Sistema de monitoreo remoto escalable para control de artrópodos de importancia agrícola y sanitaria
Esta nueva propuesta pretende mejorar sustancialmente las trampas detectoras desde el punto de vista tecnológico, posibilitando, también, la detección de otras plagas y previendo la instalación masiva a nivel regional, abaratando los costos de producción. Es un Proyecto de investigación aplicada, cofinanciado por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología – Conacyt; adjudicado al Centro para el Desarrollo de la Investigación Científica – CEDIC. Institución asociada: Facultad Politécnica de la UNA, FP-UNA.
Por: Federico Gaona
Este proyecto es la continuación de otro, denominado: "Detección precoz de insectos vectores de la enfermedad de Chagas mediante trampas cebadas con sistemas automatizados y de lenta liberación" (14-INV-037, Proyecto de investigación asociativa, cofinanciado por Conacyt), en donde el CEDIC fue la responsable por la provisión de la feromona, la determinación de la trampa y los lugares para las pruebas de campo. Por su parte, la FP-UNA desarrolló el sistema de lenta liberación de feromonas mediante pastillas porosas de caolín, así como el diseño y desarrollo de sensores para la detección automatizada de Triatoma infestans (vinchucas), a distancia.
Mediante este proyecto, se probó un sistema de alerta temprana remota básica para Triatoma infestans en una localidad indígena, empleando sensores fotoeléctricos, sistemas de comunicación y feromona atractante.
Ahora, se pretende mejorar dicho sistema de trampas, hacerlas más robustas, menos costosas, más autónomas y, por sobre, todo flexible (que pueda adecuarse a diversas plagas similares) y escalable (pensando en toda una región que comprende varios países como zona de vigilancia).
Con esta propuesta se proyecta, además, obtener un mejor criterio para la selección de los puntos específicos en dónde situar las trampas (tales como localización y distancias de separación) de acuerdo con el desenvolvimiento natural de la plaga que se desea vigilar. Esta nueva propuesta pretende mejorar sustancialmente las trampas detectoras desde el punto de vista tecnológico, posibilitando también la detección de otras plagas y previendo la instalación masiva a nivel regional, abaratando los costos de producción.
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| Simulación de montaje de placa electrónica diseñada en la caja detectora |
Actualmente, en el mundo se han desarrollado numerosas trampas para plagas artrópodos en distintas formas y con distintas tecnologías incorporadas. Muchas de ellas, son muy complejas, otras, muy específicas; otras son meramente teóricas y, la mayoría, no contempla un sistema como tal, completo y autónomo para vigilancia remota.
Las fases del proyecto
Como punto de partida para el diseño de los nuevos sistemas, se considerará el estado del arte de las trampas para artrópodos: vistas en artículos científicos, patentes y proyectos anteriores similares.
Se realizarán diseños, montajes, desarrollos, fabricaciones y pruebas aisladas en laboratorio. Luego, pruebas con insectos vivos en ambiente controlado y preparado (simulando un ambiente natural para dichos insectos).
Se observarán los comportamientos de los insectos artrópodos con las trampas automatizadas, se realizarán ajustes correspondientes en función a los resultados parciales obtenidos de las observaciones.
Con dichos resultados también se realizarán estudios teóricos para determinar valores aproximados de fabricación en masa o en serie de las trampas detectoras y sistemas de comunicación remota, pensando en su eventual implementación a nivel regional por los Gobiernos y Empresas.
Los sitios de trabajo
Los trabajos iniciales y de campo serán llevados a cabo en los laboratorios del CEDIC, en Asunción y de la FP-UNA, en San Lorenzo. Eventualmente, los trabajos de campo serán complementados con ensayos en ambiente controlado y preparado a la intemperie en la Facultad de Ciencias Agrarias de la UNA, con plagas agrícolas vivas preseleccionadas.
Fundamentación de la investigación
Al menos 4 millones de litros de agroquímicos e insecticidas son utilizados para controlar las plagas agrícolas y, en salud pública, es la única forma de control del vector que transmite el parásito que causa la enfermedad de Chagas.
