Modelado y simulación para proyección de escenarios de COVID-19

Un proyecto de investigadores del ICC fue seleccionado para su financiamiento a través de una convocatoria de la Agencia de Promoción de la Investigación, el Desarrollo Tecnológico y la Innovación. El proyecto está coordinado por Rodrigo Castro (Director del Laboratorio de Simulación de Eventos Discretos) y refiere al uso de herramientas de simulación computacional para proyectar tendencias y predecir escenarios de intervención en el contexto de la pandemia de COVID-19.

La Agencia de Promoción de la Investigación, el Desarrollo Tecnológico y la Innovación (Agencia I+D+i) lanzó un concurso extraordinario en el marco de la Unidad Coronavirus Covid 19, un dispositivo de coordinación impulsado por el Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación. A partir del llamado, se recibieron más de 900 propuestas de todo el país que fueron evaluadas por 26 referentes académicos nacionales. Finalmente fueron elegidas 64 propuestas, entre las que se encuentra un proyecto de investigadores del ICC. Según informó la Agencia, cada una de las iniciativas recibirá un máximo de 100 mil dólares para financiar su investigación (ver resultados).

El objetivo del proyecto, que se realiza en el Laboratorio de Simulación de Eventos Discretos del ICC, es producir proyecciones en el corto, mediano y largo plazo de la cantidad de personas cursando los diferentes estadíos de la enfermedad COVID-19, incluyendo su demanda hospitalaria, y distinguiendo por cohortes, situación social y actividad económica. 

“Apuntamos a poder ayudar a responder preguntas del tipo ¿Cuáles son las posibles medidas de intervención pública que logren balances óptimos entre un uso eficiente del Sistema de Salud y un impacto socioeconómico tolerable derivado de las medidas de aislamiento?”, puntualiza Rodrigo Castro, coordinador del proyecto, quien además es profesor del Departamento de Computación en Exactas-UBA. En este aspecto aclara que con este propósito buscarán generar escenarios hipotéticos, “simulando la evolución actual de la epidemia y su proyección de mantenerse las medidas actuales como también su evolución ante posibles intervenciones que respondan a diversas políticas públicas, como por ejemplo distintas modalidades de aislamiento aplicados durante diferentes ventanas temporales”.

Para lograr este tipo de simulaciones, los investigadores están avanzando hacia el desarrollo de una plataforma flexible de modelado y simulación, utilizando herramientas “amigables” de visualización de manera que puedan ser utilizadas en tiempo real por equipos técnicos de las áreas del Sistema de Salud de las administraciones públicas (desde el ámbito nacional y provincial hasta los municipios). Los modelos contemplados se ajustarán frecuentemente, automatizando la actualización de posibles escenarios futuros a medida que se incorpora nueva evidencia, y facilitando la incorporación de nuevos escenarios hipotéticos.  

Un posible abordaje ante la pandemia, recurriendo a esta herramienta, es la experimentación con estrategias intermitentes de mitigación y supresión, es decir, aplicar aislamientos programados de diferentes intensidades durante ventanas de tiempo más o menos regulares y predecibles. De este modo, se busca compatibilizar el cuidado sanitario con ciertos niveles de reactivación económica.

“Mediante una familia de modelos se podrá informar cuáles combinaciones de medidas resultan ser las más eficientes en diferentes momentos de la curva de la epidemia, ayudando a complementar las medidas tomadas a nivel nacional, provincial y municipal”, explica Castro. Al mismo tiempo, la herramienta sería clave para informar la implementación de políticas públicas a partir de las proyecciones en el corto, mediano y largo plazo de la evolución del Coronavirus y de los requerimientos por parte de los responsables de toma de decisiones en el sistema sanitario. Además, los investigadores podrán capacitar a los tomadores de decisiones como usuarios de la plataforma y mejorar dinámicamente (y con participación de estos actores) los resultados.

Si bien en este proyecto financiado se proponen los primeros resultados a los 2 meses (de un total de 12), hace ya casi el mismo tiempo que los científicos del ICC están trabajando a tiempo completo, con lo cual ya cuentan con resultados que han puesto a disposición de las administraciones públicas.

Rodrigo Castro

Ante la consulta de por qué decidieron orientarse a trabajar en COVID-19, el investigador del ICC comenta que en el Laboratorio se dedican “a investigar y desarrollar nuevas herramientas y metodologías que faciliten el modelado matemático para estudios de simulación”. Esto implica dominar un abanico de herramientas que abarcan desde la escala microscópica (por ejemplo para simular interacción entre personas contagiándose la enfermedad), mesoscópica (por ejemplo para simular flujos promedio de movilidad entre barrios de una ciudad en escenarios con/sin medidas de aislamiento) o macroscópica (por ejemplo para simular la dinámica agregada de toda una población en términos de susceptibles, expuestos, infectados, hospitalizados, recuperados y fallecidos, incluso distinguidos por cohorte). “Combinando estas escalas, además, componemos modelos híbridos, que combinan eventos discretos, tiempo discreto, y sistemas continuos, tanto estocásticos como deterministas”, puntualiza Castro, quien señala que la irrupción de preguntas sobre la pandemia y la necesidad de responderlas hizo que no duden en abocarse a ayudar desde el ámbito científico-tecnológico.

 Cabe recalcar que de manera paralela otros investigadores e investigadoras de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (FCEyN) tuvieron iniciativas similares, de modo que desde el Departamento de Computación y el ICC decidieron sumarse para integrar un grupo amplio de más de 50 científicos de FCEyN (matemáticos, computadores, estadísticos) coordinados entre el DC/ICC y el Instituto de Cálculo (IC), incluyendo a colegas del Departamento de Matemática y de las universidades UNSAM, UNGS, UNQ y UNR. El proyecto financiado se suma a otros esfuerzos en curso dentro de este marco, donde ya han avanzado en interacción con algunas administraciones públicas.

Más información en los medios:

Nota en La Nación (22/4/20)

https://www.lanacion.com.ar/ciencia/coronavirus-que-pronostican-matematicos-pico-pandemia-argentina-nid2356591?fbclid=IwAR0A5s7WUrX-siuz-Y-ff-xN-PxuwnN_vbHOq3eXIpCxDgLlenyMpQyD42A

Nota en CNN Radio Argentina (25/4/20)

https://radiocut.fm/audiocut/metodos-simulacion-para-evaluar-posibles-escenarios-del-coronavirus/?fbclid=IwAR1Q66WbtJyUNk2QPnx5Z-vOqjexfU6nknQ7ZRDN14KysTH0VwHBJg1MnKk

Nota en Infobae (2/5/20)

https://www.infobae.com/coronavirus/2020/05/02/quienes-son-los-64-cientificos-argentinos-elegidos-para-financiar-sus-investigaciones-sobre-covid-19/

Charla en el Coloquio de Matemática-FCEyN-UBA (6/5/20)
https://youtu.be/hSLpz4kAIZw?t=3462