Modelo de predictivo de la difusión intermunicipal de la Pandemia COVID19 en Jalisco a partir de los flujos de movilidad ocupacional (laboral y estudiantil)

1 Introducción

El Instituto de Investigación y Estudios de las Ciudades de la Red de la Universidad de Guadalajara, desarrolla el proyecto Modelo de predictivo de la difusión intermunicipal de la Pandemia COVID19 en Jalisco a partir de los flujos de movilidad ocupacional (laboral y estudiantil) con cofinanciamiento del Consejo Estatal de Ciencia y Tecnología de Jalisco a través de la Convocatoria del Programa de innovación en Jalisco 2020 “Reto Jalisco COVID 19”.

2 Objetivos

2.1 Objetivo general del proyecto

El proyecto nace de la necesidad de generar un modelo de predicción de difusión de la pandemia por COVID-19 que integre a la movilidad urbana cotidiana como un componente determinante de su difusión, que se constata en una vasta literatura existente, pero sin aplicación concreta en un modelo que permitiera generar políticas públicas territoriales.

El modelo dashboard, tiene el propósito de generar información predictiva de la difusión de la pandemia a partir de los flujos de movilidad cotidiana ocupacional (laboral y estudiantil), la cual es relevante para establecer estrategias territoriales puntuales de contención del COVID-19 y de otras enfermedades infectocontagiosas.

Dos apartados resultaron del modelo con diferentes funciones:

Apartado para público en general: herramienta de indicadores de riesgo para conocimiento y uso de la población en general del Estado de Jalisco.
Apartado para público especializado: herramienta de evolución de indicadores estratégicos de la pandemia por COVID 19 en la escala municipal, de uso restringido para tomadores de decisiones considerando:
- Focos de infección (municipios o localidades);
- Gráficas de indicadores epidemiológicos;
- Mapa de peligro de contagio;
- Mapa de vulnerabilidad municipal (co-morbilidades, servicios de salud, características urbanas);
- Gráfica y mapa de riesgo municipal de contagio

El equipo de trabajo está formado por especialistas en movilidad urbana y diseño del modelo en R, a los que sumaron otros investigadores especialistas de temas relevantes que fueron surgiendo durante el desarrollo del proyecto. Asimismo, participaron egresados y estudiantes sobresalientes de la Licenciatura en Urbanística y Medio Ambiente.

Dra. Adriana I. Olivares González - Responsable del proyecto, especialista en movilidad urbana.
Mtro. Marco Francesco de Paolini – Responsable del desarrollo tecnológico de la plataforma WEB, especialista en TIC, GIS y R.
Dr. Héctor Raúl Pérez Gómez – Asesor en los componentes de peligro y vulnerabilidad, especialista infectólogo.
Dra. Silvia Lizette Ramos de Robles – Asesora del componente de vulnerabilidad, especialista en Determinantes Sociales de la Salud.
Dr. Daniel González Romero – Participante en el componente de vulnerabilidad, especialista en planeación urbana.
LUMA. Raquel Edith Padilla García
LUMA. Sofía Guadalupe Bertello Hernández
LUMA. Yoav Alejandro Jiménez Aguas

2.2 Objetivo del Manual de Usuario

Este manual presenta el diseño de una herramienta de apoyo para el uso y análisis de la información disponible en el modelo dashboard (tablero), esto con el objetivo de facilitar el manejo de la herramienta, así mismo se presenta su estructura manera esquemática y organizada.

El manual presentado intenta resolver las posibles dudas acorde a su contenido, así como el uso de cada uno de los apartados y los elementos que lo componen. Cada uno de los apartados del modelo dashboard son descritos y representados de manera gráfica, así como de los componentes que lo conforman.

Cabe resaltar que en el presente manual se presentan únicamente el uso del modelo dashboard, por lo que no se describen aspectos técnicos.

