Coautores: Luís B. Lecha Estela, Aldo Moya Álvarez, Elena Ciómina de Carvajal, Alejandro Estrada Moreno, Laura C. Silverio López y Rafael Águila Wilson Los pronósticos biometeorológicos: una vía novedosa para reducir las crisis de hipertensión arterial en la población cubana. Proyecto Territorial de Innovación Tecnológica No. 0921 del Centro de Estudios y Servicios Ambientales del CITMA en Villa Clara para el período 2008-2010.

Coauthors: Luís B. Lecha Estela, Aldo Moya Álvarez, Elena Ciómina de Carvajal, Alejandro Estrada Moreno, Laura C. Silverio López y Rafael Águila Wilson Biometeorological Forecasts: a new way to reduce hypertensive crisis in the Cuban population. Territorial project of technological innovation No. 0921 of the Center for Environmental Research and Services of Villa Clara during the period 2008-2010.

LOS ANTECEDENTES Primera Etapa: 1986-1990 Segunda Etapa: 1991-1995 Se caracteriza de manera compleja el clima de Cuba Se estudia el balance de calor del cuerpo humano y sus efectos en la salud. Se introduce el uso de índices bioclimáticos y se inicia el monitoreo de las reacciones meteoro-patológicas en Cuba. Se publican los primeros resultados en el Nuevo Atlas de Cuba y artículos. Se estudia durante 5 años para toda Cuba la relación entre la ocurrencia diaria de enferme-dades y los elementos meteorológicos. Segunda Etapa: 1991-1995 La densidad del oxígeno en el aire (DOA) se identifica como índice de referencia para el pronóstico biometeorológico.

BACKGROUND First Stage: 1986-1990 Second Stage: 1991-1995 The complex characterization of the Cuban climate was done. The effects of the heat balance of the human body on human health in Cuba were studied. The use of bioclimatological indexes and the monitoring of daily meteorotropic responces began in Cuba. The most important results were published in the New National Atlas of Cuba. The relationship between the daily occurrence of selected diseases and weather elements was evaluated during 5 years all over the country. Second Stage: 1991-1995 The partial oxygen density of the air was selected as the main reference index for biometeorological forecasts.

LA PRIMERA VERSIÓN Temperatura Humedad Presión Atmosférica Densidad Oxígeno Una primera versión del Sistema de Avisos y Alertas para la Salud (SAAS) se desarrolló en 1996 y el programa usaba la información sinóptica para calcular la DOA y sus diferencias en 24 horas como expresión física del impacto de los cambios del estado del tiempo sobre la salud humana. Diferencia en 24 horas de la densidad del oxígeno en el aire (DOA-24).

THE FIRST VERSION … Temperature Humidity Atmospheric Pressure Oxygen Content The first version of the Health Watch & Warning System was developed in 1996. The software used the synoptic data as input to calculate the partial oxygen density of the air and it 24 hours differences. The output shows the physical behavior of the weather impacts on human health. Differences in 24 horas of the partial oxygen density of the air (PODA-24).

ENFERMEDADES Y LÍMITES Se trabaja con el asma bronquial (CAAB), las enfermedades del corazón (EC), la hipertensión arterial (HTA), las cefaleas (CEFA), las enfermedades cerebro-vasculares (ECV) y algunos tipos de infecciones respiratorias agudas (IRA). Se define la ocurrencia de una reacción meteoro-trópica de cada enfermedad cuando el valor diario es igual o superior a 150 % de la media mensual respectiva. Si sucede más de un máximo diario, se considera ese día como muy significativo.

DISEASES AND LIMITS The diseases under study are: bronchial asthma (BA), cardiovascular diseases (CVD), arterial hypertension (AHT), migraines (MIG), brain-vascular diseases (BVD) and some acute respiratory infections (ARI). The occurrence of a meteorotropic reaction is defined when the daily value is higher than 150 % of the respective monthly mean. If more than one maximum occurs the same day, the impact is considered very significant.

ESCALAS DEL CONTRASTE Condición Baja Media Alta > 10.0 > 20.0 Hiperoxia extrema > 10.0 > 20.0 > 30.0 Hiperoxia muy fuerte 8.1 a 10.0 16.1 a 20.0 24.1 a 30.0 Hiperoxia fuerte 6.1 a 8.0 12.1 a 16.0 18.1 a 24.0 Hiperoxia moderada 4.1 a 6.0 8.1 a 12.0 12.1 a 18.0 Hiperoxia débil 2.1 a 4.0 4.1 a 8.0 6.1 a 12.0 ZONA NEUTRAL -2.0 a 2.0 -4.0 a 4.0 -6.0 a 6.0 Hipoxia débil -2.1 a -4.0 -4.1 a -8.0 -6.1 a -12.0 Hipoxia moderada -4.1 a -6.0 -8.1 a -12.0 -12.1 a -18.0 Hipoxia fuerte -6.1 a -8.0 -12.1 a -16.0 -18.1 a -24.0 Hipoxia muy fuerte -8.1 a -10.0 -16.1 a -20.0 -24.1 a -30.0 Hipoxia extrema < -10.0 < -20.0 < -30.0

