Panorama COVID-19: Uma análise recente do comportamento do vírus
Lucas Ribeiro
Analista de Business Intelligence | Analista de Dados | Cientista de Dados
1) Introdução
Sem dúvida, a pandemia do COVID-19 foi um momento histórico no mundo inteiro. Durante o ano de 2020 e até o momento atual, a doença vem gerando profundos impactos em vários campos sociais e econômicos. Como alguns dos efeitos iniciais, houve uma sobrecarga em hospitais e centros médicos devido ao tamanho de casos críticos de saúde causados pela doença, um forte isolamento social das pessoas em suas residências, e uma mudança profunda em corporações e instituições como as de ensino, que começaram a adotar o formato remoto para realizar suas atividades, e outros ramos de negócios que necessitaram migrar para o contexto digital (e-commerce).
No momento atual, as alternativas para combater a doença têm se tornado maiores. Além da crescente produção e distribuição de vacinas, métodos como o uso de máscaras, álcool gel e distanciamento continuam sendo recorrentes meios de combate-la. Entretanto, o vírus tem se mostrado resiliente. Hoje existem uma infinidade de variantes das quais 5 são consideradas perigosas de acordo com a OMS.
Considerando que estamos em 2022, ou seja, passados 2 anos desde o início da pandemia, é de se esperar que continuemos a combater o COVID-19 em um conflito sem fim. Portanto, acompanhar a evolução e comportamento do vírus é bastante relevante, independente do país onde se reside. Assim, decidi criar um panorama atualizado da situação do COVID-19 no mundo e no Brasil, de forma a apoiar aqueles que desejarem analisar o histórico da doença e/ou acompanhar sua situação presente.
2) Origem dos Dados
Os dados deste panorama são originários de uma fonte criada e mantida pelo "Our World in Data", uma iniciativa sem fins lucrativos de pesquisadores que buscam democratizar ao máximo o acesso a indicadores importantes dos principais problemas que assolam o mundo como fome, pobreza, guerra, doença, entre outros. Através destes, é possível entender de forma mais detalhada quais e quantos são os problemas da sociedade para que possam ser desenvolvidas soluções.
As informações disponíveis pela organização contêm indicadores ligados a Saúde (nº casos, nº mortes), Econômicos (PIB), Sociais (IDH), Demográficos (Densidade Demográfica). Ao todo estão disponíveis 67 categorias de informação com mais de 177.000 registros de informação de mais de 240 países. Ou seja, bastante informação! Além disso, os dados sempre passam por um processo de limpeza e organização que facilitam a leitura e visualização gráfica dos dados, além de todas serem atualizadas diariamente pela instituição. A fonte e o extenso detalhamento de suas características podem ser encontradas nesta página que contêm os respectivos repositórios no Github.
3) Análise dos Dados
3.1) Visão Global
Iniciando a análise com uma perspectiva global, interessa ver quais países estão liderando, tanto em casos quanto em mortes. Um simples gráfico de barras é suficiente para transmitir estas informações.
A partir das análises acima podemos concluir que tanto em número acumulados de casos quanto em número de mortes os 3 países que lideram o ranking são:
Mesmo o Brasil estando em 3º lugar no acumulado de casos e em 2º lugar em total de mortes, a razão destes valores é maior do que os outros 2 países. Ou seja, pode-se considerar que o Brasil desembocou em uma situação mais crítica, mas que não necessariamente representa o comportamento atual.
A visão acima destaca bem o estado atual dos países líderes. Entretanto ele nos limita a entender como está o comportamento no resto do mundo. Por exemplo, a situação dos demais países é próxima ou bem distante em relação aos Top 5 maiores países? Para auxiliar nesta visão, uma alternativa é a utilização de um mapa de calor mundial que enfatiza os países com mais ou menos casos e mortes através de cores.
A partir da análise do Mapa de calor mundial, é possível notar que poucos são os países com quantidade de casos acima de 10 milhões. Ocorre de forma similar as mortes, na qual a quantidade de mortes registradas raramente supera 200.000. Isto indica que, tanto em casos quanto em mortes confirmadas, existe uma considerável distância entre os países que lideram o ranking dos demais.
Dito isto, é importante manter um olhar questionador, pois é possível que em alguns países as informações de casos e mortes não estejam completas, ou mesmo não existam o que poderia mudar a interpretação dos mapas.
