 93 HIGH Viability

Source: own elaboration

This matrix transforms 12 complex variables into a clear viability index, facilitating decision-making in cooperatives. The high viability score of 93 indicates that the UBPC (Basic Unit of Cooperative Production) has favorable conditions for operation and development in terms of the evaluated criteria. Opportunities exist that can be effectively leveraged, and there is support from cooperative members and potentially the community.

These measures aim to balance the three dimensions, guaranteeing the project's comprehensive sustainability.

Based on the evaluated socioeconomic, technical, and governance indicators, improvements aimed at comprehensive sustainability were proposed.

Based on the results, the following improvements are proposed:

  • Strengthen training programs.

  • Create local employment related to the operation and maintenance of photovoltaic systems.

  • Implement preventive maintenance plans and improve efficiency by incorporating more advanced technologies.

  • Consolidate community participation mechanisms and establish internal environmental management policies that reinforce emissions reduction and the rational use of land. • Pilot Agrivoltaics: Install elevated structures on 0.5 hectares of farmland, monitoring: Microclimate under panels (humidity/temperature).

  • Agricultural yield vs. areas without panels.

  • Circular Economy Plan: Agreement with manufacturers for future panel disposal.

Therefore, a critical path was designed for the sequence of activities that determines the total duration of the project. This included tasks that cannot be delayed without affecting the project completion date.

Critical Path (12 months)

The chart below summarizes the main phases and their estimated duration, from the preliminary study to the signing of agreements (Figure 5).

Figure 5.  Proposed critical path. Source: Author's own elaboration

Some activities are carried out in parallel; the critical path includes obtaining permits and community participation.

Expected impact:

  • Year 1: 30% reduction in energy costs in administrative areas.

  • Year 3: Self-sufficiency in water pumping for irrigation (using only solar energy).

  • Year 5: Complete conversion to agrivoltaics on 50% of arable land.

Circular economy actions are strategies that leverage existing resources, minimize waste, and prepare for the energy transition:

  • Integrating the biomaterials cycle into the circular economy with photovoltaic energy management represents an opportunity to move towards a more sustainable energy model. This approach not only promotes the efficient use of resources but also contributes to reducing environmental impact and developing innovative solutions for energy production and management, as shown in Table 3.

Table 3.  Biomaterials
Action Implementation Circular Benefit
Biofertilizers Anaerobic digesters to transform manure/waste into fertilizer. Reduces chemical purchases (+40% recycled nutrients).
Agricultural bioplastics Use of biodegradable plastics made from cassava or banana starch. Eliminates 8 tons/year of conventional non-recyclable plastics.
Soil amendments Composting of prunings and crop residues using vermiculture. Improves water retention (+30%) and CO₂ capture.

Source: own elaboration

  • The water-energy symbiosis linked to the circular economy in agricultural practices represents a significant opportunity to transform agricultural production towards a more sustainable model. By integrating the efficient use of water and energy, more resilient, productive, and environmentally friendly agricultural systems can be achieved.

  • Impact: Recirculates 90% of the water and reduces pumping energy by 75% (prepared for solar energy). Resource efficiency contributes to the integration of water and energy systems, enabling more efficient use of water and energy, reducing costs, and increasing agricultural productivity.

  • The synergistic value chain is fundamental to advancing towards an effective circular economy. By fostering collaboration, optimizing resource use, and closing loops, a more sustainable production system can be achieved that benefits both businesses and the environment, as shown in Table 4.

Table 4.  Synergistic value chain
Underutilized resource Circular product Target market
Sugarcane bagasse Particleboard for construction Neighboring cooperatives
Coffee pulp Biofuel for dryers Local processing plants
Fruit pits Activated carbon for filters Rural water systems

Source: own elaboration

Implementing this approach requires a joint commitment from all stakeholders, as well as a regulatory framework that supports these initiatives.

The results confirm the viability of the photovoltaic project at the UBPC, highlighting the strength of the socioeconomic and governance dimensions, and pointing to areas for improvement in the technical dimension. The combination of equal and factorial weighting strengthened the analysis, reducing subjectivity and reflecting the actual variability of the data. The application of the decision matrix, along with the improvement measures and critical path planning, provides a comprehensive framework for advancing energy sustainability within the cooperative sector.

Conclusions

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  • The diagnostic assessment conducted at the “José Vázquez Martínez” Basic Unit of Cooperative Production (UBPC) revealed multiple deficiencies hindering the proper management of photovoltaic energy. These include the limited technical knowledge of the staff, the absence of energy assessment metrics, and the lack of specific regulations on solar energy. However, significant strengths were also identified that can be transformed into strategic opportunities for the implementation of a photovoltaic system.

