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Sustainable Development Goals
03 Saúde e Bem-EstarCollections
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SCALING EFFECT IN COVID-19 SPREADING: THE ROLE OF HETEROGENEITY IN A HYBRID ODE-NETWORK MODEL WITH RESTRICTIONS ON THE INTER-CITIES FLOW
Author
Miranda, José Garcia Vivas
Silva, Mateus Souza
Bertolino, José Gabriel
Vasconcelos, Rodrigo Nogueira
Cambui, Elaine Cristina Barbosa
Araújo, Marcio Luis Valença
Saba, Hugo
Costa, Diego Pereira
Duverger, Soltan Galano
Oliveira, Matheus Teles de
Araújo Neto, Hildebrando Simões de
Rocha, Washington de Jesus Sant’anna Franca
Jorge, Daniel Cardoso Pereira
Oliveira, Juliane Fonseca de
Andrade, Roberto Fernandes Silva
Rosário, Rafael Silva do
Silva, Mateus Souza
Bertolino, José Gabriel
Vasconcelos, Rodrigo Nogueira
Cambui, Elaine Cristina Barbosa
Araújo, Marcio Luis Valença
Saba, Hugo
Costa, Diego Pereira
Duverger, Soltan Galano
Oliveira, Matheus Teles de
Araújo Neto, Hildebrando Simões de
Rocha, Washington de Jesus Sant’anna Franca
Jorge, Daniel Cardoso Pereira
Oliveira, Juliane Fonseca de
Andrade, Roberto Fernandes Silva
Rosário, Rafael Silva do
Affilliation
Universidade Federal da Bahia. Instituto de Física. Salvador, BA, Brasil.
Universidade Federal da Bahia. Instituto de Física. Salvador, BA, Brasil.
Universidade Federal da Bahia. Instituto de Física. Salvador, BA, Brasil.
Universidade Estadual de Feira de Santana. Salvador, BA, Brasil.
Universidade Federal da Bahia. Instituto de Física. Salvador, BA, Brasil.
Instituto Federal de Ciência e Tecnologia da Bahia. Santo Amaro, BA, Brasil.
Universidade do Estado da Bahia. Salvador, BA, Brasil.
Universidade Federal da Bahia. Pavilhão de Aulas Raul Seixas. Programa de Pós-graduação em Energia e Ambiente. Salvador, BA, Brasil
Universidade Federal da Bahia. Instituto de Física. Salvador, BA, Brasil.
Universidade Estadual de Feira de Santana. Salvador, BA, Brasil.
Universidade Estadual de Feira de Santana. Salvador, BA, Brasil.
Universidade Estadual de Feira de Santana. Salvador, BA, Brasil.
Universidade Federal da Bahia. Instituto de Física. Salvador, BA, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Gonçalo Moniz. Center of Data and Knowledge Integration for Health.Parque Tecnológico da Edf. Tecnocentro. Salvador, BA, Brazil / Universidade do Porto. Centro de Matemática. Lisboa, Portugal.
Universidade Federal da Bahia. Instituto de Física. Salvador, BA, Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Gonçalo Moniz. Center of Data and Knowledge Integration for Health.Parque Tecnológico da Edf. Tecnocentro. Salvador, BA, Brazil.
Universidade Federal da Bahia. Instituto de Física. Salvador, BA, Brasil.
Universidade Federal da Bahia. Instituto de Física. Salvador, BA, Brasil.
Universidade Federal da Bahia. Instituto de Física. Salvador, BA, Brasil.
Universidade Estadual de Feira de Santana. Salvador, BA, Brasil.
Universidade Federal da Bahia. Instituto de Física. Salvador, BA, Brasil.
Instituto Federal de Ciência e Tecnologia da Bahia. Santo Amaro, BA, Brasil.
Universidade do Estado da Bahia. Salvador, BA, Brasil.
Universidade Federal da Bahia. Pavilhão de Aulas Raul Seixas. Programa de Pós-graduação em Energia e Ambiente. Salvador, BA, Brasil
Universidade Federal da Bahia. Instituto de Física. Salvador, BA, Brasil.
Universidade Estadual de Feira de Santana. Salvador, BA, Brasil.
Universidade Estadual de Feira de Santana. Salvador, BA, Brasil.
Universidade Estadual de Feira de Santana. Salvador, BA, Brasil.
Universidade Federal da Bahia. Instituto de Física. Salvador, BA, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Gonçalo Moniz. Center of Data and Knowledge Integration for Health.Parque Tecnológico da Edf. Tecnocentro. Salvador, BA, Brazil / Universidade do Porto. Centro de Matemática. Lisboa, Portugal.
Universidade Federal da Bahia. Instituto de Física. Salvador, BA, Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Gonçalo Moniz. Center of Data and Knowledge Integration for Health.Parque Tecnológico da Edf. Tecnocentro. Salvador, BA, Brazil.
Universidade Federal da Bahia. Instituto de Física. Salvador, BA, Brasil.
Abstract
The new Covid-19 pandemic has left traces of suffering and devastation to individuals of almost all
countries worldwide and severe impact on the global economy. Understanding the clinical characteristics,
interactions with the environment, and the variables that favor or hinder its dissemination help
the public authorities in the fight and prevention, leading for a rapid response in society. Using models
to estimate contamination scenarios in real time plays an important role. Population compartments
models based on ordinary differential equations (ODE) for a given region assume two homogeneous
premises, the contact mechanisms and diffusion rates, disregarding heterogeneous factors as different
contact rates for each municipality and the flow of contaminated people among them. This work
considers a hybrid model for covid-19, based on local SIR models and the population flow network
among municipalities, responsible for a complex lag dynamic in their contagion curves. Based on
actual infection data, local contact rates (β) are evaluated. The epidemic evolution at each municipality
depends on the local SIR parameters and on the inter-municipality transport flow. When heterogeneity
of β values and flow network are included, forecasts differ from those of the homogeneous ODE
model. This effect is more relevant when more municipalities are considered, hinting that the latter
overestimates new cases. In addition, mitigation scenarios are assessed to evaluate the effect of earlier
interventions reducing the inter-municipality flux. Restricting the flow between municipalities in
the initial stage of the epidemic is fundamental for flattening the contamination curve, highlighting
advantages of a contamination lag between the capital curve and those of other municipalities in the
territories.
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