La física muestra la importancia de la cuarentena para bajar la tasa de infección del coronavirus

Un estudio realizado en la Universidade Estadual Paulista, en Brasil, muestra que ciertos modelos matemáticos aplicados para la descripción del comportamiento físico de los materiales magnéticos pueden emplearse también para mostrar la propagación del COVID-19

Por José Tadeu Arantes  |  Agência FAPESP – Los modelos matemáticos que se utilizan para la descripción de la conducta física de los materiales magnéticos pueden emplearse para describir también la propagación del nuevo coronavirus causante del COVID-19.

Esta fue la conclusión que surgió de un estudio llevado a cabo en Brasil por científicos de la Universidade Estadual Paulista (Unesp), en sus campus de las localidades de Rio Claro e Ilha Solteira, cuyos resultados constituyeron el tema de un artículo publicado en el periódico científico Physica A: Statistical Mechanics and its Applications. 

Este estudio forma parte de un proyecto coordinado por Mariano de Souza, docente del Departamento de Física de la Unesp de Rio Claro, y se concretó durante el doctorado de Isys Mello, bajo la dirección de De Souza. El profesor Antonio Seridonio, del Departamento de Física y Química de la Unesp de Ilha Solteira, también suscribe el artículo.
 
La idea central de este estudio consistió en establecer una analogía entre los conceptos del magnetismo y los de la epidemiología, al comparar la interacción de los electrones con la interacción humana. “Empleamos el modelo de Ising, utilizado vastamente en diversas áreas de la física, para demostrar la importancia de la cuarentena en la disminución de la tasa de infección que causa el coronavirus”, le dice De Souza a Agência FAPESP.

El comportamiento magnético intrínseco de los electrones está asociado al espín. De manera simplificada, puede imaginarse al espín como un diminuto magneto que apunta “arriba” o “abajo” con relación al suelo. De allí surge el empleo de los términos en inglés spin up y spin down. Dependiendo del tipo de material, los espines pueden interactuar unos con otros. Y dicha interacción se cuantifica de acuerdo con la denominada energía de intercambio.

“Lo que hicimos fue imaginar a las personas infectadas como ‘spin up’ y a las personas no infectadas como ‘spin down’. Se consideró el contacto entre una persona infectada con una no infectada de manera análoga a lo que se hace con la energía de intercambio en el magnetismo”, informa De Souza.

Al hacer uso de otros conceptos más complejos de la física, como en los casos de la red de Bethe (véase la figura) y la teoría de percolación, el grupo demostró el papel crucial que desempeñan la cuarentena y el distanciamiento social en la mitigación de la propagación del coronavirus.

“Consideramos que todas las personas que hayan tenido contacto entre sí conforman una red, partiendo del principio que indica que el contacto entre personas infectadas y no infectadas exhibe una probabilidad de diseminar la infección. Por ejemplo, imagínese que una persona infectada con el coronavirus [paciente cero] tenga contacto con otras personas sin tomar los debidos recaudos de higiene [distanciamiento social, uso de mascarilla facial, uso de alcohol en gel, etc.]. Los individuos eventualmente contaminados en ese grupo podrán contaminar a sus familiares y amigos y a otras personas con las cuales mantengan contacto. Estas, a su vez, contaminarán a otras personas cercanas. Así es como se forma una ‘red de contacto’, una situación que corresponde a la llamada red de Bethe, un concepto utilizado en la física de la materia condensada”, explica De Souza.

“Si el paciente cero hubiese tomado los recaudos de higiene necesarios, habría evitado la contaminación de todas esas personas que él contaminó indirectamente”, añade.

Puede leerse el artículo intitulado Epidemics, the Ising-model and percolation theory: A comprehensive review focused on Covid-19 en el siguiente enlace: www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0378437121002351.