En las cadenas de suministro agrícola, el poder de negociación desigual a menudo conduce a la desigualdad económica, particularmente para los agricultores. El enfoque de distribución justa de beneficios (FPD) ofrece una solución al optimizar los flujos de la cadena de suministro (materiales, información y dinero) para promover la equidad económica entre los miembros. Sin embargo, nuestra revisión de la literatura destaca una brecha en la aplicación del enfoque FPD al problema de localización y asignación de instalaciones en el diseño de redes de cadenas de suministro (SCND), particularmente en las cadenas de suministro de biocombustibles derivados de la caña de azúcar. En consecuencia, proponemos un modelo de optimización multiperiodal basado en FPD para diseñar una cadena de suministro de biocombustibles de caña de azúcar. La metodología implica cuatro pasos: construir un modelo conceptual, desarrollar un modelo matemático, diseñar una estrategia de solución y generar conocimientos. Este modelo considera tanto las fases de inversión (desarrollo de cultivos, construcción de biorefinerías) como las fases operativas a lo largo de un horizonte de planificación a largo plazo, centrándose en la ubicación de las granjas y la asignación de cultivos. Al comparar el modelo FPD con un enfoque de cadena de suministro de planificación centralizada (CSC), examinamos el impacto del horizonte de planificación, el número de granjas y los precios de la caña de azúcar pagados por las biorefinerías en el rendimiento financiero. Si bien el modelo FPD resulta en menores beneficios generales del sistema, fomenta un escenario económico más justo para los agricultores. Este estudio contribuye a la justicia económica en las cadenas de suministro y ofrece conocimientos para promover el comercio justo entre las partes interesadas.