3 Glosario

En el presente apartado se definen términos utilizados en la herramienta del modelo dashboard, siendo relevante para facilitar el entendimiento de la misma:

Amenaza: “Un fenómeno, sustancia, actividad humana o condición peligrosa que pueden ocasionar la muerte, lesiones u otros impactos a la salud, al igual que daños a la propiedad, la pérdida de medios de sustento y de servicios, trastornos sociales y económicos, o daños ambientales” (UNISDR. 2009)
Apartados (en el dashboard): Corresponde a las secciones, definidas en las pestañas del desahoard, acorde a la temática compuesta del modelo, los cuales están clasificados en: movilidad, amenaza, vulnerabilidad, riesgo y acerca del proyecto.
Casos activos: Cantidad de personas contagiadas al corte de la información oficial.
Casos activos estimados: Cálculo de casos activos que no han sido identificados por los organismos de información oficial.
Casos positivos confirmados: El acumulado de casos registrados como positivos dentro de la información oficial.
Casos positivos estimados: Cálculo del acumulado de casos positivos que no han sido registrados por organismos de información oficial.
Componente (en el dashboard): Estructura de los elementos que conforman cada uno de los secciones del dashboard, por ejemplo: mapa de nivel de riesgo, tabla de indicadores, gráfica de índice de vulnerabilidad.
Defunciones: Acumulado de casos positivos que terminaron en la muerte del individuo registrados por los organismos de información oficial.
Epidemiología: “Disciplina que estudia la distribución y las causas de las infecciones, las enfermedades y otros problemas de salud (“eventos”), y utiliza los conocimientos obtenidos a evitarlos y frenarlos.” (Alcamí, J., et al. 2020)
Escala: “Número o razón que indica el número de veces que se ha magnificado la representación gráfica de una figura para su manejo más cómodo.” (Apolinar, E. 2011)
Icono (en el dashboard): Figura pictográfica usada para representar una función dentro de la interfaz del dashboard.
Incidencia: “1. f. Acontecimiento que sobreviene en el curso de un asunto o negocio y tiene con él alguna conexión. 2. f. Número de casos ocurridos. La incidencia de una enfermedad.” (Real Academia Española 2019)
Indicador: “Herramienta cuantitativa o cualitativa que permite mostrar indicios o señales de una situación, actividad o resultado.” (Cárdenas, M., et al. 2014)
Índice: “Mediante los números índices se pretende estudiar las variaciones de un fenómeno complejo por medio de una expresión que permita comparar dos o más situaciones distintas en el tiempo y/o el espacio.” (Indict, C. 2019)
Logaritmo: “Exponente al cual debe elevarse la base para obtener como resultado un número dado. Si y = a x , donde a > 0 y a , 1, entonces, se define: loga y = x y se lee: «el logaritmo del número y en la base a es igual a x». Por ejemplo, dado que 23 = 8, entonces, log2 8 = 3 y se lee: «el logaritmo de 8 en base 2 es 3».” (Apolinar, E. 2011)
Movilidad: “Se entiende que la movilidad urbana es el movimiento de las personas y bienes en las ciudades, independientemente del medio que utilicen para desplazarse.” (González, D. 2018)
Métricas epidemiológicas: número o una calificación de alguna propiedad específica abstraída de los de los elementos existentes en el fenómeno epidemiológico.
Nivel: “… 3. m. Medida de una cantidad con referencia a una escala determinada.” (Real Academia Española 2019) Recuperados : Acumulado de casos positivos que han concluido en la recuperación del individuo registrados por los organismos de información oficial.
Riesgo: “La combinación de la probabilidad de que se produzca un evento y sus consecuencias negativas.” (UNISDR. 2009)
Secciones (en el dashboard): partes en los que se estructura cada apartado del modelo, por ejemplo, sección de mapas, sección de resultados, sección de descripción.
Vulnerabilidad: “Las características y las circunstancias de una comunidad, sistema o bien que los hacen susceptibles a los efectos dañinos de una amenaza.” (UNISDR. 2009)

4 Contenido

La finalidad de este capitulo es dar a conocer la estructura (apartados y secciones) que componen el modelo dashboard, mediante la presentación y descripción específica cada uno de ellos, los cuales son señalados por medio de cuadrantes de colores, seguido de la explicación de cada uno estos.

4.1 Pantalla principal

El modelo dashboard presenta una interfaz gráfica en la que es posible seleccionar y visualizar un conjunto de herramientas e indicadores en los que se localiza información geográfica, representada en mapas; y estadística, representada en cuadros o diagramas, con variaciones acordes con el objetivo de cada tema.