  • Based on the designed technical, economic, and environmental indicators, a decision matrix was developed, a critical path of activities was defined, and three improvement phases were structured along with four actions focused on the circular economy. Decision-making tools (matrix, critical path) were developed, and improvement phases and circular economy actions were proposed that address comprehensive sustainability and contribute to the UBPC's viability in adopting sustainable energy solutions.

  • The assessment demonstrates that, despite current limitations, the cooperative has favorable conditions to move toward a more efficient and resilient energy model. The implementation of photovoltaic systems would not only contribute to reducing operating costs and mitigating power outages, but would also strengthen environmental sustainability and the agro-industrial development of the region. The methodology applied, based on multi-criteria indicators and participatory analysis techniques, offers a replicable framework for future evaluations of renewable energy projects in the cooperative sector.

References

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Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias Vol. 35, January-December 2026, ISSN: 2071-0054
 
Artículo original

Diagnóstico sectorial sobre energía fotovoltaica en la Unidad Básica de Producción Cooperativa “José Vázquez Martínez”

 

iDMisleydis Quintero León*✉:mquintero@unah.edu.cu

iDLuis Addiel Pérez

iDAstrid Fernández de Castro Fabre

iDGemma Domínguez Calvo

iDPablo Manuel Hernández Alfonso


Universidad Agraria de La Habana “Fructuoso Rodríguez Pérez”, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba. E-mail: luisaddiel@unah.edu.cu, astrid@unah.edu.cu gemma@unah.edu.cu, phernand@unah.edu.cu

 

*Autor para correspondencia: Misleydis Quintero León, e-mail: mquintero@unah.edu.cu

Resumen

El diagnóstico sectorial enfocado en el aspecto económico de la energía fotovoltaica en la Unidad Básica de Producción Cooperativa “José Vázquez Martínez” evidencia las dificultades existentes para implementar un sistema fotovoltaico eficiente. Esta investigación se enmarcó en un proyecto nacional de la Universidad Agraria de La Habana para la creación de capacidades en gestión de energía fotovoltaica en cooperativas de AZCUBA. La gestión de esta fuente energética se plantea como una solución sostenible para optimizar el consumo en diversas aplicaciones, especialmente en el ámbito agrícola. El objetivo general del estudio es evaluar la viabilidad de incorporar energía fotovoltaica en una cooperativa agrícola que actualmente no dispone de dicho sistema. Para ello, se aplicó una metodología que incluyó el análisis del consumo de agua y energía de la unidad, así como el diseño de indicadores técnicos, socioeconómicos y ambientales. Estos indicadores fueron organizados en una matriz de decisión que facilitó el análisis integral y la toma de decisiones estratégicas. Los resultados permitieron identificar áreas de mejora y oportunidades para implementar un sistema fotovoltaico alineado con los principios de la economía circular. Al adoptar un enfoque basado en la economía circular, se busca no solo optimizar el uso de los recursos disponibles, sino también fomentar prácticas sostenibles que beneficien tanto a la cooperativa como a su entorno comunitario. La evaluación realizada revela un alto potencial para implementar soluciones energéticas sostenibles que contribuyan a transformar la matriz energética de la cooperativa.

Palabras clave: 
implementación fotovoltaica, gestión energética agrícola, matriz energética, sistemas fotovoltaicos agrícolas

Introducción

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En 2021, la demanda mundial de energía primaria aumentó cerca de un 6%, superando los niveles registrados en 2019. Este crecimiento fue impulsado principalmente por las economías emergentes, como India y China, mientras que las economías desarrolladas mostraron una demanda más estable o incluso decreciente en algunos casos (World Economic Forum, 2022WORLD ECONOMIC FORUM: Estado de la energía mundial: en gráficos, [en línea], Inst. World Economic Forum, 2022, Disponible en:https://es.weforum.org/stories/2022/08/este-es-el-estado-de-la-energia-mundial-en-graficos/. ). En 2023, el consumo global de energía primaria alcanzó un nuevo récord, con un incremento adicional del 2% respecto al año anterior (Fernández, 2024aFERNÁNDEZ, L.: Países líderes en capacidad instalada de energía renovable a nivel mundial en 2023 (en GigaVolt), [en línea], Statista, 2024a, Disponible en:https://www.statista.com/statistics/267233/renewable-energy-capacity-worldwide-by-country/. ). Esta tendencia ascendente se proyecta para continuar en las próximas décadas, como resultado del crecimiento económico global y la creciente demanda energética en países en desarrollo.

