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Revista mexicana de fitopatología

On-line version ISSN 2007-8080Print version ISSN 0185-3309

Rev. mex. fitopatol vol.41 n.1 Texcoco Jan. 2023  Epub Aug 11, 2023

https://doi.org/10.18781/r.mex.fit.2209-5 

Artículos científicos

App-ExploraCítricos, un desarrollo digital para la vigilancia integral de plagas citrícolas

Gustavo Mora-Aguilera*  1 

Gerardo Acevedo-Sánchez1 

Oscar Eder Flores-Colorado1 

Juan José Coria-Contreras1 

Eduardo Guzmán-Hernández1 

Pedro Robles-García2 

1 Colegio de Posgraduados - Laboratorio de Análisis de Riesgo Epidemiológico Fitosanitario (CP-LANREF). Texcoco, Estado de México, México. CP 56230;

2 SENASICA DGSV. Insurgentes Sur No. 489, Col. Hipódromo, C.P. 06100, Ciudad de México, México.


Resumen.

App-ExploraCítricos v2.0 es una aplicación para medición de variables epidemiológicas con enfoque espacio-temporal, multicultivo, multiespecie-variedad, multivariable, multiplaga, multiusuario y multicriterio para análisis de riesgos en la cadena citrícola. El objetivo de este trabajo fue desarrollar y validar en campo una aplicación para dispositivos móviles Android® superior a 6.0, que permitiera realizar n-evaluaciones in situ asociadas a un proceso epidemiológico regional mediante un diseño flexible personalizado a un objetivo sanitario. El proceso inicia ingresando claves de acceso para autenticación de usuario. Antes de una evaluación el usuario debe configurar las n-plagas y/o n-enfermedades de interés asociadas al cultivo(s)/especie(s) citrícolas incluyendo el nombre común y científico, y tipo de organismo (hongo, virus, bacteria, etc.). La configuración se almacena localmente para posterior aplicación a un proceso evaluativo. Posteriormente se configuran n-escalas con n-clases independientes, cualitativas o cuantitativas, para evaluar ocurrencia, severidad, o infestación por cada organismo. Adicionalmente se puede evaluar presencia/ausencia o nivel de infestación de un vector de patógeno. Una vez personalizado los criterios de evaluación para un entorno regional, se inicia el muestreo en n-plantaciones con la caracterización de cada plantación mediante 26-variables epidemiológico-productivas, p.e., condición agronómica, edad, cultivo, cultivar, tipo de riego, nutrición, manejo, etc. La evaluación se realiza en n-plantas por plantación. Por planta, se evalúan con las respectivas escalas las n-plagas y/o n-enfermedades previamente configuradas. Opcionalmente, el usuario puede tomar hasta tres fotografías georreferenciadas de infestaciones o síntomas para posterior toma de muestras con fines etiológicos. Los datos de una evaluación(es) se envía virtualmente a una base de datos web, se exporta o se comparte desde mail, bluetooth, redes sociales u otras herramientas del dispositivo. La App fue exitosamente validada en los estados de San Luis Potosí, Veracruz, y Chiapas para CTV, CLas, CiLV, y sus respectivos vectores en un total de 58 plantaciones con 37700 metadatos generados. La App-ExploraCítricos v2.0 una innovación fitosanitaria que puede contribuir a la integración de grandes volúmenes de datos pertinentes, estandarizados y de calidad para análisis y gestión de riesgos en la citricultura.

Palabras clave: App-móvil; HLB; CTV; Leprosis; sistema epidemiológico; riesgo epidémico

Abstract.

App-ExploraCítricos v2.0 is an application for measuring epidemiological variables with a spatio-temporal, multi-crop, multispecies-variety, multivariate, multi-pest, multiuser, and multicriteria approach for risk analysis in the citrus production chain. The objective of this work was to develop, and field validate an application for mobile devices with Android® 6.0 or higher, which would allow n-assessments in situ associated with a regional epidemiological process through a flexible design customized to a sanitary objective. The process begins by entering access codes for user authentication. Before an assessment, the user must configure the n-pests and/or n-diseases of interest associated with the citrus crop(s)/species(s), including the common and scientific name, and type of organism (fungus, virus, bacterium, etc.). The settings are stored locally for the further assessment process. Subsequently, n-scales with n-independent, qualitative or quantitative classes are configured to assess occurrence, severity, or infestation per organism. In addition, the presence/absence or vector infestation level can be assessed. Once the assessment criteria have been customized for a regional scenario, sampling begins in n-plantations with individual characterization using 26-epidemiological-productive variables, e.g., agronomic condition, age, crop, cultivar, irrigation type, nutrition, management, etc. The assessment is performed in n-plants per plantation. Per plant, the n-pests and/or n-diseases previously configured are assessed with the respective scales. The user may take up to three georeferenced photographs of pest infestation or symptoms for eventual further sampling for etiological purposes. The assessment(s) is virtually submitted to a web database, exported, or shared via email, Bluetooth, social media, or other device tools. The App was successfully validated on citrus crops of San Luis Potosi, Veracruz, and Chiapas states for CTV, CLas, CiLV, and their respective vectors with a total of 58 plantations and 37700 metadata generated. The App-ExploraCítricos v2.0 is a phytosanitary innovation that may contribute to the integration of large volumes of relevant, standardized, and quality data for risk analysis and management in citrus farming.