Fig. 1: Estructura de la pantalla principal De acuerdo con su estructura, en la siguiente anterior se representa la distribución de las secciones delimitadas por colores y la etiqueta correspondiente.

Sección de herramientas e indicadores

La sección de herramientas e indicadores se encuentra en la parte superior de la pantalla principal

Cada uno de los íconos representan una herramienta o indicador, necesarios para la manipulación y aprovechamiento de la información geográfica y estadística disponible. De acuerdo con la información que se desee consultar, cada uno de los íconos corresponde a los siguientes apartados:

Funciones avanzadas
Apartado Índice de movilidad de Jalisco por motivo y modo de transporte
Apartado Nivel de amenaza por COVID-19 por municipio
Apartado Índice de vulnerabilidad epidemiológica por COVID-19 por municipio
Apartado Nivel de riesgo por COVID-19 por municipio
Apartado Acerca del proyecto: En este se detallan los productos resultantes del proyectos, así como los integrantes del equipo de trabajo.
Sección de Entidad Federativa: Con esta herramienta, se puede seleccionar la Entidad Federativa que se desee consultar. Al momento de dar clic se despliega de manera automática un listado de opciones para seleccionar y consultar la entidad en cada uno de los indicadores del modelo dashboard.

4.1.1 Sección de resultados

En esta sección se presentan recuadros que contienen los resultados de cada uno de los indicadores, representados mediante gráficas, mapas o tablas. La parte superior de cada recuadro presenta el título del gráfico, mapa o tabla y, en la esquina superior derecha, un botón con símbolo “-”, mediante el cual es posible reducir el tamaño del recuadro mismo. Algunos recuadros contiene a su vez diferentes pestañas de información.

A continuación se presenta el presente ejemplo referido al apartado de movilidad, en donde cada recuadro muestra diferente pestañas y gráficos.

Fig. 2: Sección de resultados

4.1.2 Sección de descripción

Cada uno de los indicadores son descritos con base a la bibliografía consultada sobre el indicador, la composición del indicador y la información presentada en el mapa, tal y como se presenta en el siguiente ejemplo:

4.2 Apartado Movilidad

Como se menciona anteriormente, el modelo dashboard presenta resultados referentes a cada uno los Índices de los apartados específicos referidos a los resultados de cada uno índices.

La pestana del Apartado Movilidad es una de las partes más innovadoras de este proyecto ya que incluye la movilidad cotidiana intermunicipal como una de las variables principales para el cálculo de la difusión de la enfermedad por COVID-19.

Los factores de movilidad que se tomaron en cuenta provienen de la encuesta intercensal 2015 de INEGI, donde se analizaron los datos referentes a la movilidad de los grupos de estudiantes y trabajadores de los municipios de México, teniendo como criterio su edad, sexo y origen y destino. Obteniendo así los patrones de movilidad municipal e intermunicipal que contribuyen a la probabilidad de propagación del virus SAR-COV-2.

Esta ventana se compone de tres secciones que integran información de la entidad federativa que se seleccione en ña Sección de Entidad Federativa con los que el usuario podrá interactuar y una sección descriptiva con detalles sobre los conceptos y criterios, descritos en la siguiente imagen:

Fig. 4: Apartado movilidad

Sección de resultados: los resultados son presentados con base a la tabla de indicadores, representados en el mapa y gráfica localizada en la parte derecha, a continuación se describen cada uno de los componentes que conforman dicho componente, de los cuales corresponden las gráficas de variaciones en la movilidad, principales flujos de personas con otros municipios y tabla de ajuste en la métrica epidemiológica teniendo en cuenta la movilidad entre municipios.
Sección descriptiva: se presenta información referente al apartado y la naturaleza de los indicadores mostrados.