El petróleo se mantiene como el combustible fósil predominante a nivel mundial, seguido por el carbón y el gas natural. China lidera el consumo de energía primaria con 170.7 exaJules, superando a Estados Unidos y posicionándose como el principal actor en la matriz energética global (Fernández, 2024bFERNÁNDEZ, L.: Países líderes en consumo de energía renovable a nivel mundial en 2023 (en exaJoule)., [en línea], Statista, 2024b, Disponible en:https://www.statista.com/statistics/237090/renewable-energy-consumption-ofthe-top-15-countries/. )

La creciente preocupación por el cambio climático y la presión de organismos internacionales han incentivado la transición hacia fuentes de energía más limpias, como las renovables. Aunque este proceso avanza lentamente en algunas regiones, se han logrado progresos significativos. Según la Agencia Internacional de Energías Renovables IRENA (2024)IRENA: Estadísticas de energía renovable 2024, [en línea], Inst. Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA), 2024, Disponible en:https://www.irena.org/-/media/Files/IRENA/Agency/Publication/2024/Jul/IRENA_Renewable_Energy_Statistics_2024.pd. , las fuentes renovables representaron el 29,1% de la generación eléctrica mundial en 2022, con un total de 8 440 TWh. El restante 70,9% (20 591 TWh) provino de combustibles fósiles, energía nuclear y otras fuentes no renovables, alcanzando una generación total de 29 031 TWh.

Este crecimiento se refleja especialmente en las tecnologías solar y eólica, que registraron un incremento conjunto del 18,20% en 2021 (IRENA, 2024IRENA: Estadísticas de energía renovable 2024, [en línea], Inst. Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA), 2024, Disponible en:https://www.irena.org/-/media/Files/IRENA/Agency/Publication/2024/Jul/IRENA_Renewable_Energy_Statistics_2024.pd. ). China, Estados Unidos y Brasil se destacan como líderes en capacidad instalada de energía renovable en 2023. China encabeza el ranking con aproximadamente 1 453 GW, seguida por Estados Unidos, mientras que Brasil lidera en Sudamérica y ocupa el tercer lugar a nivel mundial (Fernández, 2024aFERNÁNDEZ, L.: Países líderes en capacidad instalada de energía renovable a nivel mundial en 2023 (en GigaVolt), [en línea], Statista, 2024a, Disponible en:https://www.statista.com/statistics/267233/renewable-energy-capacity-worldwide-by-country/. ; 2024bFERNÁNDEZ, L.: Países líderes en consumo de energía renovable a nivel mundial en 2023 (en exaJoule)., [en línea], Statista, 2024b, Disponible en:https://www.statista.com/statistics/237090/renewable-energy-consumption-ofthe-top-15-countries/. ).

En este contexto global, la adopción de alternativas sostenibles se vuelve esencial. La energía renovable se presenta como una solución clave para enfrentar los desafíos energéticos actuales (Arencibia, 2016ARENCIBIA, C., G.: “La importancia del uso de paneles solares en la generación de energía eléctrica”, REDVET. Revista Electrónica de Veterinaria, 17(9): 1-4, 2016, ISSN: 1695-7504.). En Cuba, la crisis energética que afecta sectores estratégicos como la agroindustria exige un replanteamiento urgente de las fuentes de energía. La energía solar fotovoltaica se posiciona como una opción viable hacia la autosuficiencia y la sostenibilidad según Rivera y Bayona (2022)RIVERA, J.S.; BAYONA, W.N.: “Estudio de viabilidad de sistemas fotovoltaicos como fuente de energía: caso Universidad San Gregorio Portoviejo”, Conciencia Digital, 5(2): 162-183, 2022, ISSN: 2600-5859., siendo fundamental para el desarrollo resiliente ante crisis globales (PNUD, 2022PNUD: Informe sobre desarrollo humano, [en línea], Inst. PNUD, 2022, Disponible en: https://www.undp.org. ).

