Modelado de la relación entre variables ambientales y el índice pupa/persona del mosquito Aedes aegypti (Diptera: Culicidae) en el departamento del Cauca, Colombia

Abstract

El aumento en la diseminación-abundancia de vectores y en la incidencia de enfermedades transmitidas por estos, se ve directamente influenciado por las alteraciones en las variables ambientales (temperatura, precipitación y humedad relativa). Dichas variaciones en el clima, se relacionan con el aumento de la temperatura superficial media de la tierra producto del calentamiento global. Para el caso del mosquito Aedes aegypti, vector transmisor de enfermedades de importancia en salud pública, aumentaría la expansión geográfica en la medida que aumente la temperatura global. El objetivo del estudio fue analizar la distribución espacial del mosquito Aedes aegypti, a partir de la transformación del índice entomológico pupa/persona y su relación con variables climáticas principales y derivadas (temperatura, humedad relativa, precipitación, índice de Lang) y geográficas (altitud latitud y longitud) en tres periodos de rezago temporal definidos de acuerdo con el ciclo de vida del mosquito (sin rezago temporal, rezago de cinco días y de siete días). La vigilancia de la Secretaría de Salud Departamental del Cauca, se realiza en 34 de los 42 municipios en total, los ocho municipios restantes hasta la fecha del 2017 se encontraron negativos: Almaguer, Jambaló, La Vega, Puracé, San Sebastián, Silvia, Sotará y Totoró. En los 34 municipios, se ubicaron geográficamente 394 puntos entre los cuales se encuentran barrios, veredas, corregimientos y un resguardo indígena. La información climática diaria (precipitación, temperatura mínima y máxima) se obtuvo del Sistema de Monitoreo de Inundaciones y Sequías de América Latina y el Caribe de la Universidad de Princeton. El cálculo de la temperatura media y del porcentaje de humedad relativa se realizó según la metodología de Allen et al 2006. Se realizó la clasificación climática del área de estudio a través del diagrama Ombrotérmico o índice de Gaussen y el índice Lang. El modelo de regresión lineal múltiple incluyó a la georreferenciación de los puntos de muestreo dentro del conjunto de variables explicativas y a la nueva variable transformada del índice pupa/persona que se caracteriza por oscilar entre cero y 0,49. Las variables explicativas que según el modelo explican de mejor manera el índice pupa/persona fueron: la latitud, el índice Lang, la altitud, las temperaturas sin rezago temporal y con rezago temporal de cinco días: temperatura máxima, mínima y media.

Adicionalmente, se realizó una regresión lineal simple (R2 de 0,97) entre los valores de las temperaturas sin rezago temporal (máxima, media y mínima) que fueron significativas en el modelo y los registros de la altitud de los 394 puntos geográficos, y con el fin de predecir los valores de las temperaturas sin rezago temporal (máxima, media y mínima), incluyendo el incremento del +2,15°C, que se espera aumente en la región del pacífico para finales del siglo según el Escenario Ensamble Promedio (2071-2100) de cambio climático del IDEAM, para el Modelo Digital de Elevación (MDE) del área de estudio. Finalmente, tomando como base el rango de la temperatura promedio que caracteriza a las regiones de Colombia donde se presenta transmisión endémica de dengue se clasificaron los valores de la temperatura promedio obtenidos de la siguiente forma: temperaturas inferiores a los 15,90°C (bajo riesgo), como riesgo moderado al rango definido entre los 15,90°C - 17,9°C, y el rango comprendido entre los 17,90°C y los 26,60°C fue clasificado con un alto riesgo. Con estos niveles se clasificaron las regiones geográficas para las superficies de interpolación de la temperatura del año 2017 y de su respectivo incremento de 2,15°C. Encontrándose, que el nivel de riesgo clasificado como bajo corresponde en su mayoría a la región geográfica que representa la Cordillera Central de los Andes, zona donde se encuentran parte de los municipios negativos para el año 2017 (Silvia, Totoró, La Vega, Almaguer, Jambaló, San Sebastián, Sotará y Puracé), y es allí donde se observa que para final de siglo se presentaría la mayor disminución del área clasificada sin riesgo y cómo las regiones aledañas a esta Cordillera pasarían a ser consideradas de un riesgo moderado a un riesgo alto. Por tales razones, se sugiere generar protocolos de muestreo y de análisis, donde se incluya el índice de pupas, datos de variables climáticas, meteorológicas, y la distribución espacial del vector para tener una mejor aproximación del nivel de riesgo en regiones geográficas con o sin presencia del vector y de esta manera contribuir en la prevención y el control de las enfermedades que transmiten estos. (Texto tomado de la fuente)