Keywords: App-Mobil; HLB; CTV; Leprosis; Epidemiology system; Epidemic risk

A partir del ingreso de Candidatus Liberibacter asiaticus (CLas), bacteria causal del HLB o Huanglongbing, a regiones citrícolas mexicanas en 2009, se fortalecieron estrategias oficiales ante riesgos fitosanitarios de potencial impacto económico. Entre éstos, se concibió el Plan de Emergencia contra el HLB para la contención y mitigación nacional de riesgos asociados con el HLB de los cítricos (Mora-Aguilera et al., 2014a); se realizó una Evaluación del impacto económico del Huanglongbing (HLB) en la Cadena Citrícola Mexicana con el fin de coadyuvar a la definición de políticas fitosanitarias (Salcedo et al., 2010); un proyecto nacional para establecer Áreas Regionales de Control (ARCOs), actualmente referidas como Áreas de Manejo Epidemiológico Fitosanitario (AMEFIs), con el fin de manejar la dispersión del HLB mediante control de Diaphorina citri, insecto vector de CLas; un Sistema de Vigilancia enfocado al monitoreo de plagas de riesgo no presntes en México, entre otros proyectos nacionales impulsados por SENASICA-DGSV. Aunque estas estrategias han mitigado impactos productivos y generado amplia difusión técnica entre actores de la cadena productiva, prevalece la demanda de fortalecer un modelo integral de prevención, manejo y comunicación efectiva de riesgos fitosanitarios. De 2009 al presente, los escenarios de riesgos epidémicos citrícolas se han incrementado en el territorio nacional. Así, el HLB está presente en 387 de los 645 municipios citrícolas de 26 entidades federativas de México (SIAP, 2022); se ha reconocido la ‘dispersión’ y ‘establecimiento’ del Citrus leprosis virus (CiLV), responsable de la Leprosis de los cítricos, el cual está presente en 18 estados y más de 140 municipios citrícolas; así mismo, se ha demostrado la reemergencia del Citrus tristeza virus con variantes más agresivas en regiones del golfo mexicano. En el norte del país se detectó un brote de Xhantomonas citri, causal del Cancro de los cítricos, lo cual implicó acciones de monitoreo y eliminación de árboles lográndose erradicación del patógeno. Este evento, y el brote de Ceratitis capitata en Colima, constituyen casos mexicanos recientes del éxito de erradicación y demuestran la importancia de programas fitosanitarios preventivos robustos y dinámicos. México, a través del SENASICA, es uno de los países americanos con mayor inversión en políticas fitosanitarios que impactan en infraestructura de inspección, diagnóstico y operación, consolidación de recursos humanos, y programas de soporte para la movilización y comercialización de productos agrícolas en el marco de las atribuciones y responsabilidades de la Ley Federal de Sanidad Vegetal (https://acortar.link/oLCu0l). Sin embargo, proyectos de investigación científica y desarrollos tecnológicos de vanguardia en apoyo a los sistemas oficiales de vigilancia han sido escasos y se han orientado a problemas fitosanitarios de alto riesgo o impacto social (Mora-Aguilera et al., 2021). Adicionalmente, entre los distintos Organismos Nacionales de Protección Fitosanitaria (ONPF) aún prevalece la visión de articular Campañas orientadas a una plaga en particular, lo cual implica operatividad independiente y por consiguiente fuerte ineficiencia económica, humana y productiva. Se percibe, sin embargo, una gradual adopción de estrategias más integrales en algunas cadenas productivas. Así por ejemplo, en cítricos, las AMEFIs tienen como propósito el manejo epidemiológico fitosanitario regional del CTV, CLas, CiLV, sus respectivos vectores, y plagas secundarias (p.e., Aleurocanthus sp. / mosca prieta) (https://acortar.link/oLCu0l). Estos nuevos enfoques reconocen implícitamente la importancia de generar sistemas fitosanitarios holístico-sistémicos que optimicen la gestión integral de plagas. Una visón factible e impostergable en el contexto de la revolución digital actual y la accesibilidad tecnológica, lo cual permite manejar grandes volúmenes de datos para toma de decisiones automáticas y harmonizadas a escala regional (Mora-Aguilera et al., 2021). En este contexto, este trabajo tuvo como objetivo demostrar el marco conceptual, estructural y operativo de un desarrollo tecnológico digital en plataforma Android como prototipo de un instrumento de vigilancia y gestión integral de plagas de cítricos para oficiales y técnicos de ONPF responsables de ejecutar acciones coordinadas de vigilancia - prevención - protección ante riesgos fitosanitarios. Se discutirá también la extrapolación de la concepción a cualquier entorno operativo y productivo.