La tecnología fotovoltaica, basada en la conversión de luz solar en electricidad mediante el movimiento de electrones entre placas semiconductoras, ha evolucionado significativamente. Existen también sistemas de concentración solar que utilizan espejos para elevar la temperatura de un fluido térmico, generando vapor y electricidad (Santos et al., 2017SANTOS, A.; HERNÁNDEZ, Y.; DÍAZ, R.: Diseño de un sistema fotovoltaico para alimentar una vivienda, Inst. Poder Popular La Tunas, Cuba, Las Tunas, Cuba, 5 p., 2017.). Las células fotovoltaicas han mejorado su rendimiento, optimizando la producción energética en función de los niveles de radiación (Santos et al., 2017SANTOS, A.; HERNÁNDEZ, Y.; DÍAZ, R.: Diseño de un sistema fotovoltaico para alimentar una vivienda, Inst. Poder Popular La Tunas, Cuba, Las Tunas, Cuba, 5 p., 2017.).

La integración de energía solar en la agricultura busca estimular el uso de energía limpia, maximizar los recursos naturales, mejorar la productividad y generar valor agregado en la producción agrícola (Navarro et al., 2022NAVARRO, N.D.A.; VILLAMIL, C.J.E.; GARNICA, M.J.P.; JARAMILLO, B.C.: “Evaluación de un enfoque modificado de escuelas de campo en la apropiación de conocimientos en agricultores de arracacha”, Revista Ciencia y Agricultura, 19(3): 1-16, 2022, ISSN: 0122-8420.). Ejemplos como los invernaderos solares, sistemas de secado y plantas de purificación o desalinización demuestran su aplicabilidad sin necesidad de combustibles fósiles.

Cuba posee un alto potencial solar gracias a su ubicación geográfica y elevada radiación solar. Esto representa una oportunidad estratégica para diversificar la matriz energética y fomentar el desarrollo rural según el Ministerio de Energía y Minas de Cuba Minem-Cuba (2023)MINEM-CUBA: Informe sobre Energías Renovables en Cuba, [en línea], Inst. Ministerio de Energía y Minas, La Habana, Cuba, 2023, Disponible en: http://www.minem.gob.cu. . No obstante, persisten barreras como la falta de infraestructura, acceso limitado a tecnologías avanzadas y la necesidad de capacitación técnica.

Una gestión efectiva de la energía solar fotovoltaica requiere no solo la instalación de paneles, sino también un marco integral que abarque desde la planificación hasta el mantenimiento (Abella, 2014ABELLA, M.A.: “Dimensionado de sistemas fotovoltaicos”, Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas”. Tesis para optar al título de maestrıa, Departamento de Energıas Renovables. Escuela de organización industrial, 2014.). Este enfoque holístico permite maximizar el rendimiento y asegurar la sostenibilidad de los sistemas según García et al. (2021)GARCÍA, J.; PÉREZ, M.; LÓPEZ, R.: “Gestión de recursos energéticos renovables: Un enfoque práctico”, Revista Cubana de Energía, 12(3): 45-60, 2021., fortaleciendo la resiliencia energética y el bienestar comunitario.

El presente diagnóstico analiza las oportunidades y desafíos en la gestión de energía solar fotovoltaica en la UBPC “José Vázquez Martínez”, con el propósito de proponer estrategias que optimicen su uso y contribuyan al desarrollo sostenible del sector agroindustrial en Cuba. Se enmarca en el Proyecto Nacional PN3602VC002-096 de la Universidad Agraria de La Habana, orientado a la creación de capacidades para la gestión de energía fotovoltaica en cooperativas de AZCUBA. La investigación aspira a generar un modelo replicable que inspire a otras instituciones a adoptar prácticas similares, promoviendo una transición energética justa y sostenible en el contexto cubano.

Materiales y Métodos

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El estudio se planteó como un diseño experimental de caso único, aplicado en la UBPC “José Vázquez Martínez” seleccionada de manera intencional por sus características productivas y potencial de incorporación de energía fotovoltaica. La población total estuvo conformada por 60 integrantes, de los cuales se tomó una muestra dirigida de 35 participantes (58%), incluyendo obreros, técnicos entre otros, con el fin de garantizar representatividad y diversidad de criterios. La investigación se sustentó en la Metodología de Evaluación Multicriterio para proyectos renovables según Martín et al. (2023)MARTÍN, B.A.M.; LEYVA, F.G.; HERNÁNDEZ, R.G.: “Criterio de expertos para fundamentar un procedimiento que evalúe la sostenibilidad económica de la inversión energética renovable en Sancti Spíritus, Cuba”, Cofin Habana, 17(2), 2023, ISSN: 2073-6061., diseñando nueve indicadores agrupados en tres dimensiones principales: Técnicos/Infraestructura, Gobernanza/Sostenibilidad y Socioeconómicos

Se aplicaron encuestas estructuradas y entrevistas semiestructuradas para recolectar información sobre tres dimensiones principales y cada una integrada por indicadores clave. Los datos fueron normalizados en una escala de 0 a 1 y se construyó un índice global de viabilidad mediante una ponderación combinada: asignación equitativa de pesos a todos los indicadores y ajuste complementario mediante análisis factorial, lo que permitió identificar la variabilidad explicada por cada dimensión y refinar la importancia relativa de los criterios.