CONTRAST SCALES BioMet Condition Low Latitude Middle High > 10.0 Extreme hyperoxia > 10.0 > 20.0 > 30.0 Very strong hyperoxia 8.1 a 10.0 16.1 a 20.0 24.1 a 30.0 Strong hyperoxia 6.1 a 8.0 12.1 a 16.0 18.1 a 24.0 Moderate hyperoxia 4.1 a 6.0 8.1 a 12.0 12.1 a 18.0 Weak hyperoxia 2.1 a 4.0 4.1 a 8.0 6.1 a 12.0 NEUTRAL ZONE -2.0 a 2.0 -4.0 a 4.0 -6.0 a 6.0 Weak hypoxia -2.1 a -4.0 -4.1 a -8.0 -6.1 a -12.0 Moderate hypoxia -4.1 a -6.0 -8.1 a -12.0 -12.1 a -18.0 Strong hypoxia -6.1 a -8.0 -12.1 a -16.0 -18.1 a -24.0 Very strong hypoxia -8.1 a -10.0 -16.1 a -20.0 -24.1 a -30.0 Extreme hypoxia < -10.0 < -20.0 < -30.0

EL METEOROGRAMA Las flechas rojas señalan la ocurrencia de cambios bruscos del complejo meteorológico, capaces de producir impactos meteoro-trópicos.

EJEMPLOS DE IMPACTOS Mismos días Efectivamente, el asma bronquial y la HTA presentaron varios máximos en el mes coincidentes con los cambios bruscos del estado del tiempo, pero unos más marcados que los otros.

EL EFECTO METEORO-TRÓPICO La variación notable en 24 horas del contenido de oxígeno del aire explica los impactos meteoro-trópicos. El asma bronquial, la HTA y las cefaleas presentaron varios períodos muy activos: especialmente a inicios de diciembre y en febrero. Las enfermedades cardiovasculares tuvieron 2 máximos notables.

THE METEOR-TROPIC EFFECT The significant variations in 24 hours of the PODA index explains the occurrence of meteor-tropic impacts. The bronchial asthma, the HBT cases and migraines had several very active periods, specially at the beginning of December and during February. The heart diseases has 2 significant maxima.

¿Y LA MORTALIDAD? Resultó muy interesante el caso del día 16 de enero, cuando se reportaron 7 fallecidos ese día: 3 por infección respiratoria aguda, 1 por infarto y 3 por accidentes cerebro-vasculares graves. Intenso anticiclón continental afectó la provincia tras un frente frío. Situación sinóptica del 16 al 18 de enero de 2007 a las 12:00 GMT.

¿ AND THE MORTALITY ? It was very remarkable the pick of local mortality observed on January 16 2007, when 7 people died: 3 due to acute respiratory infection, 3 due to brain-vascular disease and 1 by a heart attack. An intense cold-continental air mass affected the country after a cold front. Synoptic situations between January 16 to 18, 2007 at 12:00 GMT.

LA NUEVA VERSIÓN A partir de estas investigaciones realizadas anteriormente, especialistas del Centro Meteorológico Provincial de Villa Clara y del Centro de Estudios y Servicios Ambientales, desarrollaron un nuevo sistema automatizado de pronóstico para calcular los valores de las diferencias en 24 horas de la densidad parcial del oxígeno del aire en seis regiones geográficas ya definidas, generando como salidas una secuencia de 16 mapas en los horarios de las 00:00 y 12:00 GMT, desde tiempo real hasta 180 horas de antelación (una semana). El sistema se encuentra operativo en Cuba desde finales del año 2006 y corre desde los servidores del CMP de Villa Clara para actualizar diariamente las salidas gráficas que se publican en el sitio WEB.

THE NEW VERSION Starting from these investigations carried out previously, specialists of the Provincial Meteorological Center of Villa Clara and the Center for Environmental Research and Services, they already developed a new automated forecast system to calculate the values of the differences in 24 hours of the partial oxygen density of the air (PODA) in six geographical regions, generating as output a sequence of 16 maps every 12 hours, from real time up to 180 hours in advance (one week). The system is operational from December 2006 and it runs from the servers at the PMC of Villa Clara, in order to guarantee the daily update of the model output published in the website “PronBiomet”.