Materiales y métodos

Concepción. La concepción de la aplicación para dispositivos móviles con plataforma Android® fue denominada App-ExploraCítricos v2.0. Tuvo como objetivos la gestión epidemiológica y toma de decisiones en soporte a un modelo digital conceptual denominado Sistema Integral Fitosanitario de los Citricos (SIFICIT) para uso en programas oficiales. Este modelo tiene como base la gestión digital de información fitosanitaria alimentada por múltiples usuarios para toma de decisiones en tiempo cuasi real (Mora-Aguilera et al., 2021). Estos objetivos tuvieron como premisa que toda información obtenida con la App debe integrarse a un sistema operativo ad hoc (Figura 1), la cual a su vez puede integrar bases de datos históricas (p.e., clima) de otras fuentes. Estos sistemas computarizados de vigilancia y manejo de riesgos en cadenas productivas como el cafeto, agave y cítricos tienen una concepción y estructura específica a las necesidades fitosanitarias de cada cadena productiva y tienen como marco racional obligado el Sistema epidemiológico lo cual les confiere una visión holística-sistémica y centra a la planta (cultivo) como el eje integrador de sanidad (Mora-Aguilera et al., 2021, Mora-Aguilera et al., 2014b; Guzmán-Hernández et al., 2017).

Figura 1. Diagrama de flujo de la concepción estructural implicada durante el desarrollo digital App-ExploraCítricos v2.0 para dispositivos móviles con sistema operativo Android®. 

Flujo de proceso en el enfoque de programación. El flujo implicado en el funcionamiento de App-ExploraCítricos v2.0 se generó con base en actividades directas convencionales de muestreo y monitoreo en campo. En la programación Android, se integraron procesos digitales vinculantes e interrelación de módulos que registran actividades y observaciones de campo directamente en la aplicación móvil (Figura 1). Así mismo, se consideraron procedimientos condicionantes y excepciones programáticas, operativas y técnicas que puedan suceder dependiendo de la evaluación de predios nuevos o históricos.

Estructura de bases de datos y tablas relacionales. Se construyó una base de datos MySQL® para almacenamiento de la información generada en App-ExploraCítricos v2.0 en el dispositivo móvil. La estructura y relación de la base de datos interna implicó el desarrollo de tablas o bloques de información modular vinculantes a través de variables clave o ‘key-variables’, principalmente determinadas por un ID de seguimiento de predios. Las variables fueron segmentadas en módulos que implicaron principalmente caracterización de plantaciones, evaluación en sitios y procesamiento para ejecución de resúmenes de información, visualización de datos de muestreos vinculantes con información planta por planta o resúmenes integrales de las evaluaciones (Figura 2).

Software, lenguaje de programación y validación. El desarrollo y programación de App-ExploraCítricos v2.0 se basó en lenguajes de programación y herramientas de uso libre y servidores dedicados para almacenamiento de metadatos configurados con tecnologías Linux/Apache. Se emplearon programas como MySQL/MariaDB y otros complementarios como gestores de bases de datos; PHP / Nodejs, y JavaScript, Ajax, HTML5 y CSS para el maquetado base ‘back-end’ y ‘front-end’. La aplicación móvil se desarrolló para Android® articulada a tecnologías web y lenguajes de programación asociadas al servidor (PHP, HTML, CSS, etc.) para generar servicios web de registro-envío de datos desde campo mediante wifi o datos móviles. Se emplearon bases de datos y tablas relacionales con MySQL principalmente. Se realizaron validaciones en laboratorio para asegurar la adecuación por compatibilidad entre sistemas móviles, verificación geográfica automática de georreferencias, recuperación de registros, historicidad local datos, e información de soporte. En campo, se realizaron validaciones simultáneas por 2-5 usuarios en 58 plantaciones comerciales de cítricos en Veracruz, SLP y Chiapas.

Figura 2 Modelo entidad-relación de base de datos de App-ExploraCítricos v2.0 construido para procesos dinámicos de evaluación en campo, hasta la generación de reportes de resultados en tiempo real en el dispositivo móvil.  