Para el análisis se emplearon diversas técnicas de apoyo a la toma de decisiones como:

  • Diagrama de Ishikawa (causa-efecto): Se empleó para identificar las causas raíz de los problemas en la gestión energética, clasificándolas en categorías que facilitan el análisis.

  • Matriz de decisión: Permitió comparar alternativas en función de múltiples criterios, apoyando la toma de decisiones estratégicas.

  • Ruta crítica: Se utilizó para definir la secuencia de actividades que determina la duración total del proyecto, identificando tareas que no pueden retrasarse sin afectar la fecha de finalización.

Las variables consideradas incluyeron consumo energético, costos de inversión, percepción social, generación de empleo, reducción de emisiones y disponibilidad de recursos técnicos. El procesamiento de datos cuantitativos se realizó con el programa PSPP para análisis estadístico descriptivo (medias y desviaciones estándar). El análisis final integró los resultados estadísticos y cualitativos para evaluar la viabilidad del proyecto fotovoltaico en la UBPC bajo un enfoque multicriterio.

Caracterización energética de la unidad

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Fuentes de energía actuales:

  • Red eléctrica (70%): utilizada para bombeo de riego, oficinas, almacén y comedor. Consumo mensual: 13.539 kW h. Costo mensual: $24.370 USD.

  • Diésel (25%): empleado en maquinaria pesada. Su uso ha generado un aumento del 30% en los costos energéticos en los últimos dos años.

Problemas frecuentes:

  • Cortes eléctricos 2-3 veces al día.

  • Contaminación por diésel, con quejas de comunidades vecinas.

Infraestructura disponible:

  • Techos de almacenes: 300 m².

  • Suelos no cultivables: 710 000 m².

  • Total, disponible para paneles: 710 300 m².

Conocimiento técnico y capacitación

  • Nivel técnico actual: Solo el 20% de los técnicos posee conocimientos básicos sobre energía fotovoltaica.

  • Interés en capacitación: El 90% del equipo está dispuesto a capacitarse, priorizando el mantenimiento práctico de paneles solares.

Resultados y Discusión

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El análisis de la información obtenida permitió construir una matriz de decisión que integró los nueve indicadores agrupados en las dimensiones Socioeconómica, Técnica y Gobernanza. La ponderación se realizó mediante un esquema combinado: equilibrado y complementado con el análisis factorial, que ajustó los pesos según la variabilidad explicada por cada dimensión.

Evaluación de indicadores

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Se diseñaron nueve indicadores clave agrupados en tres dimensiones: Técnicos/Infraestructura, Gobernanza/Sostenibilidad y Socioeconómicos. Estos indicadores permiten evaluar la viabilidad y el impacto potencial de proyectos fotovoltaicos antes de su implementación, priorizando aquellos con mayor retorno económico y social.

Socioeconómicos

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Estos indicadores permiten evaluar la viabilidad y el impacto potencial de proyectos fotovoltaicos antes de su instalación, centrándose en aspectos sociales y económicos. Son clave para la toma de decisiones estratégicas. Una evaluación rigurosa con estos indicadores identifico oportunidades y riesgos, priorizando proyectos con mayor impacto social y retorno económico, incluso sin implementación física (Figura 1).

Figura 1.  Comportamiento de indicadores Socioeconómicos. Fuente: elaboración propia

La encuesta fue aplicada a 35 trabajadores, incluyendo obreros (48,57%), técnicos (28,57%) y otros roles (22,86%). En cuanto a inversión, el rango más común fue de $500-$1.000 USD (42,90%), mientras que el 85,80% invierte menos de $30.000 USD. Solo el 14,30% supera ese monto. La baja proporción de técnicos podría limitar la adopción tecnológica, lo que subraya la necesidad de políticas de formación.