Apesar de trazer alguns insights, as visões acima se limitam a ver o momento atual. Não é possível visualizar como o número de casos e mortes se comportou desde o começo da pandemia. A forma mais ideal de obter essa observação seria através de uma série histórica do total de casos e do total de mortes é via gráfico de linha.
Percebe-se que houve uma aceleração no crescimento do número de casos durante o ano de 2020 e que, ao chegar ao ano de 2021, se manteve de forma constante. Já ao se iniciar o ano de 2022, é visível uma brusca alteração na tendência de crescimento. Apesar de possível indicar uma piora no número de casos em nível global, o comportamento deste aumento pode estar relacionado ao surgimento da variante Ômicrom que apresentou uma forte capacidade infecciosa e explicaria este aumento.
Em relação ao número de mortes, percebe-se que entre Abril e Outubro de 2020 houve um comportamento de crescimento. A partir do segundo semestre de 2021, o número já começava a dar levíssimos indícios de queda que vão se mantendo até hoje.
Agora é possível ver melhor o comportamento que a doença teve ao longo do ano de 2020 até o momento atual. Ainda assim, similar ao caso do gráfico de barras, temos uma visão limitada sobre como a doença se desenvolveu em cada um dos países. Em alguns, os casos e mortes podem ter ocorrido de forma gradual enquanto em outros podem ter crescido de forma brusca e espontânea.
Uma solução para visualizar esse desenvolvimento por país seria um "Bar Chart Race" que consiste em um gráfico de barras horizontal que detalha a evolução de um número ao longo do intervalo de tempo disponível que, no caso, será desde 2020 até hoje.
Através da análise dos dois "Bar Chart Race" é possível entender melhor o comportamento dos dados ao longo do ano.
Primeiro, é relevante enfatizar como, desde o início da pandemia até os dias atuais, os países Estados Unidos, Brasil e Índia se mantiveram na liderança tanto em número de casos quanto em mortes. Entretanto, é importante frisar que o comportamento de crescimento destes países foi, na maior parte do tempo, similar ao dos demais países no decorrer do tempo.
Segundo, é interessante destacar alguns comportamentos discrepantes no decorrer do crescimento dos casos, como foi com os Estados Unidos no início de 2022 que teve um crescimento bem forte - provavelmente devido ao surgimento da variante Ômicron - e o comportamento de crescimento do nº de mortes de forma que os top 3 países apresentaram um aumento levemente maior durante o meio de 2021 - provavelmente ligado a variante Delta.
Seguindo o crescente número de casos e de mortes, o mundo como um todo buscou alternativas para lidar com a doença, tanto materiais como vacinação, uso de máscara, antissépticos e isolamento social, como soluções mais imateriais como acesso a atendimento médico, presença de outras doenças e boas condições sócioeconomias.
Para entender melhor a relação que pode existir entre casos e mortes com outros indicadores, uma alternativa é analisar a possível correlação entre eles. Nesse tipo de visualização, uma alternativa são os gráficos de dispersão.
Como hipótese, era esperado que houvesse uma relação inversa entre PIB e total de casos e mortes (quanto menor o PIB, maior o número de casos e mortes), pois estima-se que países com maior Produto Interno Bruto deveriam ter condições financeiras entre seus cidadões, empresas e governo de forma a melhor combater o vírus.
Tanto na dispersão por casos quanto na por mortes, é possível perceber uma presença maior de países na faixa de PIB menor que 40.000 o que sustenta a hipótese proposta. Vale destacar que há uma forte presença de países com valores quase 0 tanto em casos quanto em PIB, o que pode indicar falta de informações suficientes.
Como hipótese, era esperado que houvesse uma relação inversa entre IDH e total de casos e mortes (quanto menor o IDH, maior o número de casos e mortes), pois conclui-se logicamente que países com melhor Índice de Desenvolvimento Humano deveriam oferecer melhores condições de vida para seus cidadãos de forma a melhor combater o vírus.
Tanto na dispersão por casos quanto na por mortes, é possível perceber um forte acumulo destes valores próximos de 0 quando o IDH se mantém com valor baixo. Conforme o IDH sobe a quantidade de casos e mortes começa a crescer também. Esse comportamento leva a rejeição da hipótese definida inicialmente.
