Propagação de doenças e imunidade coletiva (modelo SIR)
BiologiaSaúde e doençaIdades 16–17
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O modelo SIR divide uma comunidade nos grupos suscetíveis, infectados e recuperados. Escolha uma doença (gripe sazonal, COVID-19, sarampo) com um número básico de reprodução R₀ realista e ajuste a taxa de vacinação e o nível de redução de contatos (máscaras, distanciamento, isolamento) para ver o pico da epidemia baixar, chegar mais tarde e o total de casos cair – e, quando o limiar de imunidade coletiva 1 − 1/R₀ é ultrapassado, o surto não consegue decolar.
Aula: Epidemias humanas e como preveni-las e controlá-las
O que mostra
O modelo SIR divide a população em suscetíveis, infectados e recuperados e acompanha, dia a dia, como as pessoas passam de um grupo para outro. O número de reprodução efetivo Rₑ = R₀(1 − c)(1 − v·e) combina o número básico de reprodução da doença com a redução de contatos c, a cobertura vacinal v e a eficácia da vacina e. Quando Rₑ fica abaixo de 1, cada caso infecta menos de uma pessoa e o surto se extingue. O limiar de imunidade coletiva 1 − 1/R₀ explica por que o sarampo exige cobertura muito maior que a gripe sazonal.
Como usar
Escolha uma Doença e deixe a vacinação e a redução de contatos em zero para ver um surto sem controle; anote o dia e o tamanho do pico e se a curva ultrapassa a linha de capacidade hospitalar. Depois aumente Vacinação aos poucos até o surto não decolar mais e compare esse valor com o limiar mostrado. Repita usando apenas Menos contatos e arraste o controle Dia para acompanhar a grade de pontos ao longo da epidemia.
Parâmetros que você pode mudar
- Doença Gripe sazonal (R₀ ≈ 1,5), COVID-19 cepa original (R₀ ≈ 3), Sarampo (R₀ ≈ 15)
- Parcela da população vacinada 0–99 %
- Nível de redução de contatos 0–90 %
Perguntas para explorar
- Por que o sarampo precisa de uma taxa de vacinação muito maior que a gripe sazonal para evitar um surto?
- O que muda para os hospitais quando o pico da epidemia é mais baixo, e por que isso importa?
- Sobre qual grandeza do modelo o uso de máscaras atua, e como isso afeta Rₑ?