Controle do mosquito Aedes aegypti utilizando modelos entomológico e epidemiológico dependentes de variáveis climáticas

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dc.contributor.advisorCardoso, Rodrigo Tomás Nogueira
dc.contributor.advisor-coFernandes, José Luiz Acebal
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/5174842920583671
dc.contributor.authorVasconcelos, Amália Soares Vieira de
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/6761973511780975
dc.contributor.refereeCardoso, Rodrigo Tomás Nogueira
dc.contributor.refereeFernandes, José Luiz Acebal
dc.contributor.refereeDias, Cláudia Mazza
dc.contributor.refereeCunha, Maria da Consolação Magalhães
dc.contributor.refereeFaria, Allbens Atman Picardi
dc.contributor.refereeWanner, Elizabeth Fialho
dc.date.accessioned2025-04-02T13:07:27Z
dc.date.available2025-04-02T13:07:27Z
dc.date.issued2022-03-24
dc.description.abstractAs arboviroses, doenças transmitidas por artrópodes, tornaram-se um grande desafio para os gestores de saúde pública. Dentre elas, a Organização Mundial da Saúde destaca a dengue como a responsável por centenas de milhares de infecções por ano em todo o mundo. Como não há um tratamento específico para a doença e nem vacina eficiente e sem restrições para uso em massa, a melhor opção são as medidas para combater o vetor, o mosquito Aedes aegypti. Por isso, este trabalho propõe o estudo da evolução das populações do vetor por meio de simulações computacionais com o objetivo de minimizar a quantidade de inseticidas, observando, ainda, o custo financeiro. Além disso, procura-se reduzir o custo social demandado para tratamento de doentes. Para isso, dois estudos de caso distintos foram feitos. Primeiramente, considerou-se um modelo entomológico com parâmetros dependentes da temperatura e da precipitação. Por meio de um ajuste pela raiz do erro quadrático médio, o modelo foi calibrado com dados reais de fêmeas do vetor capturadas em armadilhas no Município de Lavras, Minas Gerais. Em seguida, foram construídos três cenários de testes de aplicação de inseticidas utilizando a técnica de controle ótimo. Os cenários permitiram a aplicação do controle durante 91 dias, variando as estações do ano em que normalmente ocorre a maior quantidade de casos de dengue. Dessa forma, o cenário I consistiu na aplicação durante os primeiros dias do verão; o cenário II, na primavera; e, por fim, o cenário III foi uma combinação entre a primavera e o verão. Os resultados encontrados sugerem que, dentre os três cenários, a melhor opção a ser colocada em prática é o controle integrado realizado no cenário III. A segunda parte deste trabalho envolveu a proposta de um modelo epidemiológico dependente da temperatura, precipitação e umidade e que levasse em consideração as infecções sintomáticas e assintomáticas de dengue. Para calibração do modelo, foram usados os dados reais de humanos infectados sintomáticos nos anos mais epidêmicos do Município de Belo Horizonte, Minas Gerais. Os dados indicam que as ações de controle já realizadas no município não são suficientes para garantir que o limiar de infestação seja pequeno o bastante para evitar uma epidemia. Assim, foi apresentada uma proposta de controle adicional com o uso de larvicida, adulticida e bloqueio de transmissão. A principal contribuição do trabalho é o estudo do custo monetário real que as ações de combate ao vetor demandam versus o custo hospitalar por infectado confirmado. Dessa forma, via otimização mono-objetivo e multiobjetivo, os resultados foram discutidos, concluindo-se que quantidades discretas de controle adicional já são suficientes para reduzir o custo financeiro que seria necessário para tratamento hospitalar. Os dois estudos de caso demonstram que este trabalho é de grande valia para auxiliar os gestores de saúde a planejarem as ações de controle e combate ao Aedes aegypti.
dc.description.abstractotherArboviruses, diseases transmitted by arthropods, have become a significant challenge for public health managers. The World Health Organization highlights dengue as responsible for hundreds of thousands of infections worldwide annually. As there is no specific treatment for the disease and no efficient and unrestricted vaccine for mass use, the best option is the measures to combat the vector, the Aedes aegypti mosquito. Therefore, this work proposes the study of the evolution of vector populations through computer simulations to minimize the amount of insecticides, observing the financial cost. In addition, it seeks to reduce the social cost demanded for treating patients. For this, we did two different case studies. First, we consider an entomological model with parameters dependent on temperature and rainfall. We calibrated the model with real data from females of the vector captured in traps in the city of Lavras, Minas Gerais, by a root-mean-square error adjustment. Then, we performed three test scenarios for insecticide application using the optimal control technique. The scenarios allowed the application of control for 91 days, varying the seasons in which the highest number of dengue cases usually occurs. Thus, scenario 1 consists of application during the first days of summer, followed by scenario 2 in spring, and, finally, scenario 3 is a mix between spring and summer. The results suggest that, among the three scenarios, the best option to be put into practice is the integrated control carried out in scenario 3. The second part of this work involved proposing an epidemiological model dependent on temperature, rainfall, and humidity, considering symptomatic and asymptomatic dengue infections. For model calibration, we used real data from symptomatic infected humans in the most epidemic years in the city of Belo Horizonte, Minas Gerais. Data indicate that more than the control actions already carried out is needed in the city to guarantee that the infestation threshold is small enough to prevent an epidemic. Thus, we proposed an additional control proposal using larvicide, adulticide, and Ultra Low Volume spraying. The work’s main contribution is studying the real monetary cost of the actions to combat the vector demand versus the hospital cost per confirmed infected. Thus, via mono-objective and multiobjective optimization, the results were discussed, concluding that discrete amounts of additional control are already sufficient to reduce the previously-required financial cost for hospital treatment. The two case studies show that this work is of great value in helping health managers to planactions to control and combat the Aedes aegypti mosquito.
dc.identifier.urihttps://repositorio.cefetmg.br//handle/123456789/1076
dc.language.isopt
dc.publisherCentro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais
dc.publisher.countryBrasil
dc.publisher.initialsCEFET-MG
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Modelagem Matemática e Computacional
dc.subjectAedes
dc.subjectControle (teoria de controle e sistemas)
dc.subjectOtimização
dc.subjectModelos numéricos de otimização
dc.subjectModelos matemáticos
dc.titleControle do mosquito Aedes aegypti utilizando modelos entomológico e epidemiológico dependentes de variáveis climáticas
dc.typeTese

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