Modelo emergético para evaluar la transición de sistemas productivos agrícolas en zonas subandinas: de monocultivo a agroforestal

Fecha

Autor corporativo

Título de la revista

ISSN de la revista

Título del volumen

Editor

Universidad Distrital Francisco José de Caldas

Compartir

Altmetric

Resumen

This research presents the design of an emergy-based mathematical model to evaluate the transition of agricultural production systems in sub-Andean regions, comparing monoculture (MON) and agroforestry (SAF) scenarios. A scientometric analysis of more than one hundred indexed publications was conducted to identify trends, key authors, and knowledge gaps in the application of the emergy approach to agricultural sustainability, revealing the limited representation of sub-Andean ecosystems in current research. The proposed model integrates climatic, edaphic, and management variables, all converted into solar equivalent energy (seJ) through transformity factors obtained from specialized literature. Based on these energy flows, the Key Emergy Sustainability Indices (ICSE)—EYR, ELR, ESI, and %R—were calculated. The results showed that the agroforestry system exhibits greater transformity efficiency, lower environmental pressure, and higher use of renewable resources, in contrast to monocultures characterized by a strong dependence on non-renewable inputs. Additionally, a heuristic decision-making algorithm was developed, based on systems theory and axiomatic modeling, to classify each system’s sustainability into three categories: favorable, conditional, or unsustainable. This instrument provides a replicable and adaptable method for guiding agroecological transitions based on quantitative evidence. Overall, the findings confirm that emergy serves as a robust tool for analyzing the energetic and ecological complexity of agroecosystems and that the transition toward agroforestry models represents an effective pathway toward a resilient, efficient, and sustainable agriculture in sub-Andean regions.

Descripción

Esta investigación plantea el diseño de un modelo matemático emergético para evaluar la transición de sistemas productivos agrícolas en zonas subandinas, comparando escenarios de monocultivo (MON) y agroforestales (SAF). Se realizó un análisis cienciométrico de más de cien publicaciones indexadas, que permitió identificar tendencias, autores clave y vacíos de conocimiento en la aplicación del enfoque emergético a la sostenibilidad agrícola, evidenciando una escasa representación de ecosistemas subandinos. El modelo propuesto integra variables climáticas, edáficas y de manejo productivo, transformadas a energía solar equivalente (seJ) mediante factores de transformidad obtenidos de literatura especializada. A partir de estos flujos se calcularon los Índices Clave de Sostenibilidad Emergética (ICSE): EYR, ELR, ESI y %R. Los resultados demostraron que el sistema agroforestal presenta una mayor eficiencia transformativa, menor presión ambiental y mayor aprovechamiento de recursos renovables, en contraste con los monocultivos, caracterizados por su alta dependencia de insumos no renovables. Asimismo, se diseñó un algoritmo heurístico de decisión, basado en la teoría de sistemas y la modelación axiomática, que clasifica la sostenibilidad de cada sistema en tres categorías: favorable, condicional o no sostenible. Este instrumento ofrece un método replicable y adaptable para orientar transiciones agroecológicas fundamentadas en evidencia cuantitativa. En conjunto, los hallazgos confirman que la emergía constituye una herramienta robusta para analizar la complejidad energética y ecológica de los agroecosistemas, y que la transición hacia modelos agroforestales representa una vía efectiva hacia una agricultura resiliente, eficiente y sostenible en regiones subandinas.

Palabras clave

Emergía, Sostenibilidad agrícola, Sistemas agroforestales, Monocultivos, Modelación matemática, Zonas subandinas

Materias

Maestría en Desarrollo Sustentable y Gestión Ambiental -- Tesis y disertaciones académicas

Citación