Investigadores del campus de Ourense participan en un estudio científico para predecir la expansión de la velutina
Un grupo de investigadores de las universidades de Vigo y Santiago de Compostela ha desarrollado un modelo matemático y un software capaces de predecir la expansión de la avispa velutina y evaluar distintas estrategias para frenar su avance, una herramienta de gran utilidad frente a esta especie invasora.
Los resultados de esta investigación han sido recientemente publicados en la revista científica Nonlinear Analysis: Real World Applications, bajo el título Application of Stieltjes parabolic partial differential equations to the population dynamics of vespa velutina. El artículo está firmado por Iván Area, profesor del Instituto de Física y Ciencias Aeroespaciales y de la Escuela de Ingeniería Aeronáutica y del Espacio de la Universidad de Vigo, junto con Francisco J. Fernández, Juan J. Nieto y Adrián F. Tojo, del Centro de Investigación y Tecnología Matemática de Galicia (CITMAga) y de la Universidad de Santiago de Compostela.
En el trabajo se presenta un modelo basado en ecuaciones diferenciales de Stieltjes, que permite estudiar matemáticamente el patrón de propagación de la avispa asiática. “Aplicamos herramientas matemáticas avanzadas y datos reales de localización de nidos para prever futuras ubicaciones y validar el modelo”, explican los autores. Gracias a esta metodología, es posible evaluar con precisión diferentes métodos de control, lo que ayudaría a mitigar tanto el impacto ecológico como los perjuicios económicos provocados por la expansión de esta especie.
Desde el punto de vista biológico, los investigadores detallan que el ciclo vital de la avispa velutina incluye varias fases bien diferenciadas: en febrero o marzo las reinas emergen de la hibernación, y entre abril y mayo comienzan a construir nidos y a poner los primeros huevos. A medida que nacen las obreras, estas continúan el desarrollo del nido y alimentan a las crías. Hacia septiembre aparecen los machos y las nuevas reinas, que son fecundadas y se convierten en las futuras fundadoras. Estas abandonan el nido a principios de otoño para buscar un refugio donde pasar el invierno, reiniciando así el ciclo.
Debido a esta estructura cíclica con fases muy marcadas y transiciones abruptas, los investigadores emplearon un modelo parabólico con derivadas de Stieltjes, especialmente diseñado para representar procesos de esta naturaleza. Señalan que, aunque el nivel teórico y la simulación numérica han sido complejos, su experiencia previa en modelización de epidemias como el ébola, el zika o la covid-19 fue clave para el éxito del trabajo.
Además, los autores destacan que la combinación de datos reales con el modelo matemático en tiempo real permite construir un gemelo digital del proceso de expansión, una técnica que ya habían utilizado durante la pandemia de covid-19 para estimar necesidades hospitalarias como el número de camas de UCI. Esta herramienta dinámica, que puede actualizarse constantemente, resulta esencial para probar distintas estrategias de contención y determinar con mayor precisión cuándo, dónde y cómo actuar frente a la propagación de la avispa velutina.