Modelo de Crecimiento Fraccional con Retraso para Brotes Recurrentes Aplicado a Datos de COVID-19
Autores: Alcántara-López, Fernando; Fuentes, Carlos; Chávez, Carlos; López-Estrada, Jesús; Brambila-Paz, Fernando
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Modelo de Crecimiento Fraccional con Retraso para Brotes Recurrentes Aplicado a Datos de COVID-19
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Modelos epidemiológicos
Datos de COVID-19
Modelo de crecimiento fraccional
Derivada fraccional de Caputo
Brotes recurrentes
Efecto de retraso
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
Existen muchos modelos epidemiológicos que se han implementado para describir los datos de COVID-19; sin embargo, pocos intentaron reproducir todo el fenómeno debido a la complejidad de modelar brotes recurrentes. En este trabajo se desarrolla un modelo de crecimiento fraccional con retraso que implementa la derivada fraccional de Caputo con . Además, con el fin de preservar la naturaleza del fenómeno y garantizar la continuidad en las derivadas de la función, se propone un método para construir una función de condición inicial para implementar en el modelo con retraso. Este modelo se analiza y se generaliza para modelar brotes recurrentes. El modelo se aplica para ajustar datos de casos confirmados acumulados de México, Estados Unidos y Rusia, obteniendo un ajuste excelente corroborado por el coeficiente de determinación, donde en todos los casos. Por último, como resultado de la implementación del efecto de retraso, el fenómeno global se descompuso en sus partes locales, lo que permite comparar directamente cada brote y sus diferentes características.
Descripción
Existen muchos modelos epidemiológicos que se han implementado para describir los datos de COVID-19; sin embargo, pocos intentaron reproducir todo el fenómeno debido a la complejidad de modelar brotes recurrentes. En este trabajo se desarrolla un modelo de crecimiento fraccional con retraso que implementa la derivada fraccional de Caputo con . Además, con el fin de preservar la naturaleza del fenómeno y garantizar la continuidad en las derivadas de la función, se propone un método para construir una función de condición inicial para implementar en el modelo con retraso. Este modelo se analiza y se generaliza para modelar brotes recurrentes. El modelo se aplica para ajustar datos de casos confirmados acumulados de México, Estados Unidos y Rusia, obteniendo un ajuste excelente corroborado por el coeficiente de determinación, donde en todos los casos. Por último, como resultado de la implementación del efecto de retraso, el fenómeno global se descompuso en sus partes locales, lo que permite comparar directamente cada brote y sus diferentes características.