Perché epidemie come il coronavirus si diffondono in modo esponenziale e come “appiattire la curva”

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Negli Stati Uniti, dopo la notizia del primo caso di covid-19, la malattia causata dal nuovo ceppo di coronavirus, le successive infezioni sono state comunicate col contagocce. Due mesi dopo, quelle scarse comunicazioni si sono trasformate in un flusso continuo di notizie nuovi casi.

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Passa il mouse sul grafico per vedere il numero di casi nel temp

Questa viene chiamata curva esponenziale e ha preoccupato gli esperti. Se il numero di casi dovesse continuare a raddoppiare ogni tre giorni, ci sarebbero circa cento milioni di casi negli Stati Uniti entro Maggio.

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Nonè una profezia, è matematica. La diffusione può essere rallentata, affermano gli addetti alla sanità pubblica, solo se le persone mettono in pratica il "distanziamento sociale", evitando gli spazi pubblici e limitando generalmente i loro spostamenti.

Invece, senza l'implementazione di misure per rallentarne la diffusione, il covid-19 continuerà a diffondersi esponenzialmente per mesi. Per spiegare perché avvenga questo, possiamo simulare la diffusione di una finta malattia all'interno di una popolazione.

Chiameremo la nostra finta malattia "simulite". Si diffonde anche più facilmente del covid-19: ogni volta che una persona sana entra in contatto con una persona malata, si ammala.

In una popolazione di sole cinque persone, non ci è voluto molto perché tutti si contagiassero di simulite. Nella vita reale, ovviamente, le persone prima o poi guariscono. Una persona guarita non può né trasmettere la simulite a una persona sana, né ammalarsi nuovamente entrando in contatto con una persona malata.

Vediamo cosa succede quando la simulite si diffonde in una città di 200 persone. Inizieremo con tutte le persone posizionate casualmente nella città e queste persone inizieranno a muoversi in modo casuale. Una persona si ammalerà.

Si noti come la pendenza della curva rossa, che rappresenta il numero di contagiati, aumenti rapidamente mentre la malattia si diffonde, per poi scendere man che le persone guariscono.

Il paese usato per la simulazione è piccolo, circa le dimensioni di Whittier in Alaska, quindi la simulite è stata in grado di diffondersi rapidamente su tutta la popolazione. In un Paese come gli Stati Uniti, con i suoi 330 milioni di abitanti, la curva potrebbe alzarsi per molto tempo prima di iniziare a rallentare.

[Mapping the spread of the coronavirus in the U.S. and worldwide]

Parlando del vero covid-19, preferiremmo rallentare la diffusione del virus prima che infetti la maggior parte della popolazione degli Stati Uniti. Per rallentare la simulite, proviamo a creare una quarantena forzata, come quella che il governo cinese ha imposto nella provincia di Hubei, il focolaio di partenza del covid-19.

Ops! Come ipotizzato dagli esperti, si è dimostrato impossibile isolare completamente la popolazione malata dai sani.

In Gennaio, Leana Wen, ex commissario per la salute della città di Baltimora, ha spiegato al Washington Post perché una quarantena forzata sia praticamente irrealizzabile: "Molte persone lavorano in città e vivono nella provincia, e viceversa.Separiamo le persone dalle loro famiglie? Come blocchiamo tutte le strade? Come trasportiamo i rifornimenti ai residenti?”

Come ha affermato Lawrence O. Gostin, professore di diritto sanitario globale alla Georgetown University: "La verità è che questo tipo di quarantene forzate è molto raro e mai efficace".

Fortunatamente, ci sono altri modi per rallentare un'epidemia. Per prima cosa, le autorità sanitarie hanno incoraggiato le persone a evitare assembramenti pubblici, a stare più spesso a casa e a mantenere le distanze dagli altri. Se le persone fanno meno spostamenti e interagiscono meno tra loro, il virus ha meno opportunità di diffondersi.

Alcune persone usciranno comunque. Forse non potranno restare a casa a causa del loro lavoro o di altre necessità, o forse semplicemente si rifiuteranno di prestare attenzione agli avvertimenti sulla salute pubblica. Queste persone non solo avranno una maggiore probabilità di ammalarsi, ma aiuteranno anche la diffusione della simulite.

Vediamo cosa succede quando un quarto della nostra popolazione continua a spostarsi, mentre gli altri tre quarti adottano la strategia che gli esperti chiamano "distanziamento sociale".

Un maggiore distanziamento sociale mantiene ancora più persone in salute e le persone possono essere allontanate dai luoghi pubblici rimuovendone le attrattive.

“Controlliamo il desiderio di recarsi in spazi pubblici chiudendo gli stessi spazi pubblici. L'Italia sta chiudendo tutti i ristoranti.La Cina sta chiudendo tutto, e adesso anche noi stiamo chiudendo alcuni luoghi", ha detto Drew Harris, ricercatore sulla salute della popolazione e assistente professore presso il Thomas Jefferson University College of Public Health." Ridurre le opportunità di assembramento aiuta il distanziamento sociale delle persone".

Per simulare un distanziamento sociale ancora maggiore, invece di consentire a un quarto della popolazione di muoversi, vediamo cosa succede se lasciamo che solo una persona su otto possa spostarsi.

Le quattro simulazioni che hai appena visto – tutti liberi, tentativo di quarantena, distanziamento sociale moderato e distanziamento sociale diffuso – sono casuali. Ciò significa che i risultati di tutte le simulazioni sono stati unici per te mentre leggevi questo articolo. Tornando all'inizio ed effettuando di nuovo le simulazioni, o tornando su questa pagina in un momento successivo, i risultati cambieranno sempre.

Anche con risultati diversi, un distanziamento sociale moderato di solito supera il tentativo di quarantena e un distanziamento sociale diffuso di solito funziona meglio di tutti. Di seguito è riportato un confronto dei risultati che hai visto.

Completando le simulazioni

La simulite non è il covid-19 e queste simulazioni semplificano enormemente la complessità della vita reale. Tuttavia, come la simulite si diffonde attraverso le reti di palline che rimbalzano sullo schermo, il Covid-19 si sta diffondendo attraverso le nostre reti umane, nei nostri Paesi, nelle nostre città, nei nostri luoghi di lavoro, nelle nostre famiglie. E, come una pallina che rimbalza sullo schermo, il comportamento di una singola persona può causare effetti a catena che influenzeranno anche persone lontane.

[What you need to know about coronavirus]

Esiste però un aspetto importante per cui queste simulazioni non rispecchiano la realtà, il covid-19 può uccidere. Sebbene il tasso di mortalità non sia noto con precisione, è appurato che i membri anziani della nostra società siano maggiormente a rischio di morire a causa del covid-19.

"Se volete che queste simulazioni siano più realistiche", ha detto Harris dopo aver visto un'anteprima di questo articolo, "alcuni punti dovrebbero scomparire".

Harry Stevens

Harry Stevens è entrato a far parte del Washington Post come reporter grafico nel 2019.

Informazioni sull’articolo

I dati per il grafico all'inizio di questo articolo,che mostrano il numero di casi segnalati negli Stati Uniti,sono stati ottenuti dal Johns Hopkins University Center for Systems Science and Engineering e sono disponibili per il download su GitHub. Probabilmente, il numero di casi reali negli Stati Uniti è molto più alto a causa di problemi con il test del coronavirus e perché molti casi sono così lievi che le persone infette non visitano un medico o un ospedale.

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