A pesar de que el uso de agroquímicos e insecticidas, mejora la calidad y la cantidad del producto agrícola, así como disminuye la densidad de vectores de enfermedades, aumentan las condiciones de polución del ambiente y a la toxicidad en el ser humano.
Lamentablemente, estos químicos están creando resistencia en los insectos a los cuales combaten aumentando los costos y pérdidas de cosechas, así como la presión de infestación de viviendas con insectos como triatóminos que mantienen la enfermedad de Chagas.
Estudios previos por este mismo equipo de trabajo, consiguió identificar feromonas que atraen estos hemípteros y elaboró un prototipo de trampa con detección automática al entrar el insecto dentro de la caja atraída por la feromona.
Es nuestro interés mejorar las condiciones de esta herramienta haciéndola escalable y testando su capacidad sobre los triatóminos en su nueva versión y sobre hemípteros plagas de cultivos agrícolas a fin de extender sus cualidades atractantes (atracción) en tiempo real.
Paraguay es un país agroexportador y, la falta de control de las plagas, ocasiona grandes pérdidas al sector o estimula el uso de mayores cantidades de insecticidas con el daño correspondiente al ambiente.
La identificación de semioquímicos (sustancia química emitidas por un insecto, y que afecta el comportamiento de otros individuos) como feromonas efectivamente atractantes, no conocidos en la actualidad, limitaría el uso de insecticidas en los cultivos y la adquisición de tecnología regional costosa, ya que se dispondría futuramente de estudios locales que podrían ofrecer alternativas de manejo estudiadas en las condiciones locales.
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| Diseño de un soporte para sensor |
Un Proyecto innovador
Para la salud Pública es prioritaria la detección temprana de triatóminos a fin de evitar la instalación de la transmisión dentro de las viviendas. Una intervención oportuna prevendría una morbilidad que invalide la población y aumente los costos de atención.
La identificación de feromonas atractantes en hemípteros de importancia agrícola, así como en hemípteros de importancia para salud pública, viene a cubrir en su conjunto una necesidad de ambos sectores de la vida nacional.
Pocos estudios con la metodología propuesta en este estudio han sido emprendidos para cubrir un amplio rango de enfermedades de importancia económica como las que acá se proponen.
El funcionamiento de la trampa atractante es novedosa, y tiene aplicaciones más allá de detección temprana en domicilios, buscando un horizonte de aplicación en agricultura que redundará en beneficios económicos de envergadura.
Los beneficios que arrojara la implementación del Proyecto
Los ensayos propuestos para la nueva versión del prototipo original permitirán garantizar la efectividad de la herramienta y determinar los costos de su construcción con el fin de ofrecer el producto terminado para un escalamiento por empresas interesadas en el ramo, ya sea en su versión agrícola como en su versión para salud pública.
Adicionalmente, en este renovado sistema de detección remota de insectos, se prevé compatibilidad con un sistema de comunicación satelital en particular, el GuaraniSat-1, el cual se encuentra en desarrollo en el Instituto Tecnológico de Kyushu de Japón, en conjunto con la Agencia Espacial del Paraguay (AEP) y la FP-UNA.
El mismo consiste en un nanosatélite (un cubo de 10x10x10 cm) que orbitará al planeta en pocos meses y permitirá establecer comunicación con el sistema de vigilancia mediante las trampas detectoras que podrían ubicarse prácticamente en cualquier lugar remoto.
Equipo técnico base
Por la FP-UNA: MSc. Federico Gaona, MSc. Adolfo Jara, Ing. Ever Quiñonez, Ing. Ariel Manabe, PhD. Magna Monteiro, PhD. Christian Schaerer.
Por el CEDIC: PhD. María Celeste Vega, Lic. Acela Rodríguez, Ing. Andrea Insfrán.
Mentora: PhD. Gladys Antonieta Rojas de Arias.-