La investigación matemática asume el reto de predecir la evolución de la epidemia de COVID-19 y su impacto socio-económico

Picture: National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID)

  • Personal científico del Centro Vasco de Matemática Aplicada (BCAM), la Universidad del País Vasco UPV/EHU e Ikerbasque colabora junto con el Departamento de Salud del Gobierno Vasco y Osakidetza en la modelización de la dinámica de la enfermedad del COVID-19
  • Emplean modelos matemáticos, estadísticos y algoritmos de inteligencia artificial para describir el impacto de la pandemia en Euskadi caracterizando el proceso de infección de la enfermedad y su evolución en el tiempo
  • También elaboran informes periódicos con las predicciones, a siete días, de casos positivos e ingresos hospitalarios para la Comunidad Autónoma del País Vasco (CAPV) y sus principales Organizaciones Sanitarias Integradas (OSIs), basados en los datos diarios observados

Desde los inicios de la humanidad, las Matemáticas han sido la base sobre la que se han apoyado todas las ciencias naturales y sociales. Al mismo tiempo, contribuir a resolver los retos de la sociedad y de otras disciplinas han sido la fuente de inspiración para la mayoría de los desarrollos matemáticos a lo largo de la historia. La actual crisis sanitaria generada por el COVID-19 no es ninguna excepción y esta demostrando una vez más la contribución de esta disciplina al bienestar social.

Cientos de matemáticos de todo el mundo trabajan contra reloj para ayudar en la lucha contra esta enfermedad, ya sea para investigar la propagación del virus, para determinar la evolución de la pandemia o para contribuir a la toma de decisiones sobre la duración de las medidas excepcionales para hacerle frente.

En Euskadi, personal científico del Centro Vasco de Matemática Aplicada – BCAM, centro de excelencia vinculado a la Consejería de Educación del Gobierno Vasco, la UPV/EHU e Ikerbasque han venido colaborando junto con el Departamento de Salud del Gobierno Vasco desde hace un mes en la modelización de la dinámica de la enfermedad del COVID-19, describiendo el impacto de la pandemia y caracterizando el proceso de infección de la enfermedad y su evolución en el tiempo.

Desde el inicio de la crisis sanitaria, BCAM ha puesto a disposición de la administración su experiencia y conocimiento con la finalidad de proporcionar información y estimaciones diarias sobre el número de ingresos hospitalarios previstos y, entre ellos, los que se espera que sean más graves, aquellos que requieren atención en la UCI.

De hecho, el centro ha puesto en marcha un grupo de trabajo sobre COVID-19 en el marco del área de investigación de Ciencia de Datos e Inteligencia Artificial y el área de Modelización Matemática en Biología que colaboran estrechamente con la UPV/EHU, Ikerbasque e instituciones sanitarias vascas. Se trata de un grupo multidisciplinar que está llevando a cabo su trabajo desde Euskadi e Italia y está formado por científicas y científicos de referencia internacional. Cuentan con una amplia experiencia en el modelado de enfermedades infecciosas como el dengue, el ébola o la gripe y colaboran con expertos en este ámbito de otras instituciones, lo cual ha permitido abordar el problema desde varias perspectivas científicas complementarias, proporcionando a las administraciones información para la toma de decisiones, así como apoyo al día a día de los hospitales en la gestión de esta crisis sanitaria.

A través de modelos epidemiológicos (SIR y extensiones), la investigación operativa y los procesos Gaussianos, se ha logrado describir la dinámica de la enfermedad.  Los resultados se han validado con los datos de la incidencia de casos confirmados de COVID-19 en la CAPV, datos de ingresos hospitalarios, de UCI y de mortalidad proporcionados por Osakidetza. Los resultados muestran que la epidemia en el País Vasco ha entrado ahora en la fase lineal, y el número de casos positivos está estabilizándose. Se han elaborado informes periódicos con las predicciones, a siete días, de casos positivos e ingresos hospitalarios tanto para la CAPV como para sus principales OSIs. Además, se continúa trabajando en la evaluación del efecto de las medidas de contención realizadas en la transmisión de la enfermedad con el objetivo de dar apoyo a la toma de decisiones futuras sobre su progresiva flexibilización.

La valoración obtenida por parte de la consejería de salud, así como Osakidetza, ha sido muy positiva, resaltando ambas la rigurosidad y contenido de la información proporcionada. Durante una comparecencia que ha ofrecido esta mañana, el Director de Planificación, Ordenación y Evaluación Sanitarias del Departamento de Salud del Gobierno Vasco, Mikel Sánchez, ha mostrado su agradecimiento a BCAM y a otras empresas del ámbito de la i+D+i que de manera altruista están colaborando con el Gobierno Vasco para tratar de frenar esta pandemia. Sanchez ha afirmado que apoyarse en tecnologías innovadoras como la Inteligencia Artificial es clave para poder superar una crisis como la del COVID-19: “Es fundamental seguir los pasos en este sentido de algunos países que van por delante de nosotros en esta pandemia como es el caso de China, de Singapur o de la propia Corea del Sur.”

En este contexto, ante el impacto económico y social causado por la epidemia del COVID-19, BCAM plantea continuar contribuyendo, enfocando sus capacidades de investigación fundamental, a reforzar la lucha contra la enfermedad y contribuir a la recuperación y a minimizar posibles impactos futuros.

En este sentido, se plantea lanzar nuevos proyectos de investigación en el ámbito de la inteligencia artificial para la trazabilidad de afectados, detección precoz de sintomatología compatible con COVID-19, modelado de asintomáticos e incluso relación de la pandemia con otros factores en colaboración con otros centros como el centro de investigación en cambio climático, BC3. En paralelo, se continúa trabajando en analizar los datos del escenario actual para planificar y gestionar adecuadamente los recursos de forma que se minimice el impacto sobre el tejido productivo de Euskadi y se puedan tomar las medidas oportunas para reactivar la economía.