Análisis de procesos epidemiológicos mediante modelos matemáticos: aplicación a la seguridad alimentaria
- Autores: Joan Josep Poveda Giner
- Directores de la Tesis: Elena Sánchez Juan (dir. tes.), María Jesús Pagán Moreno (dir. tes.), Begoña Canto Colomina (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat Politècnica de València ( España ) en 2022
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: María Estrella Sayas Barberá (presid.), Alicia Herrero Debón (secret.), Liliana Haydee Lound Romani (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ciencia, Tecnología y Gestión Alimentaria por la Universitat Politècnica de València
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: RiuNet
- Resumen
Actualmente existe una clara concienciación de la población por la sostenibilidad, el cuidado del medio ambiente y el bienestar animal. Pero, además los consumidores exigen alimentos seguros lo que implica a toda la cadena productiva empezando por la producción primaria. Un adecuado control de las enfermedades transmisibles a este nivel es uno de los pilares fundamentales de la seguridad alimentaria junto con el control en el momento del sacrificio, procesado y distribución.
En esta tesis se plantea la utilización de herramientas matemáticas que permitan optimizar el uso de las medidas de bioseguridad, de implantación general en granjas de aves, como son la vacunación, la limpieza y desinfección, y la detección y eliminación de animales infectados. Esto con la fi nalidad de lograr una producción libre de infección y por lo tanto evitar el sacrificio temprano de los animales.
De esta forma, se puede contribuir a la sostenibilidad de las granjas. Además, de garantizar la inocuidad de los alimentos a nivel de la producción primaria. Así se ha estudiado el comportamiento de un modelo matemático estructurado que incorpora la contaminación del medio ambiente como un modo indirecto de transmisión de la enfermedad, centrándose en el análisis de un brote de Salmonella en una granja de pollos. Las variables consideradas han sido: individuos susceptibles e infectados y la cantidad de bacterias acumuladas en el recinto (sistema (SIB), y se considera la reposición de los individuos muertos de forma que el tamaño de la población es el mismo en cualquier etapa. El sistema se considera dinámico y no lineal, en tiempo discreto y por ello su modelización se basa en ecuaciones en diferencias. Se ha analizado el comportamiento del sistema alrededor de los puntos de equilibrio a) libre de enfermedad y b) endémico.
Tras el análisis del proceso se ha obtenido el número reproductivo básico R0. Este número indica el comportamiento de la enfermedad, ya que si R0 es menor que la unidad, la enfermedad tiende a desaparecer pero en caso contrario la enfermedad permanece endémica o puede llegar a crecer. El resultado obtenido del modelo indica que R0 es menor que uno, si y sólo si, la población se mantiene por debajo de cierto valor umbral, lo que permite tener la enfermedad controlada hacia su desaparición.
También, se han estudiado tres modelos para conseguir redirigir la evolución de la enfermedad hacia su desaparición considerando las siguientes medidas: a) vacunación, b) limpieza y desinfección periódica y c) análisis y eliminación periódica de individuos infectados. Los objetivos a alcanzar con el modelo propuesto fueron que la vacunación redujese la incidencia de la enfermedad entre los sujetos susceptibles y determinar su impacto sobre la incidencia. Respecto a la desinfección del recinto y la eliminación de infectados, el objetivo ha sido construir, en cada caso, un nuevo sistema dinámico con coefi cientes periódicos que representase matemáticamente la estrategia de acción periódica elegida. La fi nalidad ha sido optimizar el número de etapas que se puede estar sin actuar sobre el proceso y manteniéndose este estable, es decir con el número reproductivo básico menor que la unidad. Y, por último, se han comparado ambas estrategias, en base a sus periodos máximos.
Los resultados obtenidos indican que, respecto a la efectividad de la vacunación, el nuevo número reproductivo básico es función de la tasa de vacunación y de la tasa de efectividad de la vacuna. Si el proceso transcurre con un número reproductivo básico muy alto se requiere vacunar a un mayor número de individuos. Además, cuanto más efectiva sea la vacuna la tasa de vacunación se puede reducir. Para el modelo de impacto la vacunación, se ha indicado que la tasa de vacunación en los programas de vacunación se reduce si el impacto de ésta es positivo reduciendo la tasa de contagios entre los vacunados respecto a la de los susceptibles.
