Autor: CUENCA ENRIQUE, Carlos
Título: Aplicación de tecnologías digitales en proyectos de electrificación rural en países en desarrollo: estudio teórico y validación empírica para fortalecer la sostenibilidad
Fecha: 2025
Materia: ---
Escuela: E.T.S. DE INGENIEROS INDUSTRIALES
Departamento: INGENIERIA DE ORGANIZACION, ADMINISTRACION DE EMPRESAS Y ESTADISTICA
Acceso electrónico: https://oa.upm.es/91914/
Director/a(s):
- Director/a: IGLESIAS PRADAS, Santiago
- Director/a: RÍO CARAZO, Laura del
Resumen: Rural electrification is essential for achieving Sustainable Development Goal number 7 (SDG 7), which seeks to ensure universal access to affordable, reliable, sustainable, and modern energy by 2030. Although significant progress in global electrification has been made in recent decades, substantial challenges remain, particularly in isolated rural areas of developing countries, commonly known as "last mile" regions. In these contexts, conventional solutions based on expanding the electrical grid are often unfeasible due to geographic dispersion, high operational costs, and low energy demand. Given this issue, this doctoral thesis analyzes the potential of digitalization as a key tool for comprehensively improving the sustainability (economic, social, technical, institutional, and environmental) of rural electrification projects. The research adopts a sequential adaptive mixed methodology, beginning with an extensive systematic review of international literature, followed by specific empirical studies conducted in rural communities in Panama. The systematic review identifies and critically analyzes 21 key factors influencing the sustainability of these projects, highlighting fundamental aspects such as economic viability, technological adaptation to specific contexts, social appropriation of technological solutions, effective community participation, and the existence of robust institutional frameworks. These often interrelated factors form the basis for constructing comprehensive interventions that ensure the long-term success of projects. In the empirical phase, the thesis explores, through two specific case studies, how certain digital solutions can address critical issues identified in the systematic review. The first case addresses the implementation of mobile payment systems adapted to users at the bottom of the pyramid (BoP) in the Ngäbe-Buglé indigenous region, Panama. Here, the use of the Analytical Hierarchy Process (AHP) is analyzed to select the most appropriate technology based on specific technical, economic, and social criteria relevant to the rural context. The second case examines the implementation of a hybrid remote monitoring solution for Solar Home Systems (SHS), evaluating its performance under adverse conditions of limited connectivity and its capacity to optimize the operational management of isolated energy systems. The results demonstrate that digitalization, when properly contextualized and carefully adapted to local realities, significantly improves the overall sustainability of projects. Particularly highlighted is the critical relevance of active participation from beneficiary communities, local technical and operational training, and effective integration with existing institutional structures. Finally, the research proposes an innovative analytical model called the "Digital-Financial-Operational Triangle," which synthesizes and connects these essential dimensions, providing a conceptual and practical tool for designing, implementing, and evaluating more sustainable and resilient interventions. This study not only expands and deepens academic knowledge on rural electrification but also provides practical recommendations for public policy designers, international development cooperation organizations, NGOs, and energy sector companies. Thus, it aims to significantly contribute to the design and implementation of more effective, sustainable, and inclusive rural energy projects in vulnerable contexts. RESUMEN La electrificación rural es esencial para alcanzar el Objetivo de Desarrollo Sostenible número 7 (ODS 7), que busca garantizar el acceso universal a una energía asequible, segura, sostenible y moderna antes de 2030. Aunque en las últimas décadas se han logrado avances significativos en la electrificación mundial, persisten importantes desafíos, especialmente en zonas rurales aisladas de países en desarrollo, conocidas comúnmente como áreas de "última milla". En estos contextos, las soluciones convencionales basadas en la expansión de la red eléctrica resultan frecuentemente inviables por la dispersión geográfica, los elevados costos operativos y la escasa demanda energética. Frente a esta problemática, la presente tesis doctoral analiza el potencial de la digitalización como herramienta clave para mejorar de manera integral la sostenibilidad (económica, social, técnica, institucional y medioambiental) de los proyectos de electrificación rural. La investigación adopta una metodología mixta secuencial adaptativa que incluye una exhaustiva revisión sistemática de la literatura internacional, seguida por estudios empíricos específicos realizados en comunidades rurales de Panamá. La revisión sistemática identifica y analiza críticamente 21 factores clave que condicionan la sostenibilidad de estos proyectos, destacando aspectos fundamentales como la viabilidad económica, la adecuación tecnológica a contextos específicos, la apropiación social de las soluciones tecnológicas, la capacidad de participación comunitaria efectiva y la existencia de marcos institucionales sólidos. Estos factores, frecuentemente interrelacionados, constituyen la base para construir intervenciones integrales que aseguren el éxito a largo plazo de los proyectos. En la fase empírica, la tesis explora a través de dos casos de estudio específicos cómo ciertas soluciones digitales pueden resolver problemas críticos identificados en la revisión sistemática. El primer caso aborda la implementación de sistemas de pago móvil adaptados a usuarios ubicados en la base de la pirámide (BoP) en la comarca indígena Ngäbe-Buglé, Panamá. Aquí se analiza el uso del Proceso Analítico Jerárquico (AHP) para seleccionar la tecnología más adecuada según criterios técnicos, económicos y sociales específicos del contexto rural. El segundo caso estudia la implementación de una solución híbrida de monitorización remota para Sistemas Solares Domiciliarios (SHS), evaluando su desempeño en condiciones adversas de conectividad limitada y su capacidad para optimizar la gestión operativa de los sistemas energéticos aislados. Los resultados obtenidos demuestran que la digitalización, cuando es contextualizada adecuadamente y se adapta cuidadosamente a las realidades locales, mejora significativamente la sostenibilidad integral de los proyectos. En particular, se destaca la relevancia crucial de la participación activa de las comunidades beneficiarias, la capacitación técnica y operativa a nivel local, y la integración efectiva con estructuras institucionales existentes. Finalmente, la investigación propone un modelo analítico innovador, denominado "Triángulo Digital-Financiero-Operacional", que sintetiza y vincula estas dimensiones esenciales, proporcionando una herramienta conceptual y práctica para diseñar, implementar y evaluar intervenciones más sostenibles y resilientes. Este estudio no solo amplía y profundiza el conocimiento académico sobre la electrificación rural, sino que además ofrece recomendaciones prácticas dirigidas a diseñadores de políticas públicas, organizaciones internacionales de cooperación al desarrollo, ONGs y empresas del sector energético. De esta manera, se espera contribuir significativamente al diseño e implementación de proyectos energéticos rurales más efectivos, sostenibles e inclusivos en contextos vulnerables.