Modelo de simulación que permite una operación segura

Modelo de simulación que permite una operación segura

La foto de la derecha muestra una escuela primaria con una guardería diurna vespertina (8 clases, 19 alumnos cada una, 16 profesores + miembros de la familia). A la derecha hay una escuela secundaria típica (28 clases de 24 niños cada una, 70 maestros + miembros de la familia). Crédito: autores del estudio

Desarrollado durante una pandemia en curso, pero adaptable a diferentes necesidades: científicos austriacos han desarrollado un modelo de simulación para mantener las escuelas abiertas de manera segura durante una pandemia.

Hace un año, el mundo entero debatió: ¿es irresponsable enviar a los niños a la escuela durante una pandemia o existen medidas que pueden prevenir de manera eficiente las reuniones de coronavirus para que las escuelas puedan permanecer abiertas (o reabrir)?

Un equipo de investigación del Complexity Science Hub Vienna (CSH) quería saberlo con seguridad. Jana Lasser, entonces en el equipo de Peter Klimek en CSH y MedUni Viena y ahora científica en la Universidad Tecnológica de Graz, desarrolló un modelo de simulación escolar que muestra cómo se propaga el virus y la probabilidad de que se propague en diferentes entornos escolares. El modelo también permite calcular la efectividad (paquetes) de medidas contra la propagación del virus.

Para este estudio publicado en la edición actual de Comunicaciones de la naturaleza, el equipo de CSH agregó las propiedades de la variante delta, que prevalecía en Austria antes de Navidad. «Sin embargo, podemos adaptar nuestro modelo en cualquier momento y simular una variedad de otros escenarios», dijo la científica de complejidad Jana Lasser, primera autora del artículo de investigación.

El equipo de investigación desarrolló y calibró su «Herramienta escolar» con datos sobre 616 grupos de corona que ocurrieron en escuelas austriacas en el otoño de 2020. La Agencia Austriaca para la Salud y la Seguridad Alimentaria (AGES) aportó los datos anónimos.

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Para conocer las medidas que se pueden implementar de manera realista en las escuelas, los investigadores también realizaron varias entrevistas con directores y maestros.

Demasiadas posibilidades complican la tarea

Primero, los científicos identificaron diferentes tipos de escuelas: cuántas clases hay en la escuela, cuál es el tamaño de las clases, cuántos maestros hay en la escuela, etc. “En nuestro modelo, distinguimos escuelas primarias con o sin guardería, escuelas intermedias con o sin guardería y escuelas secundarias o preparatorias con niños de aproximadamente 10 a 18 años”.

Estas escuelas virtuales pueden tomar varias medidas para evitar reuniones si es posible. Las acciones incluyeron: uso de máscaras, ventilación intensiva frecuente de las aulas, evaluación periódica de niños y maestros, y reducción del tamaño de las clases. Los científicos también simularon diferentes tasas de vacunación entre maestros y niños.

Se trata de esta mezcla

Una conclusión de la acción: las medidas deben adaptarse a los diferentes tipos de escuelas. «Las escuelas secundarias tienden a ser más grandes, con más niños en las clases y cambiando de maestros, por lo que hay muchas más posibilidades de que la infección se propague. La visualización basada en la web que desarrollamos muestra muy bien cómo se propaga la infección en la escuela. Esta mayor posibilidad», dice Lasser. porque la infección en las escuelas grandes significa que necesitan implementar más medidas que las escuelas primarias.

Basado en la variable delta, y dado que el 80 por ciento de los maestros han sido vacunados, el modelo muestra que las escuelas primarias y secundarias pueden mantener la tasa de reproducción R por debajo de 1 (es decir, una persona enferma infecta menos que otra persona en promedio) ventilar las aulas y use máscaras y reduzca el tamaño de la clase incluso cuando los niños no estén vacunados. En todos los demás tipos de escuelas, las mismas medidas pueden ayudar a mantener R<1, y por lo tanto (re) reabrir con relativa seguridad, si la mitad de los niños también están vacunados.

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En las escuelas grandes, las pruebas también deben centrarse en los maestros como fuente potencial de infección, ya que tienen muchos contactos a lo largo del día y pueden transmitir el virus a diferentes aulas, señalan los investigadores.

«Vemos claramente la eficacia del llamado modelo de queso suizo», explicó el complejólogo Peter Klimk (CSH & MedUni Viena). «Ninguna medida por sí sola puede proteger al cien por cien, pero con muchas medidas combinadas, la protección aumenta drásticamente».

“Además, la implementación correcta de las acciones es el cumplimiento de todo y el final”, continuó Klimek. «Incluso una pequeña desviación, por ejemplo, si las aulas se ventilan con menos frecuencia o si no todos los niños toman la prueba, es suficiente para aumentar el tamaño del bloque exponencialmente».

De todas las intervenciones individuales (a excepción de la vacunación), la ventilación del aula es la más eficaz para evitar reuniones, siempre que las ventanas se abran durante cinco minutos cada 45 minutos. La prueba dos o tres veces por semana también es muy efectiva; Para estudiarlos, los científicos modelaron una prueba de antígeno.

Omicron está cambiando las reglas del juego

¿Y qué hay de la variante Omicron más contagiosa? “Con motivo de la publicación de nuestro periódico, también quería echarle un vistazo”, dijo Jana Lasser. «Mis resultados muestran, aunque por supuesto aún no han sido revisados ​​por pares, que debido a la alta tasa de infección en Omicron, necesitamos todas las medidas disponibles en todos los tipos de escuelas para evitar más brotes. Las escuelas primarias solo pueden omitir una medida, como dividir clases.”

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Para aquellos que quieran hacer sus propios cálculos, los códigos se pueden descargar gratis de la web. «Los buenos programadores pueden adaptar el modelo a sus propias necesidades. Se pueden modificar números relevantes, como el contagio de enfermedades, el número de clases, niños y maestros, o acciones individuales para prevenir la propagación de enfermedades», dice Peter Klimeck.

Jana Lasser también destaca el valor de una buena visualización del formulario como ayuda para padres, niños, directores escolares o autoridades. «Siempre es interesante ver qué tan rápido se propaga el virus en un grupo y cómo cambia la dinámica de la infección cuando se introducen medidas únicas o múltiples. Ella concluye que las buenas visualizaciones pueden ser muy persuasivas.

Visualización desarrollada por CSH https://vis.csh.ac.at/covid-schools/ Se publicó hace un año y muestra una variante alfa.

Referencia: “Evaluación del impacto SARS-CoV-2 Medidas de prevención en escuelas austriacas utilizando simulaciones basadas en agentes y datos de seguimiento de grupos” por Jana Lasser, Johannes Surger, Lucas Richter, Stefan Thorner, Daniela Schmid y Peter Klimeck, 27 de enero de 2022, Comunicaciones de la naturaleza.
DOI: 10.1038 / s41467-022-28170-6

La primera autora, Jana Laser, estaba trabajando como posdoctoral en el Complex Science Complex en Viena (CSH) y en la Universidad Médica de Viena cuando comenzó a construir el modelo. Continuó trabajando en este artículo después de mudarse a la Universidad Tecnológica de Graz.

Financiamiento: Agencia Austriaca de Promoción de la Ciencia FFG, Fondo de Ciencia y Tecnología de Viena WWTF, Fondo Médico y Científico del Alcalde de la Capital Federal de Viena.

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