Resultados

La estructura final de App-ExploraCítricos v2.0 se desarrolló interactivamente a través de un proceso continuo de validaciones en 58 plantaciones citrícolas y la generación de 37700 metadatos. Su configuración es dinámica y orientada al objetivo(s) del usuario. Integró la medición de variables epidemiológicas con enfoque espacio-temporal, multicultivo, multivariedad-especie, multivariable, multiplaga, multiusuario y multicriterio a través de muestreos y/o monitoreos, registro fotográfico de plagas y/o daños de interés para trazabilidad del proceso epidemiológico en campo o fines etiológicos. Esta información tuvo como fin el análisis integral de riesgos de la cadena productiva en entornos regionales. La aplicación móvil se articuló a bases de datos dinámicas con conexión local en dispositivos móviles y en un entorno web (Figura 3A). Se diseñó bajo una conceptualización de parametrización epidemiológica con 26 variables del Sistema Epidemiológico (Figura 3B) y configurable por el usuario en función del objetivo de la exploración epidemiológica (Figura 3C). La App se desarrolló para dispositivos Android® con versiones superiores a 6.0 Marshmallow. Su validación en campo permitió la exploración de problemas fitosanitarios en diversas especies citrícolas evaluadas. Asimismo, el usuario puede incluir n-plagas de interés para una región o al propósito exploratorio, en categorías específicas como insecto-plaga o insecto-vector, y n-enfermedades asociadas con el organismo patogénico. El uso es privado, por lo cual requiere claves de autenticación para su ingreso según un rol de usuario (p.e., Técnico, Coordinador, Analista, etc.), generadas en una Plataforma WEB vinculada. La App, en su concepción para el sector oficial ONPF, permite realizar actividades in situ sincrónicas o asincrónicas en 23 estados productores de cítricos a nivel nacional en soporte a las acciones del SIFICIT.

Figura 3 Ejemplos de interfases de la App-ExploraCítricos v2.0 para muestreo y/o monitoreo de plagas y enfermedades de cítricos. A. Vista inicial (‘home’) con menú de módulos. B. Módulo de caracterización de plantaciones mediante 26 variables agronómico-epidemiológicas. C. Módulo de configuración de variables a seleccionar para integrar el menú de evaluaciones acorde a un plan o programa de trabajo. 

Registro de plagas y enfermedades. En concordancia con un plan o programa de trabajo en un escenario de tiempo y región, la App permite al usuario registrar las n-plagas y n-enfermedades asociadas al cultivo de cítricos (Figura 4A y 4B). El registro debe incluir el nombre común y científico de la plaga así como el tipo de organismo (hongo, virus, bacteria, etc.) (Figura 4C). El número o cantidad de plagas o enfermedades que pueden registrarse no tiene un límite específico. Su programación dinámica permite la gradual integración de nuevos organismos de interés en función a su ocurrencia regional, estatus fitosanitario (vigilancia, campaña, exploración, etc.) (Figura 4D).

Configuración de escalas de evaluación. Es un módulo dinámico donde el usuario define las escalas de evaluación específicas a las plagas y/o enfermedades de interés. Las escalas de evaluación incluyen el número de clases y su respectivo grado de daño, porcentaje de severidad o infestación asociado (Figura 4E-4G). La escala puede ser cualitativa o cuantitativa según los objetivos o criterios de evaluación del usuario. Idealmente, estas deben basarse en líneas de investigación paralelas o publicaciones aceptadas por la ONPF. La configuración de escalas permite armonizar entre técnicos y diferenciar la intensidad de evaluación según la importancia o interés de una plaga o enfermedad en particular. Este enfoque flexibiliza la App para adecuarse a una realidad compleja y dinámica en entornos regionales y gran escala espacial. Puede por lo tanto aplicarse para diferente propósitos fitosanitarios, incluyendo sistemas de vigilancia cualitativos o cuantitativos y proyectos de investigación de soporte fitosanitario (Figura 4E-4G).

Figura 4 Ejemplos de interfases de la App-ExploraCítricos v2.0 para configuración personalizada de criterios de evaluación de plagas y enfermedades de cítricos. A. Menú que resalta el módulo de configuración de muestreo. B. Módulo de opciones para configuración de muestreo y evaluación. C. Módulo para registro de n-plagas o n-enfermedades por nombre común y científico y tipo de organismo. D. Ejemplo de una lista de plagas registradas por un usuario. E-G. Ejemplos de escalas para severidad, infestación y fenología definidas por el usuario. H-J. Ejemplos de configuración de muestreo seleccionando plagas, escalas de evaluación y presencia o cuantificación del vector. 

Configuración de muestreo y/o monitoreo. El módulo de muestreo permite personalizar la evaluación en campo (Figura 4H-4J), seleccionando n-plagas y su escala(s) de evaluación para medición de daño o severidad in situ registradas previamente (Figura 4A-4G). Adicionalmente, con criterios epidemiológicos, en este módulo es posible cuantificar los vectores asociados a enfermedades (Figura 4H-4J). La cuantificación puede ser a nivel de presencia-ausencia o contabilización directa de adultos u otra fase/estadio de interés. Al finalizar la selección y configuración, se asigna un nombre al muestreo, p.e., ‘Monitoreo Semanal’, el cual en futuras evaluaciones guardará la personalización realizada para usarse posteriormente (Figura 4H-4J). Contrario al monitoreo, un muestreo no tiene una progresión en el tiempo. La App permite ambos procesos de inspección.