Técnicos/Infraestructura

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Estos indicadores (Figura 2), evalúan la capacidad del territorio para soportar proyectos solares. Se identificaron como principales limitantes:

  • Falta de suelo cultivable (65,7%)

  • Altos costos de implementación (85,7%)

Figura 2.  Comportamiento de Indicadores técnicos/infraestructura. Fuente: elaboración propia

La oportunidad en infraestructura subutilizada es el 20% posee techos de almacenes disponibles, un recurso estratégico para instalar paneles solares; conllevando a un beneficio potencial como mitigar los cortes eléctricos (afectan al 71,4%) y generar ahorros energéticos a mediano plazo señalando que los cortes eléctricos frecuentes afectan la productividad, generando pérdidas diarias de $812.00 USD. La contaminación como preocupación secundaria solo es de 34,3% considera la contaminación relevante frente a problemas económicos/energéticos.

Gobernanza y Sostenibilidad

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Estos indicadores (Figura 3) miden el respaldo institucional y la sostenibilidad a largo plazo. Proyectos sin respaldo municipal y sin estudios de impacto tienen 68% más probabilidad de conflictos comunitarios (IRENA, 2024IRENA: Estadísticas de energía renovable 2024, [en línea], Inst. Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA), 2024, Disponible en:https://www.irena.org/-/media/Files/IRENA/Agency/Publication/2024/Jul/IRENA_Renewable_Energy_Statistics_2024.pd. ). Se identificaron los siguientes hallazgos:

  • Falta de financiamiento (71,40%) como principal obstáculo.

  • Baja prioridad a la sostenibilidad ambiental (14,30%), frente a la reducción de costos (57,10%).

  • Limitado conocimiento técnico (51,40%), aunque el 71,40% está dispuesto a capacitarse.

Figura 3.  Comportamiento de indicadores de gobernanza y sostenibilidad. Fuente: elaboración propia

La limitante del 71,40% identifica falta de financiamiento como principal obstáculo. Correlación con solo 14,30% que prioriza sostenibilidad ambiental. Por tanto, el 71,40% responde "Sí" a implementar soluciones, pero 51,40% carece de conocimiento técnico. Además, hay como prioridad económica la reducción de costos (57,10%) triplica la prioridad de la sostenibilidad (14,30%), reforzando la urgencia de modelos financieros viables. La muestra evidencia una alta viabilidad técnica (65,70% de espacio disponible) y compromiso colectivo, pero requiere soluciones financieras viables para avanzar (Tabla 1).

Tabla 1.  Resumen estadístico
Dimensión Indicador Clave Media (%) Desviación
Socioeconómica Gasto >$1.000 USD 28,60% ±4,20%
Técnica Espacio en techos 65,70% ±6,10%
Gobernanza Disposición a capacitarse 71,40% ±5,80%

Fuente: Elaboración propia

La muestra evidencia alta viabilidad técnica (65,70% de espacio disponible) y compromiso colectivo (71,40% dispuesto a capacitarse), pero requiere soluciones de financiamiento (71,40% lo señala como barrera crítica).

La energía fotovoltaica (FV) es clave para la sostenibilidad agrícola, pero su gestión inadecuada genera problemas críticos. Estos son los principales factores y consecuencias. Utilizando las 6M (Metodología Ishikawa), se identifican las causas raíz que impiden la gestión eficiente (Figura 4):

Figura 4.  Diagrama Causa/efecto. Fuente: elaboración propia

Explicación por Categoría

  1. Mano de Obra

    • Capacitación insuficiente: 70% de técnicos agrícolas carecen de formación en renovables.

    • Resistencia cultural: 62% de trabajadores prefieren métodos tradicionales por desconocimiento.

  2. Métodos

    • Falta de protocolos: no tienen manuales de eficiencia energética.

    • Viabilidad no evaluada: no se realiza estudios preliminares (irradiación, carga energética).

  3. Materiales

    • Barreras económicas: Inversión inicial promedio: $25.000 - $50.000$ (retorno en >7 años).

    • Cadena de suministro: 40% de cooperativas reportan dificultad para importar componentes.

  4. Maquinaria

    • Infraestructura incompatible: 55% de unidades tienen redes eléctricas > 20 años.

    • Espacios limitados: 30% carece de techos con orientación óptima (sur, 15-30° inclinación).

  5. Medición

    • Datos inexactos: 60% no mide consumo por equipos (bombeo).

    • ROI indefinido: Falta de métricas para calcular

    • Ahorro = Costo actual − Costo fotovoltaico.

  6. Medio Ambiente

    • Clima: Zonas con > 120 días nublados/año reducen eficiencia en 40%.

