Herramientas analíticas contra la pandemia desarrolladas en Chile entre los finalistas de importante premio internacional

Una plataforma para monitorear la movilidad de la población durante las cuarentenas, un sistema para optimizar la búsqueda activa de casos asintomáticos en zonas críticas, un programa para vigilar la respuesta de anticuerpos a las diferentes vacunas contra el COVID-19 y una metodología para orientar la asignación de pacientes entre hospitales a nivel nacional, son algunas de las iniciativas desarrolladas por investigadores del Instituto Sistemas Complejos de Ingeniería (ISCI) y la Universidad de Chile, en colaboración con el Ministerio de Salud, el Ministerio de Ciencia, Tecnología, Conocimiento e Innovación, y Entel, que fueron seleccionadas entre los finalistas del Franz Edelman Award 2022, premio internacional que desde 1972 reconoce a las mejores intervenciones de ingeniería aplicada en el mundo.

Estas herramientas, desarrolladas para enfrentar la crisis sanitaria en nuestro país, fueron una de las seis seleccionadas por el Institute for Operations Research and the Management Sciences (Informs) para esta distinción que premia a los más importantes logros en análisis avanzado, investigación de operaciones y ciencia de la gestión. El 2021 el concurso premió al United Nations World Food Program y el 2020 a Intel. La institución ganadora del certamen de este año, entre las que también concursan como finalistas Alibaba, US Census Bureau, General Motors, Janssen y Merck, se conocerá en el mes de abril.

“Este trabajo colaborativo impactó fuertemente en la capacidad de respuesta que hemos tenido como Gobierno para enfrentar la pandemia; la prevención de contagios, la gestión de capacidad de las Unidades de Cuidados Intensivos y la estrategia de vacunación contra el Covid-19”, destacó el ministro de Salud, Enrique Paris, agregando que la nominación “es motivo de orgullo para las instancias de colaboración público-privada enfocadas en el desarrollo de soluciones ágiles que ayuden a planificar el uso eficiente de los recursos críticos de Chile”.

Al respecto, el ministro de Ciencia, Andrés Couve, enfatizó que «el trabajo de este centro de excelencia [el ISCI] es un ejemplo del impacto que tuvo la generación de conocimiento y la colaboración de la comunidad científica articulada desde el Ministerio de Ciencia en la estrategia de Chile para el manejo de la pandemia. Un aporte excepcional donde la investigación se puso al servicio de la salud de las personas para salvar vidas a través de soluciones concretas para diagnóstico, análisis de datos y seguimiento de la movilidad en las etapas más críticas de la emergencia».

Por su parte, la subsecretaria de Salud Pública, María Teresa Valenzuela, señaló que “Iniciativas como el convenio de colaboración con el Instituto de Sistemas Complejos de Ingeniería, que permitió relacionar las variables de movilidad y la tasa efectiva de contagios por zona, para orientar estratégicamente los operativos de Búsqueda Activa de Casos y así asegurar la eficiencia del testeo, además del estudio que contribuyó a detectar los anticuerpos contra el SARS-CoV-2 –para evidenciar la respuesta inmunológica en quienes han recibido vacunas Sinovac y Pfizer, y que sustentó la decisión de iniciar dosis de refuerzo en vacunados con Sinovac, son muestra del trabajo y desarrollo de soluciones colaborativas que han sido claves en la lucha contra el Covid-19 en nuestro país”, señaló.

Leonardo Basso, director del Instituto Sistemas Complejos de Ingeniería (ISCI) y académico de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile, explica que “desde el inicio de la pandemia, en ISCI nos preguntamos de qué manera los ingenieros podíamos ayudar, desde la analítica, al combate en terreno de la pandemia. Lo que buscábamos era ir más allá de la predicción con modelos sofisticados, y generar herramientas innovadoras y creativas que permitieran, en lo concreto, tomar mejores decisiones y utilizar mejor los escasos recursos en todos los niveles. Quisimos convertirnos en una suerte de segunda línea ‘nerd’. Y eso fue lo que hicimos en conjunto con los ministerios y en alianza con Entel, y de manera muy interdisciplinaria y cooperativa”.

Por su parte, Antonio Moreno, gerente de Entel Ocean, señaló que “esta nominación es el resultado de una extraordinaria colaboración científica-público-privada y la dedicada labor de equipos expertos en busca de aportar nuevos conocimientos que contribuyeran a contener el avance de la pandemia.