A continuación, se describen cada uno de los componentes del apartado de Movilidad:

Sección de resultados
- Variaciones en la movilidad
  En esta sección se despliegan una serie de tablas con información referente a los cambios en la conducta de la movilidad cotidiana según la información otorgada por plataformas electrónicas: Google, Apple y Waze, en donde se puede observar el descenso o incremento de la movilidad de los usuarios de las plataformas.
  - Tendencias de movilidad de Apple: genera una tabla con datos actualizados de las tendencias de movilidad de usuarios de Apple en una gráfica en la que se ubican los valores de la fecha del reporte (horizontal) y el porcentaje de cambio de la movilidad (vertical) desde la primera fecha del registro, diferenciando entre los valores de movilidad a pie y en vehículo privado de la Entidad Federativa con la que se cuente registro.
  - Reporte global de movilidad de Google: genera una tabla con datos actualizados de las tendencias de movilidad de usuarios de Google en una gráfica en la que se ubican los valores de la fecha del reporte (horizontal) y el porcentaje de cambio de la movilidad (vertical) desde la primera fecha del registro, diferenciando entre los valores de movilidad con destino a: abasto y farmacia, compras y esparcimiento, estaciones de transporte público, lugares de residencia, lugares de trabajo y parques de la Entidad Federativa con la que se cuente registro.
  - Waze COVID-19 Impact Dashboard: genera una tabla con datos actualizados del cambio en el uso de la plataforma en una gráfica en la que se ubican los valores de la fecha del reporte (horizontal) y el porcentaje de cambio de la movilidad (vertical) desde la primera fecha del registro, diferenciando entre los municipios de la Entidad Federativa con la que se cuenta registro.
- Principales flujos de personas en ambos municipios En este apartado se dibuja una gráfica de cuerdas que representa los flujos intermunicipales de personas por motivo de empleo o educación más significativos (cantidades de desplazamientos provenientes de la Encuesta Intercensal 2015), del municipio seleccionado en la pestaña superior izquierda del cuadrante.
  - Selección de municipio: En la pestaña se desplegará una lista de los de los municipios de la Entidad Federativa anteriormente seleccionada, para visualizar una gráfica de cuerdas enfocada al municipio seleccionado y sus relaciones de movilidad con otros municipios.
  - Gráfico de trabajadores: Seleccionado la pestaña de trabajadores se dibujará la tabla con los movimientos cotidianos por motivos de trabajo desde y hacia el municipio seleccionado, representando gráficamente las dimensiones de los desplazamientos con el ancho de las cuerdas que se ligan a los municipios en el círculo exterior, dejando en la clasificación de “Otros” a los municipios que no representen una cantidad de viajes significativa en relación a las demás.
  - Gráfico de estudiantes: Seleccionado la pestaña de estudiantes se dibujará la tabla con los movimientos cotidianos por motivos de estudio desde y hacia el municipio seleccionado, representando gráficamente las dimensiones de los desplazamientos con el ancho de las cuerdas que se ligan a los municipios en el círculo exterior, dejando en la clasificación de “Otros” a los municipios que no representen una cantidad de viajes significativa en relación con las demás.
- Sección Ajuste en las métricas epidemiológicas considerando la movilidad
  En este último cuadro se representan 4 datos relacionados con el proceso de cálculo de los indicadores que son el Potencial Efectivo de Crecimiento (EPG), la Tasa de incidencia de casos activos, el Número de reproducción empírico (𝜌7) y el Biocom-Cov, que serán abordados más adelante, mostrando los resultados por municipios de la Entidad Federativa seleccionada.
  - Potencial Efectivo de Crecimiento (EPG): Es el número de potencial crecimiento de la enfermedad determinado por las características de la enfermedad y las condiciones de las localidades que la albergan.
  - Tasa de incidencia de casos activos: Seleccionando la pestaña se visualiza un gráfico de los municipios de la Entidad Federativa anteriormente seleccionada (horizontal) y el nivel de tasa de incidencia de casos activos (vertical), resultado de la consideración de las probabilidades de contagio del municipio y la cantidad de población posiblemente portadora de la enfermedad que lleguen al municipio desde otras localidades por motivos de trabajo o estudio, representando un número de la posible incidencia por cada 100 mil habitantes.
  - Número de reproducción empírico (𝜌7): Seleccionando la pestaña se visualiza un gráfico de los municipios de la Entidad Federativa anteriormente seleccionada (horizontal) y el número de reproducción empírico de la enfermedad, un indicador parecido al más conocido R, que indica el número de contagios que puede generar en la población una persona enferma. Este número se ve también afectado por la información de movilidad variando en fracciones según los desplazamientos diarios de un municipio a otro.
  - Biocom-Cov: Seleccionando la pestaña se visualiza un gráfico de los municipios de la Entidad Federativa anteriormente seleccionada (horizontal) y el grado de alerta Biocom-Cov (vertical) que resulta del nivel de riesgo de contagio de un municipio según la cantidad de casos reportados en la última semana y la probabilidad de contagios debido a los desplazamientos intermunicipales.