    • Marco legal: inexistencia de normativas para el uso de energía renovable

Se desarrolló una matriz de decisión (Tabla 2.) para la toma de decisiones, la cual evalúa y compara diferentes alternativas en función de múltiples criterios en la UBPC, asignando una puntuación. Esta es específica para la evaluación de proyectos fotovoltaicos con el objetivo de asignar puntuaciones (0-10) a 12 indicadores técnicos, económicos y ambientales para priorizar proyectos fotovoltaicos en cooperativas agrícolas.

Clave de evaluación

Puntuación máxima por dimensión: Técnica: 40 puntos, Económica: 40 puntos y Ambiental: 40 puntos. Total, máximo: 120 puntos

Interpretación: ≥ 90 puntos: Viabilidad alta (priorizar proyecto), 60-89 puntos: Viabilidad media (requiere ajustes) y < 60 puntos: Viabilidad baja (replantear estrategia).

Tabla 2.  Matriz de decisión para la UBPC José Vázquez Martínez
Indicador Valor Puntuación Justificación
Espacio disponible 1885 m² 10 Techos disponibles sin uso agrícola
Radiación solar 20,9 kW h/m²/día 10 Datos validados con piranómetro casero
Estado de red 15 años 0 Transformador ampliable
Conocimiento técnico 25% nivel básico 7 1 talleres realizados
Gasto energético 1885 USD/mes 10 Alto costo por riego eléctrico
ROI anual 18% 10 Límite de viabilidad (5,5 años)
Financiamiento Subsidio 60% 7 Programa estatal vigente
Periodo retorno 6,2 años 8 Inversión recuperable en 74 meses
Huella carbono 420 t CO₂/año 7 Uso diésel en maquinaria
Reducción emisiones 120 t CO₂/año 7 Equivalente a 2900 árboles/año
Impacto recursos 0% suelo agrícola 10 Paneles solo en techos
Alineación ODS ODS 7, 12, 13 7 Energía limpia, producción sostenible
TOTAL 93 Viabilidad ALTA

Fuente: elaboración propia

Esta matriz transforma 12 variables complejas en un índice de viabilidad claro, facilitando la toma de decisiones en cooperativas. La viabilidad alta de 93 indica que la UBPC en términos de los criterios evaluados cuenta con condiciones favorables para operar y desarrollarse. Existen oportunidades que pueden ser bien aprovechada y se cuenta con el apoyo de los miembros de la cooperativa y posiblemente de la comunidad.

Estas medidas buscan equilibrar las tres dimensiones, garantizando una sostenibilidad integral del proyecto.

Basado en los indicadores socioeconómicos, técnicos y de gobernanza evaluados permitió proponer mejoras encaminadas a la sostenibilidad integral.

A partir de los resultados, se proponen las siguientes mejoras:

  • Fortalecer programas de capacitación.

  • Empleo local vinculados a la operación y mantenimiento de sistemas fotovoltaicos.

  • Implementar planes de mantenimiento preventivo y mejorar la eficiencia mediante la incorporación de tecnologías más avanzadas.

  • Consolidar mecanismos de participación comunitaria y establecer políticas internas de gestión ambiental que refuercen la reducción de emisiones y el uso racional del suelo.

  • Agrovoltaica piloto: Instalar estructuras elevadas en 0,5 ha de cultivo, monitoreando: Microclima bajo paneles (humedad/temperatura).

  • Rendimiento agrícola vs. zonas sin paneles.

  • Plan de economía circular: Acuerdo con fabricantes para retiro futuro de paneles

Por tanto, se diseñó una ruta crítica para la secuencia de actividades que determina la duración total del proyecto. Esto incluyó las tareas que no pueden ser retrasadas sin afectar la fecha de finalización del proyecto.

Ruta crítica (12 meses)

El gráfico a continuación resume las fases principales y su duración estimada, desde el estudio preliminar hasta la firma de acuerdos (Figura 5).

Figura 5.  Ruta crítica propuesta. Fuente: elaboración propia

Algunas actividades se realizan en paralelo; la ruta crítica incluye la obtención de permisos y la participación comunitaria.

Impacto esperado:

  • Año 1: 30% de reducción en costos energéticos en áreas administrativas.

  • Año 3: Autosuficiencia en bombeo de agua para riego (usando solo energía solar).

  • Año 5: Reconversión total a agrovoltaica en 50% de tierras cultivables.