Innovaciones de alto impacto para combatir la pandemia

Al inicio de la crisis sanitaria, el Instituto Sistemas Complejos de Ingeniería (ISCI), concentró su trabajo en el desarrollo de metodologías y herramientas de análisis avanzado para enfrentar la propagación del COVID-19 en el país. En este contexto, ISCI firmó una alianza con la empresa de telecomunicaciones Entel para procesar datos de movilidad anonimizados, y colaboró con el Ministerio de Salud y el Ministerio de Ciencia para el diseño de soluciones a distintos problemas asociados a la emergencia sanitaria. Esta cooperación resultó en una serie de proyectos interconectados que impactaron enormemente en las políticas públicas y en la evolución de la pandemia en Chile.

Estas iniciativas, que contribuyeron a dar forma a la estrategia desplegada contra el SARS-CoV-2, estuvieron basadas en el uso de analítica avanzada de grandes conjuntos de datos, trabajo que permitió la generación de información y herramientas que han estado, y todavía están, en uso por parte de autoridades, además de funcionarios de la salud y de otras áreas. Del conjunto de iniciativas desplegadas en el marco de esta labor, cuatro son las que destacan en el Franz Edelman Award 2022:

– Plataforma de movilidad COVID Analytics: En las primeras etapas de la pandemia, Chile implementó diversas medidas para restringir la movilidad de la población, siendo una de las principales las cuarentenas. Para medir el cumplimiento de esta disposición y su impacto en limitar la propagación del virus, investigadores del ISCI y la Universidad de Chile, junto a Entel, firmaron un acuerdo de colaboración para procesar datos agrupados y anonimizados de teléfonos móviles geolocalizados. Estos datos y algoritmos se integraron en la plataforma COVID Analytics, herramienta que permitió identificar la movilidad de las personas en el territorio y el grado de cumplimiento de las cuarentenas permitiendo, por ejemplo, identificar tempranamente la desigual adhesión según estrato socioeconómico de la comuna.

– Búsqueda activa de casos en zonas críticas: Al final de la primera ola de infecciones en Chile (alrededor de julio de 2020), la autoridad sanitaria cambió su estrategia de pruebas PCR hacia una focalizada en la búsqueda activa de pacientes asintomáticos en el espacio público. Fue así como el Ministerio de Salud, el Ministerio de Ciencia y el ISCI firmaron un convenio de colaboración que permitió combinar datos epidemiológicos con la plataforma de movilidad COVID Analytics. Este trabajo dio paso a la implementación de un sistema para optimizar la búsqueda activa de casos asintomáticos en zonas de mayor riesgo, lo que posibilitó la priorización de los limitados recursos de prueba.

– Monitoreo de respuesta a vacunas contra el COVID-19: El proceso de inoculación en Chile comenzó en febrero de 2021 con dos tipos de vacunas: el virus inactivado de Coronovac y las vacunas de ARNm de Pfizer. La estrategia requirió medir la efectividad de estas vacunas en diferentes grupos de edad y perfiles de riesgo, lo que permitiría priorizar su asignación y evaluar la necesidad de dosis de refuerzo. En este contexto, investigadores del ISCI y la Facultad de Medicina de la U. de Chile firmaron un convenio con el Ministerio de Salud para impulsar un programa de vigilancia sobre la respuesta de los anticuerpos a diferentes tipos de vacunas. Este proyecto, que a la fecha ha obtenido muestras de más de 110 mil personas en todo el país, identificó la baja constante de anticuerpos en vacunados con virus inactivado a partir de la tercera semana posterior a la segunda dosis. Los resultados de este trabajo, publicados en The Lancet Infectious Diseases, fueron determinantes en la decisión de administrar dosis de refuerzo desde agosto de 2021.

– Proyecciones de ocupación de camas UCI: A principios de mayo de 2020, la cantidad de contagiados comenzó a aumentar rápidamente en Chile, al igual que los casos graves. Esta situación significó alcanzar niveles de saturación en los servicios de cuidado intensivo. A nivel nacional, la ocupación de camas UCI llegó a un 97% y en algunas regiones la demanda incluso duplicó la capacidad hospitalaria. En este escenario, el Ministerio de Ciencia solicitó al ISCI desarrollar un sistema de pronóstico de pacientes críticos para guiar la asignación entre hospitales, en algunos casos transfiriéndolos entre ciudades para equilibrar la carga. El sistema utilizó datos del Ministerio de Ciencia y un conjunto de métodos, combinando modelos autorregresivos, de aprendizaje automático y epidemiológicos, para formular proyecciones de una y dos semanas. Estos informes fueron compartidos con miembros de la Mesa Nacional de Crisis, encargados de realizar la planificación de capacidad. La metodología también se implementó durante la segunda ola de infecciones en marzo-mayo de 2021, lo que requirió ampliar los modelos para incluir datos de la campaña de vacunación.