4.3 Apartado Amenaza

Al dar clic en el apartado de Amenaza, se presenta la información referente al riesgo de amenaza por municipio acorde a la entidad federativa seleccionada.

La amenaza es definida como cualquier factor o evento externo con potencial (intensidad suficiente) para provocar daños sociales, ambientales y económicos en una comunidad durante periodo de tiempo determinado (Oficina de las Naciones unidas para la Reducción de Riesgos de Desastres, 2020) En este caso la amenaza es contraer la COVID-19 en un municipio de México a partir de marzo del 2020.

Dicho resultado de los valores y niveles localizados tanto en el mapa y gráfico fue establecido de acuerdo con el Potencial Efectivo de Crecimiento (EPGm) y la información proporcionada de movilidad de la población, resultando el índice de amenaza.

Fig. 5: Estructura del apartado Amenaza

Cuadros de valores: En la parte superior de la pantalla se visualizan en el componente los resultados de la Entidad Federativa seleccionada (Positivos confirmados, defunciones, casos activos, recuperados, positivos estimados y activos estimados).
Mapa de nivel de amenaza por COVID-19: En el mapa se presentan de manera gráfica los resultados de la tabla de indicadores municipales de amenaza por medio de colores que corresponden al nivel resultante, dicho apartado es apoyado mediante la simbología del mapa. Los niveles de amenazas son representados por medio de colores, en donde el valor más grave corresponde al color rojo (muy alto) hasta llegar al menos grave correspondiente al color verde (nulo).
Gráfico del Índice de amenaza por COVID-19: De forma alternativa al mapa es posible visualizar la pestaña correspondiente al gráfico del índice de amenaza. Los valores del Índice se presentan como barras verticales en escala de 0 a 100, mientras que los colores corresponde al nivel de amenaza en la misma ecala representada en el mapa.
Tendencia del índice de amenaza por COVID-19: En la parte derecha de la pantalla se visualizan las variaciones del Índice de amenaza a nivel de la entidad federativa seleccionada en el tiempo. Una línea punteada muestra la tendencia del índice en los últimos 60 días. Por defecto, el gráfico muestra los valores de la media móvil de los últimos 7 días y es posible seleccionar una media móvil de 14 días o ninguna en el apartado de configuración.
Tabla de Indicadores municipales de amenaza por COVID-19: Uno de los componentes de la sección de resultados del presente apartado está localizado en la parte inferior del modelo dashboard, comprendido por la tabla de indicadores. La tabla está conformada por los valores que corresponden de manera individual a cada uno de los municipios (fila) de la Entidad Federativa seleccionada, y que en conjunto integran el Índice de Amenaza.

4.4 Apartado Vulnerabilidad

La vulnerabilidad es definida como las condiciones resultantes de factores físicos, socioeconómicos y ambientales que aumentan la susceptibilidad de la comunidad a los impactos de amenazas (Oficina de las Naciones unidas para la Reducción de Riesgos de Desastres, 2020).

