Desarrollo de un modelo epidemiológico lagrangiano multiclase de tiempos de residencia y riesgos en ambientes, aplicado al brote de Covid-19 en la Región Metropolitana de Chile

Abstract

La pandemia de COVID-19 ha sido un desafío sanitario a nivel mundial desde 2020, causando más de 6 millones de muertes hacia marzo de 2022. Esta enfermedad se contagia por gotitas respiratorias y contacto estrecho, y es por esto que una de las medidas de mitigación más importantes antes del desarrollo de una vacuna fue el distanciamiento social. Sin embargo, medidas como las cuarentenas no han podido ser adoptadas de manera uniforme entre la población y los grupos socioeconómicos más bajos se han visto más afectados. Se considera una noción de riesgo basada en tres factores; amenaza, exposición y vulnerabilidad. Se busca un modelo compartimental lagrangiano de clases y ambientes que incluya estos tres factores, con el objetivo de estimar la vulnerabilidad, que llamamos factor sanitario, para distintos grupos socioeconómicos. Se plantea la siguiente metodología: en primer lugar, estudiar los datos disponibles y definir las clases y ambientes a utilizar. A continuación, estimar una matriz de tiempos de residencia que codifique el tiempo que pasa cada clase en cada ambiente, y cómo ha variado a lo largo de la pandemia. En tercer lugar, estimar el factor sanitario para ese modelo a partir de observaciones de datos epidemiológicos reales, mediante la técnica de Filtro de Kalman. Esta metodología se aplica a un caso de estudio: el desarrollo de la pandemia de COVID-19 en Santiago de Chile. Se estima una matriz de tiempos de residencia utilizando datos de movilidad. Posteriormente se usa Filtro de Kalman Extendido con estado aumentado en un modelo SEIR, y se estima el factor sanitario para cinco grupos socioeconómicos de Santiago, formados por comunas agrupadas según su Índice de Prioridad social. Se utilizan como observaciones el número de casos confirmados por comuna. Se observan diferencias importantes en los factores sanitarios calculados para los distintos grupos socioeconómicos, lo que apoya que las clases más vulnerables fueran sometidas a condiciones más riesgosas, permaneciendo en ambientes con menor cuidado. Destaca la brusca reducción del factor sanitario estimado para el grupo socioeconómico alto a finales de mayo de 2021. Los casos hipotéticos estudiados apoyan la importancia de las medidas de higiene y cuidado. La metodología propuesta puede ser fácilmente extendida a otros modelos epidemiológicos compartimentales, pero en el presente trabajo solo se pudo considerar los ambientes hogar y exterior, por lo que no se pudo estudiar el efecto en otros ambientes.