PronBiomet … Un nuevo servicio Disponible por regiones geográficas English Introducción Pron. Biometeorológico Pronóstico Bioclimático Capacitación Este sitio Web ofrece los pronósticos biometeorológicos y bioclimáticos, con el fin esencial de facilitar su aplicación en el sistema de salud de Cuba y otros países. Se accede por la dirección http://pronbiomet.villaclara.cu El sitio incluye abundante información para la capacitación del personal médico que aplicará estos servicios, así como las bases de datos médico-meteorológicas generadas hasta el momento. Las salidas del modelo se validan actualmente por un Grupo Internacional de Trabajo integrado por especialistas de España, Italia, Chile, Canadá, Vietnam, China (Hong Kong) y Cuba.

ESTADÍSTICAS DEL SITIO WEB Accesos desde el exterior comienzan en octubre (67 %). Visitado por más de 105 países. Más de 10,000 accesos/mes. Hasta 1,200 accesos por día. Se descarga gran cantidad de información, hasta 60 Mb/día. Espejo en varios sitios afines.

PROCESA TAMBIÉN DATOS DE ARCHIVO EJEMPLOS DE SALIDAS Cuba SE de Asia y Japón Australia Norteamérica y el Caribe PROCESA TAMBIÉN DATOS DE ARCHIVO Suramérica Europa Tormenta del Siglo el día 13/3/93

IT ALSO PROCCESS ARCHIVE DATA OUTPUT EXAMPLES Asia and Japan United States and the Caribbean Cuba Storm of the Century 13/3/93 IT ALSO PROCCESS ARCHIVE DATA Europe South America

¡ ALERTA BIOMETEOROLÓGICA ! 132 144 156 168 180 horas

EFECTIVIDAD GENERAL Elementos a considerar (+) (-) Total Casos complejos pronosticados 24 39 63 De ellos con 1 enfermedad 14 38 De ellos con 2 enfermedades 6 5 11 De ellos con 3 enfermedades o más 2 3 De ellos “falsas alarmas” 7 9 Casos no pronosticados 10 8 18 De ellos con efectos locales 4 De ellos con más de 1 enfermedad Efectividad sobre emitidos (%) 91.7 82.1 85.7 Efectividad general (%) 71.0 74.4 73.0

GENERAL EFFECTIVENESS Elements to consider (+) (-) Total Forecasted complex cases 24 39 63 Of them with 1 illness 14 38 Of them with 2 illnesses 6 5 11 Of them with 3 illnesses or more 2 3 Of them “false alarm” 7 9 Non- forecasted cases 10 8 18 Of them with local effects 4 Of them with more than 1 illness Effectiveness on issued (%) 91.7 82.1 85.7 General Effectiveness (%) 71.0 74.4 73.0

EFECTIVIDAD POR ENFERMEDADES Condición Presente AB EC HTA CEF ECV Suma Máx. Pronosticados 10 21 14 7 15 67 Por hiperoxia 6 8 5 1 25 Por hipoxia 4 13 9 42 No pronosticados 3 2 Con efectos locales SUMA TOTAL 31 17 88 16 38 11 50 EFECTIVIDAD (%) 100 68 82 78 71 76

EFFECTIVENESS BY DISEASES BioMet Condition BA HD HBT MIG BVD Sum Forecasted maxima 10 21 14 7 15 67 By hyperoxia 6 8 5 1 25 By hypoxia 4 13 9 42 Non - forecasted 3 2 With local effects Total Sum 31 17 88 16 38 11 50 Effectiveness (%) 100 68 82 78 71 76

OTROS ASPECTOS DE INTERÉS La ocurrencia diaria de los máximos por enfermedades se relaciona con la condición biometeorológica. Tanto la hiperoxia como la hipoxia tienen la capacidad de producir respuestas meteorotrópicas masivas en la población local. Pero se puede identificar una cierta preferencia de los máximos diarios ante una u otra condición biometeorológica. Cefaleas Hipertensión Enf. cerebro-vascular Asma Bronquial Enfermedad del Corazón HIPEROXIA HIPOXIA

OTHER ASPECTS OF INTEREST The daily occurrence of maximum by diseases is related with the type of biometeorological condition. Both hyperoxia and hypoxia conditions have the capability to produce massive meteorotropic responses in the local population, but it is possible to identified a certain preference of disease maxima for one or another biometeorological condition. Migraines High blood tension Brain-vascular diseases Bronchial asthma Heart diseases HYPEROXIA HYPOXIA

LA RECEPCIÓN Y DIFUSIÓN Sitio Web PronBiomet Médicos de Familia Centros de Salud El resto… Placetas Sagua Ranchuelo Municipios