Se consideraron tres componentes para evaluar la vulnerabilidad de la población al virus SARS-COV-2, que permiten calcular un índice compuesto combinado que se representa en 10 niveles y el mismo número de colores

Nivel vulnerabilidad por grupo demográfico: la población de mayor edad, de acuerdo con la literatura especializada, es mas susceptible de tener síntomas graves durante el proceso de la enfermedad por COVID-19 e incluso fallecer.
Nivel de vulnerabilidad por comorbilidades: la población que tiene ciertas comorbilidades como diabetes, hipertensión y enfermedades respiratorias es mas susceptible de tener síntomas graves durante el proceso de la enfermedad por COVID-19 e incluso fallecer.
Nivel de vulnerabilidad por marginación: el Índice de Marginación (CONAPO) es un indicador multidimensional que mide la intensidad de las privaciones padecidas por la población a partir de nueve formas de exclusión agrupadas en cuatro dimensiones: educación, vivienda, distribución de la población e ingresos monetarios. Estos indicadores son relevantes ya que, de acuerdo con la literatura especializada, la población que tiene bajos niveles educativos; que vive en condición de hacinamiento y falta de servicios en la vivienda; que vive en localidades pequeñas -menores a 5 mil habitantes- y que tiene bajos ingresos; tiene mayor problema para hacer frente a los desafíos de la enfermedad, por ejemplo, realizar cuarentena.

El nivel de vulnerabilidad, resultante de la combinación de los tres componentes de vulnerabilidad mencionados, se representan un mapa con 10 niveles entre 0 y 9, donde el 9 representa el mayor nivel de vulnerabilidad.

Fig. 6: Estructura del apartado Vulnerabilidad

Mapa de nivel de vulnerabilidad ante COVID-19: En la parte superior izquierda de la pantalla se presentan de manera gráfica los resultados del nivel de vulnerabilidad a nivel municipal. Los niveles de vulnerabilidad son representados por medio de colores, en donde el valor más grave corresponden al color rojo (muy alto) hasta llegar al menos grave correspondiente al color verde (muy bajo).
Tabla de Indicadores municipales de vulnerabilidad ante COVID-19: En la parte inferior del dashboard, se encuentra la tabla detallada de indicadores de vulnerabilidad que detalla el valor del índice de vulnerabilidad de las tres componentes consideradas (grupo demográfico, comorbilidades y marginación) por cada municipio.
Gráfico del Índice de vulnerabilidad ante COVID-19: En la parte inferior deracha del mapa, se puede consultar la gráfica de barras del índice de vulnerabilidad por municipio. Los colores de las barra corresponde al relativo nivel de vulnerabilidad, de forma analoga al respectivo mapa.

4.5 Apartado Riesgo

El riesgo se define como la probabilidad de pérdidas físicas, socioeconómicas y ambientales, en un punto geográfico definido dentro de un tiempo específico (Oficina de las Naciones unidas para la Reducción de Riesgos de Desastres, 2020).

El riesgo se evaluó a partir de la amenaza ponderada por la vulnerabilidad. De esta relación se genero un índice de riesgo y un nivel de riesgo.

Fig. 7: Estructura del apartado Riesgo

Mapa de nivel de riesgo por COVID-19: En la parte superior izquierda de la pantalla se muestra un mapa de la entidad federativa seleccionada con los resultados de nivel de riesgo para cada municipio. Los niveles de amenazas son representados por medio de colores, en donde el valor más grave corresponde al color rojo (muy alto) hasta llegar al menos grave correspondiente al color verde (nulo). El mapa de riesgo es el resultado mas complejo del modelo, pero también el mas fácil de entender y más útil para la población en general.
Gráfico del Índice de riesgo por COVID-19: De forma alternativa al mapa es posible visualizar la pestaña correspondiente al gráfico del índice de riesgo. Los valores del Índice se presentan como barras verticales en escala de 0 a 100, mientras que los colores corresponden al nivel de amenaza en la misma ecala representada en el mapa.
Tendencia del índice de riesgo por COVID-19: En la parte derecha de la pantalla se visualizan las variaciones en el tiempo del Índice de riesgo a nivel de la entidad federativa seleccionada. Los colores de los puntos indican el nivel de riesgo correspondiente. Una línea punteada muestra la tendencia del índice en los últimos 60 días. Por defecto, el gráfico muestra los valores de la media móvil de los últimos 7 días y es posible seleccionar una media móvil de 14 días o ninguna en el apartado de configuración.
Tabla de Indicadores municipales de riesgo por COVID-19: En la parte inferior de la pantalladashboard, se incluye la tabla de indicadores. En la misma, es posible consultar el índice y el nivel de riesgo correspondiete a cada municipio, así como la variación de los mismos en el último día.