The increase in the dissemination-abundance of vectors and in the incidence of vector- borne diseases is directly influenced by changes in environmental variables (temperature,

precipitation and relative humidity). These variations in climate are related to the increase in the average surface temperature of the earth as a result of global warming. In the case of the Aedes aegypti mosquito, a vector that transmits diseases of public health importance, geographical expansion will increase as global temperature rises. The objective of the study was to analyze the spatial distribution of the Aedes aegypti mosquito, based on the transformation of the pupae/person entomological index and its relationship with main and derived climatic variables (temperature, relative humidity, precipitation, Lang index) and geographic variables (altitude, latitude and longitude) in three time lag periods defined according to the mosquito's life cycle (no time lag, five-day lag and seven-day lag). Surveillance by the Secretaría de Salud del Cauca, is conducted in 34 of the 42 municipalities in total, the remaining eight municipalities to date in 2017 were found negative: Almaguer, Jambaló, La Vega, Puracé, San Sebastián, Silvia, Sotará and Totoró. In the 34 municipalities, 394 points were geographically located among which are neighborhoods, villages, townships and an indigenous reservation. Daily climatic information (precipitation, minimum and maximum temperature) was obtained from the Flood and Drought Monitoring System for Latin America and the Caribbean of Princeton University. The average temperature and relative humidity percentage were calculated according to the methodology of Allen et al. 2006. The climatic classification of the study area was carried out using the Ombrothermic diagram or Gaussen index and the Lang index. The multiple linear regression model included the georeferencing of the sampling points within the set of explanatory variables and the new transformed variable of the pupae/person index, which is characterized by a range between zero and 0,49. The explanatory variables that, according to the model, best explained the pupae/person index were: latitude, Lang index, altitude, temperatures without time lag and with a time lag of five days: maximum, minimum and mean temperature. In addition, a simple linear regression (R2 of 0,97) between the values of the temperatures without time lag (maximum, mean and minimum) that were significant in the model and the altitude records of the 394 geographical points, and in order to predict the values of the temperatures without time lag (maximum, mean and minimum), including the increase of +2,15°C, which is expected to increase in the Pacific region by the end of the century according to the Average Ensemble Scenario (2071-2100) of climate change of the IDEAM, for the Digital Elevation Model (DEM) of the study area. Finally, based on the average temperature range that characterizes the regions of Colombia where endemic dengue transmission occurs, the average temperature values obtained were classified as follows: temperatures below 15,90°C (low risk), as moderate risk the range defined between 15,90°C – 17,9°C, and the range between 17,90°C and 26,60°C was classified as high risk. With these levels, the geographic regions were classified for the interpolation surfaces of the 2017 temperature and its respective 2,15°C increase. It was found that the level of risk classified as low corresponds mostly to the geographical region represented by the Cordillera Central de los Andes, an area where part of the negative municipalities for 2017 are located (Silvia, Totoró, La Vega, Almaguer, Jambaló, San Sebastián, Sotará and Puracé), and it is there where it is observed that by the end of the century there would be the greatest decrease in the area classified without risk and how the regions bordering this mountain range would be considered from moderate to high risk. For these reasons, it is suggested to generate sampling and analysis protocols that include the pupae index, data on climatic and meteorological variables, and the spatial distribution of the vector in order to have a better approximation of the level of risk in geographical regions with or without the presence of the vector and thus contribute to the prevention and control of the diseases transmitted by them.