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Ver el documento (formato PDF)   Barmak, Daniel Hernán.  "Rol de la movilidad humana sobre epidemias de dengue en ciudades con clima templado (Buenos Aires)"  (2015-06-02)
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
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Resumen:
El objetivo principal de esta tesis es explorar los efectos producidos sobre una epidemia vectorial debido a los patrones de desplazamiento humanos. En particular se trabaja con la dispersión del virus del Dengue, mediado por el mosquito Aedes aegypti, en una ciudad de clima templado como Buenos Aires. Los análisis se realizan mediante simulaciones numéricas, basadas en modelos computacionales de carácter estocástico y que tienen en cuenta la espacialidad explícitamente. La dinámica poblacional del Aedes aegypti está basada en un modelo preexistente, el cual tiene sólo dos parámetros ajustables: la temperatura ambiental y la densidad de sitios de cría. Sobre este modelo base, se superimpone una dinámica para la movilidad humana, basada en patrones de movilidad observados experimentalmente. Luego se acoplan estas dinámicas poblacionales para permitir la transmisión del virus entre ellas. En primera instancia, se analiza el efecto que produce la elección de los tiempos característicos de los estadios humanos frente al virus. En dichos análisis se considera que los humanos no tienen movilidad alguna. Se observa que la sensibilidad del tama˜no final (cantidad de recuperados totales), la probabilidad de ocurrencia y la duración de las epidemias con la distribución del período de latencia del virus en el humano es baja, sin embargo, el tiempo de aparición del primer caso secundario o también llamado tiempo de generación es sensible a la distribución elegida. Luego se procede a analizar el efecto de los patrones de movilidad humanos. Esto está motivado por la evidencia experimental de la existencia de m´ultiples focos de dispersión en epidemias de Dengue, característica ausente en el caso de modelar la difusión del virus por el vuelo de los mosquitos ´unicamente. La movilidad humana está modelada siguiendo evidencia experimental, la cual sugiere que la distribución de distancias recorridas por los individuos sigue distribuciones de Levy-flight. Los análisis espacio-temporales permiten concluir que la movilidad humana es esencial para la descripción de las epidemias y que los modelos que no la toman en cuenta, solamente permiten describir correctamente el comienzo de la epidemia, sin embargo no permiten predecir el tama˜no final de epidemia ya que lo subestima y no permite explicar adecuadamente la evolución espacio-temporal. Habiendo introducido la movilidad, se analizan posibles intervenciones de importancia en salud publica, destinadas a reducir el impacto de las epidemias. Se consideran básicamente tres estrategias: Restricción de movimiento, que consiste en restringir la movilidad de los individuos sintomáticos. Aislamiento, que los aísla de las picaduras de los mosquitos. Y en tercer lugar fumigaciones, que consisten en la disminución de mosquitos en ubicaciones infestadas. Se observa que la primera de las estrategias es totalmente inefectiva y se recomienda combinar el aislamiento y la fumigación para lograr una mayor eficiencia aún en casos de baja eficiencia individual. Para concluir se analizan sendas situaciones que contemplan escenarios mas heterogéneos espacial y temporalmente. Situaciones donde la densidad de humanos no es homogénea en toda la ciudad, ya sea por la existencia de zonas más densamente pobladas, o por la existencia de un hospital donde concurren los individuos infectados. Además se consideran situaciones donde la resolución temporal del movimiento humano y las picaduras de los mosquitos es mayor a la descripción mínima utilizada hasta este punto.

Abstract:
The main objective of this thesis is to explore the effects produced on a vector epidemic due to human movement patterns. In particular we work with the dispersal of the Dengue virus, mediated by the Aedes aegypti mosquito, on a city with temperate weather such as Buenos Aires. Analyses were performed using numerical simulations based on computer models of stochastic nature which explicitly take spatiality into account. The population dynamics of the Aedes aegypti is based on an existing model, which has only two adjustable parameters: ambient temperature, and breeding sites density. On top of this base model, a human dynamic is superimposed, based on experimentally observed mobility patterns. These populations dynamics are then coupled to allow transmission of the virus between them. At first, the effect of the choice of the characteristic times of the human stages on the virus is analyzed. In such analysis it is considered that humans do not have any mobility for simplicity. Final size epidemics (total recovered individuals), probability of occurrence, and duration of epidemics are observed to be mildly sensitive to the distribution of the human latent period, however the time of appearance of the first secondary case (also called generation time) is sensitive to the chosen distribution. Then we proceed to analyze the effect of human mobility patterns. This is motivated by the experimental evidence for the existence of multiple foci of dispersion in Dengue epidemics, feature absent in the case of modeling the spread of the virus by the mosquito flight only. Human mobility is modeled after experimental evidence, which suggests that the distribution of distances traveled by individuals follows Levy-flight distributions. The spatiotemporal analysis allow us to conclude that human mobility is essential for the description of the epidemics, and that the models that do not take it into account allow only properly describe the beginning of the epidemic, however can not predict the final size of an epidemic since underestimate it, and can not adequately explain the spatiotemporal evolution. Having introduced mobility, possible public health measures aimed at reducing the impact of epidemics are discussed. Basically three strategies are considered: Restriction of movement, which is to restrict the mobility of symptomatic individuals. Isolation, insulating them from mosquito bites. And last, mosquito spraying, consisting of mosquito abatement on infested locations. It is observed that the first of these strategies is entirely ineffective, and that it is advisable to combine the isolation and spraying for greater efficiency even in cases of low individual efficiency. To conclude some situations that include spatial and temporally more heterogeneous scenarios are analyzed. Scenarios where human density is not uniform throughout the city, either by the existence of more densely populated areas, or the existence of a hospital where infected individuals concur. We also consider scenarios where the temporal resolution of human movement and mosquito bites is greater than the minimum description used to this point.

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Registro:
Título : Rol de la movilidad humana sobre epidemias de dengue en ciudades con clima templado (Buenos Aires)     =    Role of human mobility on Dengue epidemics in temperate climate cities (Buenos Aires)
Autor : Barmak, Daniel Hernán
Director : Dorso, Claudio O.
Director Asistente : Otero, Marcelo
Consejero : Sassot, Rodolfo
Jurados : Mindlin, Gabriel  ; Fabricius, Gabriel  ; Vázquez, Federico
Año : 2015-06-02
Editor : Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
Filiación : Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Departamento de Física (DF)
Grado obtenido : Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Ciencias Físicas
Ubicación : Preservación - http://digital.bl.fcen.uba.ar/gsdl-282/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=tesis&d=Tesis_5678_Barmak
Idioma : Español
Area Temática : Física / Física Estadística
Palabras claves : DENGUE; EPIDEMIOLOGIA; MOVILIDAD HUMANA; SALUD PUBLICA; MODELADO ESPACIAL; DENGUE; EPIDEMIOLOGY; HUMAN MOBILITY; PUBLIC HEALTH; SPATIAL MODELING
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