Caracterización de variables epidemiológicas. Este módulo es importante para la parametrización de una plantación o unidad de producción. Incluye 26 variables agrupadas por: geolocalización del sitio (obtenida automáticamente), aspectos productivos y epidemiológicos para determinar la condición agronómica basada en edad, especie citrícola, injerto-portainjerto, tipo de riego, nutrición, manejo y otras variables asociadas al sistema epidemiológico y que pueden explicar la intensidad espacio-temporal de una plaga o enfermedad (Figura 3B). Este componente es dinámico y configurable según los criterios o requisitos de información. Un módulo de selección de variables ad hoc por componente permite optimizar la operatividad y pertinencia de una exploración epidemiológica. Esta flexibilidad permite ajustar objetivos, agilizar procesos de evaluación y un correcto balance beneficio/costo (Figura 3C).

Registro de nueva plantación. Este módulo permite el registro de nuevas plantaciones en un entorno local o regional según criterios preestablecidos de selección de predios en un programa fitosanitario. El registro de una nueva plantación permite la asignación de un ID o clave de seguimiento único, lo cual permite la trazabilidad histórica con fines de monitoreo o para geolocalización con fines analíticos (Figura 3A). En cada plantación se registran n-variables de manejo agronómico y fitosanitario que previamente se preconfiguran por el usuario para un programa fitosanitario específico (Figura 3C). Estas variables son concebidas como parte del sistema epidemiológico y son fundamentales para el análisis de escenarios de riesgo. Así, por ejemplo, la especie de cítrico y variedad, el injerto-portainjerto, tipo de riego, manejo agronómico y fitosanitario, aspectos de nutrición foliar, suelo o combinaciones pueden explicar la mayor o menor prevalencia de HLB o CTV en un predio dado e integrarse mediante algoritmos para un factor de riesgo regional.

Evaluación en campo. Este módulo permite seleccionar un predio registrado previamente y almacenado residentemente en la App, una escala(s) de evaluación y la plaga(s) y/o enfermedad(es) de interés (Figura 5A). Al iniciar el proceso, n-plantas pueden ser evaluadas según las necesidades del usuario o de un programa fitosanitario. El módulo de evaluación en campo no restringe el número de plantas, pero idealmente debe ser prefijado con fines de estandarización. En cada planta es posible evaluar el conjunto de plagas seleccionadas con su respectiva escala, así mismo opcionalmente se puede indicar la presencia o ausencia de un vector(es) o su cuantificación (Figura 5B, 5C). Adicionalmente, por cada evaluación de planta se pueden documentar síntomas específicos mediante tres fotos máximo, en las cuales se registra tipo de órgano/tejido, se incluye una nota descriptiva y se geoposiciona la planta fotografiada (Figura 5D). Al realizar la evaluación, en la vista principal se muestra el estatus fitosanitario de la planta, indicando si es sintomática de alguna plaga, si está presente un vector(es), si incluye foto(s) y la georreferencia correspondiente (Figura 5E).

Figura 5 Ejemplo de interfases de la App-ExploraCítricos v2.0 para inicio y proceso de evaluación de plantaciones de cítricos en campo. A. Módulo inicial de actividades que permite seleccionar un predio (Predio 1), tipo de muestreo (Regional) y área de evaluación (Foco). B. Módulo de evaluación de plantas unitarias en el cual se muestra las plagas seleccionadas en la configuración. En el ejemplo para planta 1 se muestra presencia de HLB, CTV y Leprosis, con evaluaciones de severidad sano, 25% y 25%, respectivamente. Al final un comentario adicional indicando una infestación de vector de 10 adultos de Toxoptera citricida por brote. C. Ejemplo de la planta 4 con presencia de D. citri y T. citricida (insectos plaga/vector) con valor de escala menor a 10% y 51-75% de brotes infestados, respectivamente. D. Sección de captura de imágenes georreferenciadas en las cuales se puede colocar tipo de tejido (hoja) con un comentario asociado. E. Vista integral del estatus de la evaluación con 9 plantas. Se muestra iconografía para plantas (p) con cuantificación de una plaga con 10 adultos (p-1), árbol muerto en pie (p-2 y p-9), erradicado (p-3), planta georreferenciada sospechosa a una plaga (p-4), planta georreferenciada con cuantificación de 31 adultos (p-5), sanas (p-6 y p-7), planta con incidencia de una plaga (p-8). 

Figura 6 Ejemplo de interfases de la App-ExploraCítricos v2.0 para visualización de predios evaluados y consulta de resúmenes de evaluaciones sanitarias de campo en predios citrícolas. A. Módulo de ‘Mis Actividades’ en el que se muestra la lista y atributos generales de predios evaluados durante el día(s). B. Ejemplo de un ‘Resumen’ tabular cuantitativo con registros de plantas enfermas con CTV, HLB y Leprosis para el Predio 1 en un muestreo en Foco. C. Ejemplo de un ‘Resumen’ con registros de plantas infestadas con las plagas ‘Diaphorina’ (D. citri) y ‘Pulgón café’ (T. citricida). La categoría de vector se selecciona únicamente si se ha confirmado por laboratorio el patógeno respectivo en la región de muestreo. 

