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Modelos matema¡ticos utilizados na descrição do comportamento fasico de materiais magnanãticos podem ser empregados para descrever também a propagação do novo coronavarus, causador da COVID-19.
Esta foi a conclusão de um estudo conduzido na Universidade Estadual Paulista (Unesp) por pesquisadores dos campi de Rio Claro e Ilha Solteira. O estudo foi coordenado por Mariano de Souza, professor do Departamento de Fasica da Unesp em Rio Claro. Artigo a respeito foi publicado no peria³dico Physica A: Statistical Mechanics and its Applications.
A ideia central do estudo foi estabelecer uma analogia entre conceitos do magnetismo e da epidemiologia, comparando a interação dos elanãtrons com a interação das pessoas. “Empregamos o modelo de Ising, amplamente utilizado em diversas áreas da física, para demonstrar a importa¢ncia da quarentena na redução da taxa de infecção pelo coronavarusâ€, diz Souza a Agência FAPESP.
Esquema de propagação da pandemia baseado na chamada rede de Bethe. Painel a:
o paciente zero pode infectar três pessoas, cada uma das quais pode infectar outras
duas pessoas. Painel b: o paciente zero pode infectar duas pessoas (z = 2), três pessoas
(z = 3), e assim sucessivamente. Painel c: a propagação da doença ébloqueada
quando a quarentena/distanciamento social éobedecida
(Crédito: acervo dos pesquisadores)
O comportamento magnético intranseco dos elanãtrons estãoassociado ao spin. De forma bem simplificada, o spin pode ser imaginado como um diminuto magneto, que aponta “para cima†ou “para baixo†em relação ao solo. Daa o uso dos termos em inglês spin up e spin down. Dependendo do tipo de material, os spins podem interagir uns com os outros. E tal interação équantificada pela chamada energia de troca.
“O que fizemos foi imaginar as pessoas infectadas como ‘spin up’ e as pessoas não infectadas como ‘spin down’. O contato entre uma pessoa infectada e uma não infectada foi considerado de forma ana¡loga a energia de troca no magnetismoâ€, relata Souza.
Fazendo uso de outros conceitos mais complexos da física, como a rede de Bethe (ver a figura) e a teoria de percolação, o grupo demonstrou o papel crucial desempenhado pela quarentena e o distanciamento social na mitigação da propagação do coronavarus.
“Consideramos que todas as pessoas que tenham contato entre si formam uma rede, partindo do princapio que o contato entre pessoas infectadas e não infectadas apresenta uma probabilidade de difundir a infecção. Por exemplo, imagine que uma pessoa infectada pelo coronavarus [paciente zero] tenha contato com outras pessoas, sem tomar os devidos cuidados de higiene [distanciamento social, uso de ma¡scara facial, uso de a¡lcool em gel etc.]. Os indivíduos eventualmente contaminados nesse grupo podera£o contaminar familiares, amigos e outras pessoas com as quais tenham contato. Estas, por sua vez, contaminara£o outras pessoas próximas. Com isso forma-se uma ‘rede de contato’, situação que corresponde a chamada rede de Bethe, um conceito utilizado em física da matéria condensadaâ€, explica Souza.
“Se o paciente zero houvesse tomado os cuidados de higiene, teria evitado a contaminação de todas essas pessoas que foram indiretamente contaminadas por eleâ€, acrescenta.
O estudo foi produzido durante o doutorado de Isys Mello, orientanda de Souza. E contou com apoio da FAPESP por meio de auxalio regular concedido a Souza.
O professor Antonio Seridonio (Unesp osIlha Solteira) também assina o artigo, intitulado Epidemics, the Ising-model and percolation theory: A comprehensive review focused on Covid-19, que pode ser lido em: www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0378437121002351.