Relaciones ya existentes hoy COOPERACIÓN ACTUAL Sociedad Internacional de Biometeorología (SIB) Centro de Análisis del Tiempo Espacial WMO Relaciones ya existentes hoy Lab. Climatología - Sinóptica de la Universidad de Miami

LA NOVEDAD Y ACTUALIDAD La advertencia pública anticipada de los efectos del tiempo sobre la salud resulta algo novedoso tanto en Cuba como en el ámbito internacional. Con este servicio se fortalece la vigilancia en salud, se desarrollan nuevos métodos y procedimientos dirigidos a prevenir los efectos negativos de los cambios bruscos del tiempo en la población local. Los sistemas de alerta temprana en salud son una contribución a los esfuerzos que realizan la OMM y la OMS para facilitar el trabajo conjunto entre los miembros de las comunidades médica y meteorológica.

THE NOVELTY The emission of public health alerts, taking into account the potential effects of weather changes on human health is a novel result for Cuba as well as in the international arena. This kind of service strengthens the health surveillance. It contributes to develop new methods and procedures directed to prevent the negative effects of weather changes on local population. The development of Health Alerts Systems is a concrete contribution to the efforts that international organizations such as WMO and WHO are doing in order to obtain a more effective international cooperation to prevent or minimize disease spread, as well as other important joint activities between the medical and meteorological communities.

LOS IMPACTOS Primer Servicio de Alertas Tempranas (SAT) para la salud, basado en pronósticos biometeorológicos a escalas regional y global. Reducción de la morbilidad y mortalidad por enfermedades crónicas no transmisibles asociadas a los cambios bruscos del estado del tiempo. Mejor calidad de vida y mayor seguridad sanitaria para las poblaciones de los países beneficiados. Nuevos procedimientos de atención médica en los sistemas de urgencia para minimizar los efectos de los cambios bruscos del tiempo sobre las personas más sensibles. Nuevos programas de educación para la salud y educación ambiental para elevar la comprensión y divulgación de los efectos que el tiempo tiene sobre la salud humana.

THE IMPACTS … Abrupt weather changes produce the massive occurrence of meteorotropic responses. The affected population move to Emergencies, looking for health assistance, pressing on the health infrastructure of the first assistance level. The opportune prevention of these impacts gives a significant economical and social benefit. Also, it increases the quality of medical assistance. Nevertheless, more research work must be done, and a better cooperation among the medical and meteorological partners is required, in order to understand the main starting mechanisms of meteorotropic responses, as well as to design new organizational and preventive procedures for the Integrated Medical Emergency System (SIUM in Spanish).

LAS TAREAS A ENFRENTAR Organización de la recepción de los pronósticos y su difusión priorizada dentro del sistema de salud. Preparar los servicios de urgencia para enfrentar los impactos meteoro-trópicos. Diseño y prueba de procedimientos terapéuticos, preventivos y organizativos para mitigar los impactos asociados a la variabilidad del tiempo. Preparación del personal médico y de toda la población para asimilar estos nuevos servicios. Diseño de nuevas investigaciones conjuntas. Evaluación del impacto económico y social.

CON APLICACIONES EN … El Sistema Integrado de Urgencias Médicas (SIUM). Los programas de salud dirigidos a los sectores más sensibles de la población (ancianos, niños, etc.). El sistema de distribución de medicamentos. La capacitación y actualización del personal médico en los centros de salud y facultades de medicina. El desarrollo de nuevas investigaciones, programas de educación ambiental y educación para la salud. La información oportuna y sistemática a la población a través de los medios masivos de comunicación.

CONCLUSIONES Hasta el momento los resultados son satisfactorios; y aunque la efectividad de los pronósticos varía con la enfermedad, se puede alertar anticipadamente con el apoyo que brinda INFOMED, sobre la ocurrencia de crisis masivas de salud en la población local. Los resultados del proyecto se pueden aplicar a la práctica de inmediato, especialmente en el SIUM y en los programas priorizados de salud para los sectores de población más sensible.

RECOMENDACIONES La relación entre el aumento de la mortalidad diaria por algunas enfermedades crónicas no transmisibles y la variabilidad del tiempo debe estudiarse con más atención, especialmente durante las condiciones biometeorológicas de hipoxia. La validación de la efectividad del servicio de pronósticos biometeorológicos debe continuar durante el resto del año 2008 en las diferentes zonas geográficas, para establecer las diferencias que puedan derivarse de las características propias de cada población.

MUCHAS GRACIAS... CONTACTO: Dr. Luís B. Lecha Estela, Investigador Titular Centro de Estudios y Servicios Ambientales, CITMA Carretera Central No. 716 entre Colón y Cabo Brito Santa Clara, C. P. 50100, Villa Clara, CUBA. Telf. 42-271165, 42-228686 Correo: lecha@cesam.vcl.cu