The COVID-19 pandemic has imposed several dilemmas for managers in the public sector, with school reopening being among the most complex decisions. The present article presents a microsimulation model of the pandemic course considering various scenarios within the confines of a classroom in the city of Belo Horizonte, Brazil. For that, a susceptible-infectious-recovered (SIR) model was integrated with a random graph model, associating epidemiological characteristics with sociometric and sociodemographic factors. Social contact rates projected for Brazil in the European POLYMOD project were adapted for the city of Belo Horizonte to simulate the number of contacts among individuals considering a Poisson distribution. The simulation used as reference a group of 20 students and their families. The projected scenarios discriminated three age groups with their respective rate of daily social contacts: 0 to 5 years (0.01), 6 a 14 years (1.80), and 15 to 19 years (0.20). The simulations showed clear differences between these age groups, depending on the initial number of infected individuals and on the use or not of face masks in the school. The results confirm that the absence of adequate mitigation measures entails a considerable increase in transmission in the school setting.
A pandemia da COVID-19 tem levantado uma série de dilemas para os gestores públicos, sendo a reabertura das escolas uma das decisões mais complexas. O presente artigo apresenta uma microssimulação do curso da pandemia considerando vários cenários dentro dos limites de uma sala de aula na cidade de Belo Horizonte, Brasil. Utilizou-se um modelo de suscetíveis-infectados-recuperados (SIR) integrado a um modelo de grafos aleatórios, associando características epidemiológicas a fatores sociométricos e sociodemográficos. Foram utilizadas as taxas de contatos sociais projetadas para o Brasil pelo projeto europeu POLYMOD e adaptadas para a cidade de Belo Horizonte para simular o número de contatos entre os indivíduos seguindo uma distribuição de Poisson. A simulação tomou como referência 20 alunos e suas famílias. Os cenários projetados discriminaram três faixas etárias com as suas respectivas taxas diárias de contatos sociais: 0 a 5 anos (0,01), 6 a 14 anos (1,80) e 15 a 19 anos (0,20). As simulações demonstraram diferenças claras para os grupos etários considerados, dependendo do número de infectados iniciais e do uso ou não de máscara no espaço escolar. Os resultados confirmam que a ausência de medidas adequadas de mitigação eleva de forma considerável o risco de contágio na comunidade escolar.
La pandemia de COVID-19 ha creado una serie de dilemas para los administradores públicos, que ha hecho de la reapertura de las escuelas una de las decisiones más complejas. En el presente artículo se presenta una microsimulación del curso de la pandemia, en la cual se analizan varias situaciones hipotéticas dentro de los límites de un salón de clases en la ciudad de Belo Horizonte (Brasil). Se utilizó un modelo de personassusceptibles, infectadas y recuperadas (SIR) integrado a un modelo de gráficos aleatorios, dentro del cual se asociaron lascaracterísticas epidemiológicas a factores sociométricos y sociodemográficos. Se utilizaron las tasas de contactos sociales previstas para Brasil por el proyecto europeo POLYMOD y adaptadas a la ciudad de Belo Horizonte con el fin de simular el número de contactos entre las personas con una distribución de Poisson. Para la simulación se tomó como referencia un grupo de 20 alumnos y sus familias. En las situaciones hipotéticas proyectadas se distinguieron tres grupos etarios con sus respectivas tasas diarias de contactos sociales: de 0 a 5 años (0,01), de 6 a 14 años (1,80) y de 15 a 19 años (0,20). Las simulaciones demostraron que hay claras diferencias en los grupos etarios analizados, según el número inicial de personas infectadas y el uso o la falta de uso de mascarilla en el ambiente escolar. Los resultados confirman que la falta de medidas adecuadas de mitigación eleva de forma considerable el riesgo de contagio en la comunidad escolar.
Keywords: COVID-19; computer simulation; disease transmission, infectious; epidemiology; stochastic processes.