Figura 7 Interfase de la App-ExploraCítricos v2.0 para la gestión de registros de evaluaciones de predios citrícolas. A. Opciones para gestión de registros incluyen ‘Enviar’ a un repositorio web mediante red wifi o datos móviles disponibles; ‘Exportar’ en MS Excel; y ‘ver Resumen’ integral de una evaluación a nivel ‘Predio’. B. Vista automática que indica que únicamente las opciones ‘Exportar’ y ver ‘Resumen’ son funcionales por ausencia de conectividad local. C. Ejemplo de reporte de envío exitoso de un registro/predio al repositorio web. Enlista los módulos principales enviados exitosamente, una clave asignada al predio. En caso de fallas o datos faltantes por modulo un icono de error lo indica. D. Vista de opciones para exportar datos de MS Excel por predio. Incluyen Mail, bluetooth, drive y redes sociales como MSN u otras. 

Resumen cuantitativo de una evaluación en campo. Este módulo complementa la visualización preliminar automática que se genera al finalizar la evaluación de n-plantas en un predio citrícola (Figura 5E), considerado éste como unidad poblacional de muestreo o monitoreo. El resumen generado en este módulo es más descriptivo y cuantitativo (Figura 6A - 6C). La interfase es controlada y consultada por el usuario a través de una lista de predios evaluados y registrados en la memoria residente del dispositivo móvil (Figura 6A). Al seleccionar un predio de interés y la opción ‘ver Resumen’ (Figura 7A), se muestra tubularmente el resumen de la evaluación sanitaria registrado para ese predio. Incluye el número de predio, tipo de muestreo, fecha, la totalidad de plantas detectadas por categoría de plaga o enfermedad, y el rango de daño/infestación. La Figura 6B ilustra el resumen del Predio 1 para un tipo de muestreo en ‘Foco’ (i.e., un agregado espacial de plantas que poseen un problema sanitario de interés económico o cuarentenario), con registros de plantas con síntomas putativos a CTV, HLB y Leprosis, mientras que la Figura 6C muestra el Predio 1 de un muestreo en ‘Transecto’ (i.e., muestreo a intervalos de kilómetros dentro de una ruta geográfica seleccionada por criterios de riesgo debido a transporte de fruta, plantas de cítricos, cosechadores, etc.).

Envío de evaluaciones realizadas. Es un módulo simple que consiste en enviar el registro de una evaluación(es) realizadas en un día(s) de trabajo en campo (Figura 7). El envío es controlado por el usuario en todo momento, por lo que éste determina el momento ideal para realizar el envío a un repositorio o sistema web preconfigurado para la gestión de datos masivos provenientes de n-evaluadores. En esta investigación, se desarrolló el sistema SIFICIT para ese fin. Con base en pruebas y validaciones de campo se sugiere realizar con WiFi o ‘plan de datos’ únicamente si la receptividad es 3G ó 4G (Figura 7A y 7B). Una vez enviado, se muestra un resumen de los registros ingresados al sistema web y en caso de errores, un icono indica cualquier falla con fines de trazabilidad (Figura 7C). Adicionalmente, al seleccionar un predio de interés es posible consultar el ‘Resumen’ de la evaluación de campo, descargar datos en MS Excel y enviar por alguno de los recursos disponibles en el smartphone como el correo electrónico, bluetooth, Drive u otro (Figura 7D). Estas últimas opciones permiten proporcionar al técnico de campo la información necesaria para reportes personalizados a productores cooperantes de predios evaluados, asociaciones productivas y directivos fitosanitarios locales. Notar que un Sistema web esta diseñado para generar reportes automáticos enfocados a toma de decisiones y alertas tempranas. Por lo que el técnico también cuenta con este recurso virtual.

Revisión de actividades y configuración de la App. La App posee un módulo que permite al usuario la revisión del estatus de actividades realizadas y acumuladas durante un periodo (interfase no mostrada). Este permite consultar las evaluaciones enviadas, pendientes de terminar en un predio específico, o pendientes de enviar al repositorio web. En caso de no contar con una conexión de internet WiFi o ‘plan de datos’, únicamente es permitido realizar consultas de resúmenes y exportar archivo para compartir vía mail y otras redes sociales o envío. Los datos registrados en la memoria residente del dispositivo nunca se pierden, aun si la batería deshabilita el dispositivo durante una evaluación en campo, por lo que esta garantizada su disponibilidad para uso local, retomar una evaluación, o envío cuando las condiciones de conectividad lo permitan. Una vez que un registro es enviado a un repositorio web, esta opción se deshabilita para evitar duplicidad de información y para no comprometer el desempeño de algoritmos concebidos para toma de decisiones de un sistema web. La App permite y garantiza que las acciones de campo se protejan ante cualquier problema de envío. Se incluyen algunos componentes como selección de la precisión GPS en función del teléfono disponible, hasta envío de respaldos y copia de base de datos alojadas en el teléfono para apoyar a técnicos con posibles problemas en envíos.

