Percolação e o fenômeno epidêmico: uma abordagem temporal e espacial da difusão de doenças



Document title: Percolação e o fenômeno epidêmico: uma abordagem temporal e espacial da difusão de doenças
Journal: Scientia agricola
Database: PERIÓDICA
System number: 000284078
ISSN: 0103-9016
Authors: 1
2
3
Institutions: 1Universidade de Sao Paulo, Departamento de Fisica e Matematica, Ribeirao Preto, Sao Paulo. Brasil
2Universidade de Sao Paulo, Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz", Piracicaba, Sao Paulo. Brasil
3Universidade de Sao Paulo, Departamento de Fisica e Quimica, Ribeirao Preto, Sao Paulo. Brasil
Year:
Volumen: 55
Number: 3
Pages: 418-427
Country: Brasil
Language: Portugués
Document type: Artículo
Approach: Analítico
English abstract The phenomenon of epidemic spread is studied, considering equally the temporal and the geographic features. The populational dynamics is described through the Monte Carlo simulation, and the idea of connectivity is used to build an analogy between percolation and the epidemic phenomenum including spatial coordinates. The model considers an idealized population distributed in a bidimentional net, and the illness spread mechanism, essentially stochastic, is processed through effective contacts between the adjacent populational neighbours. Many degrees of neighbourhood were used, as well as several degrees of spatial heterogeneity, including different immune and susceptible concentrations. A generalized concept of percolation is used as a measurement instrument, making possible the identification of an epidemic state, or phase, in a geographic feature. The results allow many concepts of Epidemiology to be taken into consideration (as mass immunity, epidemic process and state) through a wider point of view, involving explicitly the spatial dimensions. Some numeric results include: (i)- the determination of the duration of the epidemic process as a function of the initial spatial distribution of infected individuals (ii)- the effect of the "topological shield" in the reduction of the epidemic spread
Portuguese abstract O fenômeno da difusão epidêmica é considerado tanto no aspecto temporal quanto geográfico. A dinâmica populacional é descrita através da simulação Monte Carlo e a idéia de conectividade é utilizada na construção da analogia entre o fenômeno epidêmico e o da percolação, envolvendo coordenadas espaciais. O modelo estudado considera uma população idealizada, disposta em uma rede bidimensional e o mecanismo de espalhamento da doença, essencialmente estocástico, processa-se através de contatos efetivos entre vizinhos adjacentes. Vários graus de vizinhança e de heterogeneidade espacial, envolvendo diferentes concentrações de imunes e susceptíveis, foram considerados. Uma generalização do conceito de percolação é utilizada como instrumento de medida, possibilitando a identificação do estado, ou fase epidêmica, no aspecto geográfico. Os resultados obtidos permitem associações à vários conceitos da Epidemiologia (imunidade de massa, processo e estado epidêmico) através de uma visão ampla, envolvendo explicitamente as dimensões espaciais. Alguns resultados numéricos encontrados incluem: (i)- determinação da duração do processo epidêmico em função da distribuição espacial inicial de indivíduos infectados, (ii)- efeito do "escudo topológico", na redução da difusão epidêmica. Descritores: resistência à doenças, simulação Monte Carlo, percolação
Disciplines: Medicina,
Matemáticas
Keyword: Salud pública,
Matemáticas aplicadas,
Enfermedades,
Resistencia,
Simulación
Keyword: Medicine,
Mathematics,
Public health,
Applied mathematics,
Diseases,
Resistance,
Simulation
Full text: Texto completo (Ver HTML)