Grupo de pesquisa da UFCA desenvolve ferramenta de modelagem e previsão da incidência de COVID-19 em quase 200 países

Atualizado em 08/04/2020 às 19h30

Gráficos desenvolvidos pelo Mesor/UFCA sobre casos do novo coronavírus. Imagem da Plataforma Mesor

A Universidade Federal do Cariri (UFCA), por meio do grupo de pesquisa e desenvolvimento em Modelagem Estatística, Simulação e Otimização de Risco (Mesor), cadastrado no Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), disponibilizou ferramenta de modelagem e previsão de incidência da Covid-19 em quase 200 países.

Com o acesso à Plataforma Mesor (link para uma nova página), por meio da criação de um login e uma senha, o usuário pode verificar gráficos comparativos entre países, no botão Epidemiologia. Os dados originais, usados em gráficos e tabelas, são disponibilizados e atualizados diariamente pela Universidade Johns Hopkins, nos Estados Unidos. 

Conforme o coordenador do grupo, professor Paulo Renato Firmino, para pensar a solução, os pesquisadores levaram em consideração a trajetória esperada de uma pandemia, mesmo em casos inéditos, como o do novo coronavírus. Firmino explica que o esperado de uma pandemia é que a trajetória de incidência diária se desenvolva em três fases consecutivas: um aumento exponencial; um platô, em seguida; e um decaimento até atingir zero. “Isso pode ser evidenciado em muitas situações, como gripe espanhola, H1N1, zika, dengue e chikungunya”, exemplifica o professor. 

Modelo estatístico

Por enquanto, os gráficos disponíveis na plataforma são comparativos entre países. O usuário pode selecionar dois países e comparar como está a curva de incidência de cada um desses lugares, além de outras informações relevantes sobre o modelo estatístico. De acordo com o pesquisador, o modelo utilizado de padrão da série de incidências (crescimento exponencial-platô-decrescimento) é comum a várias funções de densidade de probabilidade, conhecidas como FDPs.

“Na área da Probabilidade e Estatística, as FDPs são vastamente usadas, pois é delas que calculamos probabilidades de ocorrência de muitos eventos de interesse. A FDP beta não-central (BNC) fornece uma função flexível e possui amplas aplicações em análises estatísticas. Ela modela comportamentos simétricos e assimétricos, contemplando também o aumento e a diminuição exponencial em torno de um ponto máximo”, explica o professor.

Os resultados exibidos na Plataforma Mesor envolvem um período de tempo de 600 dias, contados desde o início das contaminações nos locais.

Situação do Brasil

As projeções atualizadas diariamente, de acordo com Paulo Firmino, permitem que o modelo absorva a qualidade das políticas de intervenção adotadas em cada país. Ao considerar a situação do Brasil, em 27, 34 e 40 dias desde o primeiro caso, já é possível verificar que as mudanças, à medida em que ações vão sendo adotadas.

“Note-se que as expectativas para a trajetória da incidência no Brasil, a partir dos 27 primeiros dias de registro, eram alarmantes. Por exemplo, o pico (em torno 98.485 pessoas contaminadas em um só dia) ocorreria, naquele ritmo, entre maio e meados de junho, com a pandemia se concluindo apenas no início de dezembro [ver gráficos abaixo]”, analisou o professor.

Após 34 dias de pandemia, já com a implementação de políticas de controle, como o isolamento social e a conscientização, defendidas pela Organização Mundial de Saúde (OMS) e o Ministério da Saúde, o pico previsto, de acordo com Paulo Firmino, ocorreria no início de abril, e a pandemia se concluiria em junho, com um menor número de casos [ver gráficos abaixo].

Agora, conforme análise do pesquisador, considerando 40 dias desde o início das ocorrências, ou seja, até o dia 5 de abril, com novas discussões ganhando força, tais como os contrastes entre o desenvolvimento econômico e a vulnerabilidade à doença, prevê-se que o pico ocorrerá por em meados de abril e a pandemia só concluiria seu ciclo em meados de julho [ver gráficos abaixo].

Previsões para a série de incidências diárias da Covid-19 no Brasil, considerando 27, 34 e 40 dias desde o primeiro registro e contágio. A linha cinza vertical separa os conjuntos de treinamento e teste. Gráficos produzidos pelos pesquisadores do Mesor.

Aperfeiçoamento

De acordo com o professor, a plataforma ainda não está completa. A disponibilização de dados comparativos entre os países é um primeiro passo. A  intenção é continuar aperfeiçoando e incluir novas bases de dados. “Pensamos em apresentar as trajetórias dos estados e municípios brasileiro, bem como fazer um cruzamento em relação à capacidade hospitalar deles”, destacou Paulo Firmino.

Mesor

A equipe de concepção e desenvolvimento dos gráficos no Mesor é composta pelo professor Paulo Firmino e por pesquisadores orientandos dele: Flávio Murilo de Carvalho Leal (mestrando em Desenvolvimento Regional), Lucas Sousa Santos, Samuel Fernandes Vilar e Luciano Alves Vieira (Iniciação Tecnológica). Criado em 2010, quando o professor Paulo Firmino ingressou na equipe docente do Departamento de Estatística e Informática (Deinfo), da Universidade Federal Rural de Pernambuco (UFRPE), o Mesor, desde 2014, é um grupo de pesquisa mantido pela UFCA.

A partir da colaboração entre os membros, o grupo tem produzido trabalhos de conclusão de curso de graduação, mestrado, doutorado, artigos científicos e ferramentas computacionais sobre Modelagem Estatística, Simulação e Otimização de Risco. Um dos princípios que regem o grupo é a implementação via software com interface amigável dos modelos e metodologias desenvolvidos, facilitando e ampliando sua aplicação junto ao público em geral, como foi feito agora com os dados referentes ao novo coronavírus.

Mais informações sobre o grupo de pesquisa acesse o site institucional do grupo (link para uma nova página), o site com as ferramentas pública (link para uma nova página) e o canal no Youtube (link para uma nova página).

Serviço

Grupo de pesquisa Modelagem Estatística, Simulação e Otimização de Risco (Mesor/UFCA)
mesor.cct@ufca.edu.br