Discusión

El uso de herramientas digitales para implementación en sistemas de vigilancia operativos y con enfoques preventivos han mostrado la asertividad y necesidad para articular programas de manejo fitosanitario basados en toma de decisiones asistidas por algoritmos automatizados y gestión de grandes volúmenes de datos en tiempo real (Mora-Aguilera et al., 2021). La prevención implica un enfoque regional y un conjunto de criterios de decisión y alertas tempranas dinámicas diferenciadas por condiciones agroecológicas (Mora-Aguilera et al., 2021; Flores-Sánchez et al., 2017; Mora-Aguilera et al., 2016). Actualmente esto es posible con la tecnología digital, su economía y cobertura de conectividad (Guzmán-Hernández et al., 2017; Mora-Aguilera et al., 2014c). Sin embargo, a pesar de su efectividad, los sistemas de vigilancia que integran una interfaz web y aplicaciones móviles se han limitado principalmente al ámbito de ONPFs o ORPFs (Organismos Regionales de Protección Fitosanitaria) y en pocas cadenas productivas como cafeto (Coffea arabica), agave azul (Agave tequilana) y cítricos (Citrus spp.) (Mora-Aguilera et al., 2021).

La experiencia con Sistemas de Vigilancia tipificados como nivel 3 es que requieren App sofisticadas diseñadas para evaluar un amplio conjunto de variables como fenología, cargas de inóculo, daño, producción, etc. Su función, en conjunción con un entorno web, es la generación de alertas tempranas efectivas para la intervención de un proceso epidémico. Sin embargo, Sistemas de Vigilancia tipo 1 y 2, tienen como fin principal la detección de una plaga en un ámbito regional (Mora-Aguilera et al., 2021). En este caso, los sistemas digitales han adolecido de la contextualización productiva por el énfasis en la inspección de la plaga. La App ExploraCítricos v2.0 subsana este vacío al integrar 26 variables del sistema productivo para identificar factores de predisposición antropocéntricas en la ocurrencia de plagas de importancia económica o cuarentenaria. Por ejemplo, la predisposición diferencial de cítricos agrios sobre los dulces a CLas es ampliamente aceptada (Mora-Aguilera et al., 2014a, 2014b). La App también incorpora la configuración personalizada en toda la concepción estructural del modelo digital de gestión sanitaria. Así, por ejemplo, se puede acotar de las 26 variables productivas aquellas que se desean registrar para los objetivos de un diagnóstico epidemiológico en una región en particular, haciendo más expeditas las evaluaciones. Así mismo, se pueden registrar las plagas específicas que en dicho diagnóstico son de interés. Por ejemplo, CTV, HLB y Leprosis, prioridades actuales de las AMEFIs (https://acortar.link/oLCu0l), como alternativa a la totalidad de plagas de los cítricos de interés económico presentes en México (https://acortar.link/tCjHx9).

La configuración de escalas flexibles e independientes es también uno de los grandes aciertos de la App para conferir mayor precisión en la caracterización de riesgos sanitarios en contraposición a otros enfoques fijos y especializados a una enfermedad (Pethybridge y Nelson, 2018; Pethybridge y Nelson, 2015). La presencia o ausencia de una plaga es un atributo muy limitado para toma de decisiones estratégicas como erradicación o exclusión con fuertes implicaciones comerciales. Los Sistemas de Vigilancia ‘Normativa’ tipo 1 y 2, tienen como propósito principal la elaboración de listas oficiales de plagas en un ONPF en adherencia a la concepción original de la Norma Internacional de Medidas Fitosanitarias 6 y 5 (NIMF 6, NIMF 5), publicadas por la Convención Internacional de Protección Fitosanitaria (CIPF), adscrita a la FAO (https://www.ippc.int/es/), donde se define a la vigilancia como ‘Un proceso oficial para recopilar y registrar información sobre la presencia o ausencia de una plaga mediante el uso de encuestas, monitoreo u otros procedimientos’ (NIMF 5). Estos sistemas no tuvieron como fin aplicarse a modelos fitosanitarios de intervención con fines preventivos o protectivos, esencia de los Sistemas de Vigilancia tipo 3 (Mora-Aguilera et al. 2021).

