[Introduction]: This study proposes advances in modeling and analysis of socio-natural systems as a result of public policies on the environment and sustainable development. [Objective]: Present a formal systemic proposal for modeling socio-natural systems in a strategic decision-making framework. [Methodology]: Based on the symbols of signed digraphs, the study offers a group of elements to analyze socio-natural model systems geared towards a prospective analysis of diverse intervention scenarios applied to the systems. New quantitative metrics are also presented to evaluate the dynamic role of the variables comprising the socio-natural systems. The energy-territory sustainability system of the Coquimbo Region in Chile is used as a case study, and the expected performance of alternative environmental management actions is evaluated on a comparative basis. [Results]: Results suggest that intervention/management actions planned based on the new metrics presented here were particularly effective in modeling scenarios projected. [Conclusions]: Qualitative structural modeling is suitable for representing and analyzing socio-natural systems, exhibiting operational advantages to support decision-making.[Introducción]: Este artículo propone avances en la modelización y el análisis de los sistemas socio-naturales objeto de las políticas públicas en medio ambiente y desarrollo sustentable. [Objetivo]: Presentar una propuesta de modelización sistémica formal de sistemas socio-naturales en contextos de decisión estratégicos. [Metodología]: Basados en el lenguaje de los digrafos signados, presentamos un conjunto de elementos de sistemas socio-naturales modelizados, orientados al análisis prospectivo de la aplicación de diversos escenarios de intervención. Mostramos también un conjunto de nuevas métricas cuantitativas para evaluar el rol dinámico de las variables componentes del sistema socio-natural. Se toma como caso de estudio el sistema de sustentabilidad de energía en el territorio de la región de Coquimbo, Chile, y se evalúa comparativamente el desempeño esperado de medidas de gestión ambiental. [Resultados]: Los resultados de este estudio sugieren que las medidas de intervención/gestión planificadas en función de las nuevas métricas presentadas en este artículo, resultan eficaces de acuerdo con los escenarios proyectados por la modelización. [Conclusiones]: La modelización estructural cualitativa es adecuada para representar y analizar sistemas socio-naturales, lo que exhibe ventajas operativas para apoyar la toma de decisiones.[Introdução]: Este artigo propõe avanços na modelagem e na análise dos sistemas socionaturais, objeto das políticas públicas em meio ambiente e desenvolvimento sustentável. [Objetivo]: Apresentar uma proposta de modelagem sistêmica formal de sistemas socionaturais em contextos de decisão estratégicos. [Metodologia]: Baseados na linguagem dos dígrafos marcados, apresentamos um conjunto de elementos de sistemas socionaturais modelados, orientados à análise prospectiva da aplicação de diversos cenários de intervenção. Mostramos também um conjunto de novas métricas quantitativas para avaliar a função dinâmica das variáveis componentes do sistema socionatural. Toma-se como caso de estudo o sistema de sustentabilidade de energia no território da região de Coquimbo, no Chile, e avalia-se comparativamente o desempenho esperado das medidas de gestão ambiental. [Resultados]: Os resultados deste estudo sugerem que as medidas de intervenção/gestão planejadas em função das novas métricas apresentadas neste artigo são eficazes, de acordo com os cenários projetados pela modelagem. [Conclusões]: A modelagem estrutural qualitativa é adequada para representar e analisar sistemas socionaturais, exibindo vantagens operativas para apoiar a tomada de decisões.