Las acciones de economía circular son estrategias que aprovechan recursos existentes, minimizan residuos y preparan la transición energética:

  1. La integración del ciclo de biomateriales en la economía circular con la gestión de energía fotovoltaica representa una oportunidad para avanzar hacia un modelo energético más sostenible. Este enfoque no solo promueve el uso eficiente de recursos, sino que también contribuye a la reducción del impacto ambiental y al desarrollo de soluciones innovadoras para la producción y gestión energética como se muestra en la Tabla 3.

Tabla 3.  Biomateriales
Acción Implementación Beneficio circular
Biofertilizantes Digestores anaeróbicos para transformar estiércol/residuos en fertilizante. Reduce compra de químicos (+ 40% nutrientes reciclados).
Bioplásticos agrícolas Uso de plásticos biodegradables de almidón de yuca o plátano. Elimina 8 ton/año de plásticos convencionales no reciclables
Enmiendas de suelo Compostaje de podas y rastrojos con lombricultura. Mejora retención hídrica (+ 30%) y captura CO₂.

Fuente: elaboración propia

  • 1. La simbiosis hídrica energética vinculada a la economía circular en las labores agrícolas representa una oportunidad significativa para transformar la producción agrícola hacia un modelo más sostenible. Al integrar el uso eficiente del agua y la energía, se pueden lograr sistemas agrícolas más resilientes, productivos y respetuosos con el medio ambiente.

Impacto: Recircula el 90% del agua y reduce un 75% la energía para bombeo (preparación para solar). Eficiencia en el Uso de Recursos contribuye a la integración de sistemas hídricos y energéticos permite un uso más eficiente del agua y la energía, reduciendo costos y aumentando la productividad agrícola.

  • 2. La cadena de valor sinérgica es fundamental para avanzar hacia una economía circular efectiva. Al fomentar la colaboración, optimizar el uso de recursos y cerrar ciclos, se puede lograr un sistema productivo más sostenible que beneficie tanto a las empresas como al medio ambiente, aquí se evidencia en la Tabla 4.

Tabla 4.  Cadena de valor sinérgica
Recurso subutilizado Producto circular Mercado meta
Bagazo de caña Tableros aglomerados para construcción Cooperativas vecinas
Pulpa de café Biocombustible para secadoras Procesadoras locales
Huesos de frutas Carbón activado para filtros Acueductos rurales

Fuente: elaboración propia

Implementar este enfoque requiere un compromiso conjunto entre todos los actores involucrados, así como un marco regulatorio que apoye estas iniciativas.

Los resultados confirman la viabilidad del proyecto fotovoltaico en la UBPC, destacando la fortaleza de las dimensiones socioeconómica y de gobernanza, y señalando áreas de mejora en la dimensión técnica. La combinación de ponderación equitativa y factorial otorgó robustez al análisis, reduciendo la subjetividad y reflejando la variabilidad real de los datos. La aplicación de la matriz de decisión, junto con las medidas de mejora y la planificación mediante ruta crítica, ofrece un marco integral para avanzar hacia la sostenibilidad energética en el ámbito cooperativo.

Conclusiones

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  • El diagnóstico realizado en la UBPC “José Vázquez Martínez” revela múltiples deficiencias que obstaculizan la gestión adecuada de la energía fotovoltaica. Entre ellas destacan el limitado conocimiento técnico del personal, la ausencia de métricas de evaluación energética y la carencia de normativas específicas sobre energía solar. Sin embargo, también se identificaron fortalezas significativas que pueden convertirse en oportunidades estratégicas para la implementación de un sistema fotovoltaico.

  • A partir de los indicadores diseñados, técnicos, económicos y ambientales, se elaboró una matriz de decisión, se definió una ruta crítica de actividades y se estructuraron tres fases de mejora junto con cuatro acciones orientadas a la economía circular. Se elaboraron herramientas de decisión (matriz, ruta crítica) y se propusieron fases de mejora y acciones de economía circular que abordan la sostenibilidad integral y contribuyen a la viabilidad de la UBPC para adoptar soluciones energéticas sostenibles.

  • La evaluación evidencia que, a pesar de las limitaciones actuales, la cooperativa cuenta con condiciones favorables para avanzar hacia un modelo energético más eficiente y resiliente. La implementación de sistemas fotovoltaicos no solo contribuiría a reducir los costos operativos y mitigar los cortes eléctricos, sino que también fortalecería la sostenibilidad ambiental y el desarrollo agroindustrial del territorio. La metodología aplicada, basada en indicadores multicriterio y técnicas de análisis participativas, ofrece un marco replicable para futuras evaluaciones de proyectos renovables en el ámbito cooperativo.