Caracterización ambiental de la cobertura urbana para evaluar la distribución de ovitrampas de monitoreo de Aedes aegypti

Abstract

Aedes aegypti es el principal vector de los virus del dengue, chikungunya y zika, que juntos han provocado en la última década la mayor tasa de enfermedad y mortalidad entre los virus emergentes y/o re-emergentes en las Américas. La vigilancia vectorial constituye una herramienta clave para la prevención y el control de estas enfermedades. En este contexto, una adecuada distribución de sensores de oviposición dentro de una ciudad proporcionará información oportuna y precisa para orientar las acciones de salud pública. Bajo el supuesto de que la variabilidad ambiental determinará diferentes probabilidades de presencia y actividad de los mosquitos, el objetivo de esta tesis fue caracterizar la cobertura urbana de la ciudad de Córdoba teniendo en cuenta cuatro criterios de organización espacial (barrios, radios censales, polígonos de salud y grilla) para determinar una distribución óptima de la red de ovitrampas en función de la variabilidad ambiental y que a la vez considere el riesgo potencial de transmisión de dengue. Para ello, primero se clasificó una imagen de muy alta resolución (VHR) a partir de dos enfoques supervisados: uno basado en píxeles con Google Earth Engine y otro basado en objetos (GEOBIA) con GRASS GIS. A continuación, se estimaron varias métricas de paisaje y se realizó un análisis de agrupamiento o clustering con k-means para determinar grupos de polígonos ambientalmente similares sobre la ciudad. Tras diferentes pruebas, se definieron 3 clusters para los barrios, 4 para los radios y grilla y 5 para los polígonos de salud. Por último, distribuimos 150 ovitrampas sobre la ciudad en función de los grupos ambientales definidos y comparamos esta distribución con la utilizada por el Ministerio de Salud (arbitraria), una aleatoria, una en función de la incidencia de dengue y otra sistemática. Se observó que la distribución de sensores utilizada por el Ministerio de Salud es la de menor representación ambiental de la ciudad para todos los criterios de organización. En cambio, las distribuciones estratificadas por clusters e incidencia a nivel de radios censales y polígonos de salud fueron las mejores opciones ya que cubren adecuadamente la variabilidad ambiental detectada sobre la ciudad y consideran los casos de dengue del brote pasado. Como propuestas futuras, podrían analizarse los tiempos de recorridos y rutas para llegar a cada sitio, con el fin de diseñar un sistema más operativo para los técnicos encargados de la distribución y revisión semanal de ovitrampas.

Aedes aegypti is the main vector of Dengue, Chikungunya and Zika viruses, which together have caused the highest rate of disease and mortality among emerging and/or re-emerging viruses in the Americas in the last decade. Vector surveillance is a key tool for prevention and control of these diseases. In this context, a proper distribution of sensors within a city will provide timely and precise information to guide public health actions. Under the assumption that environmental variability will determine different probabilities of mosquito presence and activity, the objective of this thesis was to characterise the urban coverage of Córdoba city taking into account four spatial organisation criteria (neighbourhoods, census tracts, health polygons and grid) in order to determine an optimal distribution of the ovitrap network according to environmental variability while considering the potential risk of dengue transmission. For this, a very high resolution (VHR) image was first classified using two supervised approaches: a pixel-based approach with Google Earth Engine and an object-based (GEOBIA) approach with GRASS GIS. Then, several landscape metrics were estimated and performed a k-mean clustering to determine groups of environmentally similar polygons over the city. After different tests, 3 clusters were defined for neighbourhoods, 4 for census tracts and grid and 5 for health polygons. Finally, we distributed 150 ovitraps over the city according to the defined environmental clusters and compared this distribution with the one used by the Ministry of Health (arbitrary), a random one, one according to dengue incidence and a systematic one. It was observed that the sensor distribution used by the Ministry of Health is the least environmentally representative of the city for all organisational criteria. In contrast, the distributions stratified by clusters and incidence at the level of census tracts and health polygons were the best options since they adequately cover the environmental variability detected over the city and consider the dengue cases of the past outbreak. As future proposals, the travel times and routes to reach each site could be analysed in order to design a system more operative for the technicians in charge of the distribution and weekly revision of ovitraps.