Se ha enfatizado la potencial aplicabilidad de App ExploraCítricos v2.0 en modelos oficiales fitosanitarios. Sin embargo, su simplicidad y flexibilidad tuvo como propósito el eventual uso por el sector productivo o investigadores a nivel parcelario. Las opciones de descarga en formato MS Excel y en envío por opciones de redes virtuales tuvieron como fin el uso parcelario prescindiendo de un repositorio web. El monitoreo sanitario bajo responsabilidad del sector productivo no se ha adoptado como una cultura productiva. Sin embargo, ante exigencias sociales y ambientales, el incremento de diversos programas de certificación en el ámbito comercial, orgánico, inocuidad, sanitario (p.e., lotes para producción de yemas libres) y la generalización de la tecnología digital en transición hacia el ‘internet de las cosas’ harán imprescindible la adopción de la trazabilidad digital productiva.

El diseño de Apps simples, iconográficas, flexibles e intuitivas serán fundamentales para la adopción de estas tecnologías (Guzmán-Hernández et al., 2017). App ExploraCítricos incorpora iconografía en este propósito. Adicionalmente, los autores, con una concepción análoga, generaron App Monitor v2.1 disponible en ‘Play Store’ para cualquier cultivo y sin necesidad de autentificación de usuario y repositorios web, una restricción de otras Apps genéricas (Aanensen et al., 2009). La factibilidad de programación de Apps con Android® ha favorecido en los últimos años el desarrollo de aplicaciones móviles para uso agrícola y fitosanitario. Sin embargo, se ha descuidado la concepción sistémica epidemiológica y productiva afectando su funcionalidad, la fragmentación excesiva de los procesos y énfasis en visiones parcelarias (Pethybridge y Nelson, 2018; 2015). La comprensión de un proceso epidemiológico es fundamental para el desarrollo de tecnologías digitales pertinentes y transversales. Así, ante la emergencia de COVID-19 la visión y principios epidemiológicos empleados en este trabajo permitió la generación de una propuesta de diagnóstico qPCR articulado a una vigilancia digital ambulatoria (Mora-Aguilera et al., 2022).

La concepción de modelos digitales con el marco racional del sistema epidemiológico, y la planta (cultivo) como eje integrador de la sanidad, garantiza la visión holística-sistémica a la que programas fitosanitarios deben transitar ante la creciente demanda de alimentos sanos y suficientes, resiliencia al cambio climático de los sistemas productivos, cuidado ambiental, y preservación de los recursos productivos (i.e., suelo, acervo vegetal, agua). Sin embargo, la digitalización fitosanitaria implica retos de innovación en los ámbitos científico-tecnológico, modelos de gestión institucionales y sistemas operativos sanitarios regionales (Mora-Aguilera et al., 2021).

Es urgente impulsar iniciativas tecnológicas digitales para evitar rezagos de los ONPF en la inserción de la Agricultura 4.0, antes de aspirar a la siguiente generación tecnológica, la 5.0, donde ya incursionan países como China y Japón. La Agricultura 4.0, actualmente liderada por empresas de insumos, i.e., fertilizantes, agrotóxicos, automatización y robótica, responden a fuertes intereses comerciales y no necesariamente favorecen la visión de la prevención sanitaria y la preservación de activos productivos regionales (https://play.google.com/store/apps/details?id=com.app.syngentasoluciones&hl=es_MX&gl=US; https://play.google.com/store/apps/details?id=mx.bayer.micultivo&hl=es&gl=US). La digitalización tecnológica, democrática e incluyente, es un meta acorde con el espíritu humanístico de la agricultura y de la urgente demanda de nuevos paradigmas agrícolas, incluyendo la agricultura de conservación, orgánica, agroecológica, orientados a la sustentabilidad de los recursos ambientales.

Conclusiones

El prototipo funcional App ExploraCítricos v2.0 es una innovación digital para la vigilancia integral de plagas citrícolas. Su concepción sistémica, estructura modular, y configuración flexible para el muestreo y monitoreo multiplaga acorde a la diversidad regional de los sistemas productivos citrícolas le confieren a este desarrollo un gran potencial para uso en la gestión y prevención de riesgos fitosanitarios. App ExploraCítricos fue validada en 58 plantaciones de cítricos agrios y dulces en los estados de San Luis Potosí, Veracruz y Chiapas en muestreos regionales trasectuales, foco y perifoco de CTV, CLas, CiLV y sus respectivos vectores. Se generaron y almacenaron 37700 metadatos en un entorno web. Se confirmó la flexibilidad, intuitividad, operatividad y gestión efectiva de datos tanto a nivel residente en dispositivo como en envío virtual de datos en tiempo real, exportación en formato MS Excel, envío vía correo y otras modalidades de redes. La App ExploraCítricos v2.0 está inscrita en los registros públicos del derecho de autor (INDAUTOR) con el número de registro 03-2022-022112203600-01.

Agradecimientos

Al equipo CP-LANREF por el soporte logístico y operativo. Al SENASICA y Comité Estatal de Sanidad Vegetal de Sinaloa por el financiamiento y gestión administrativa para la ejecución de este proyecto.

REFERENCIAS

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Recibido: 30 de Septiembre de 2022; Aprobado: 05 de Diciembre de 2022

* Corresponding author: morag@colpos.mx

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