Como hipótese, era esperado que houvesse uma relação direta entre nº de fumantes e nº de casos e mortes (quanto maior o número de fumantes, maior o número de casos e mortes), pois o COVID-19 é uma doença que afeta principalmente a região respiratória da pessoa. Então, espera-se que pessoas que fumam tenham maior facilidade de contrair a doença e, provavelmente, vir a óbito.
Tanto na dispersão por casos quanto na por mortes, é fácil perceber uma distribuição bem ampla. Ou seja, não é possível identificar um padrão de comportamento entre percentual da população fumante e o nº de casos e mortes o que leva a rejeição da hipótese definida inicialmente.
Os gráficos de Dispersão nos ajudam a concluir que cada uma das variáveis utilizadas não é capaz de determinar o comportamento do nº de casos e o nº de mortes. Isto ocorre devido ao fato destes indicadores estarem sendo vistos individualmente e que vários fatores não estão englobados nas análises (tamanho da população, infraestrutura hospitalar de cada país, parcela da população idosa ou com doença de risco, etc).
2.2) Visão Brasil
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Até o momento analisamos principalmente o nº de casos e de mortes e a relação que estes valores têm com outras variáveis em âmbito global. Interessa agora examinar de forma mais detalhada como está o contexto desta doença no Brasil, algo mais próximo da nossa realidade e que é muito relevante para podermos nos precavermos melhor.
O primeiro caso registrado ocorreu no dia 26/02/2020. Ao todo, estamos a mais de 770 dias convivendo com o vírus, equivalente a mais de 2 anos. Já o primeiro caso de morte ocorreu na data de 17/03/2020, 20 dias após o registro do primeiro caso. Nesta data, já haviam sido confirmados 321 casos, o que mostra a velocidade de crescimento da doença dentro de um curto intervalo de tempo.
Similar a análise mundial, interessa investigar para o contexto brasileiro como a doença evoluiu desde seu início em 2020 em questão de casos e mortes. A melhor alternativa para exibir isto é através de gráficos de linha. No caso em questão, foram utilizados gráficos do tipo linear e logaritmo.
O gráfico logaritmo foi utilizado por dois motivos: a) ele reduz o tamanho dos valores exibidos em escala logarítma (ex.: 1000 = 10³) facilitando a leitura; b) ele ajuda na exibição mais clara do comportamento dos dados.
Em relação ao nº de casos, percebe-se um crescimento constante entre Julho de 2020 até Julho de 2021 onde começa a ocorrer um decrescimento no número de casos que continua até o início de 2022 onde surge um aumento brusco nos casos devido a variante Ômicron e que começou a diminuir recentemente. O gráfico logaritmo, por outro lado, evidência como a maior parte do crescimento do número de casos pode ser atribuída até o periodo de Julho de 2021. Deste período em diante ainda ocorre um crescimento do número de casos, mas de maneira mais constante.
Em relação ao nº de mortes, percebe-se um crescimento com algumas flutuações ao longo de todo o período. Em especial, entre Fevereiro e Março de 2021 ocorre um leve aumento no número de mortes que continua até meados de Julho de 2021 onde começa a diminuir e se estabilizar. Esse aumento pode estar relacionado com o surgimento da variante Delta, que foi pouco infecciosa, mas bem mais letal. Também no início de 2022 ocorreu um leve aumento no número de mortes similar ao aumento no número de casos no mesmo período. O gráfico logaritmo evidência como a maior parte do crescimento do número de casos pode ser atribuída até o período de Julho de 2021. Deste período em diante ainda ocorre um crescimento do número de casos, mas de maneira mais constante.
Agora que existe uma noção melhor sobre como foi o processo evolutivo dos casos e mortes de COVID-19 no Brasil, interessa conhecer também como está a severidade da doença e quais tem sido as iniciativas para lidar com ela.
Uma maneira de observar a severidade da doença em um país é através da necessidade de auxilio hospitalar no tratamento. Esta visão pode ser separada em casos mais sérios que requerem internação em UTI e outros de severidade média que requerem internação em hospital. Para exibir está relação de proporções, uma ótima alternativa é gráfico de Waffle que utiliza ícones em matriz de X linhas e y colunas para evidenciar a proporção de dois valores entre si.
Percebe-se que em torno de 10% das internações são casos mais severos que requerem UTI e que nas demais situações um auxilio médico mais simples é o suficiente, o que é um bom sinal, pois pode indicar que a maior parte dos casos não afetam de forma tão crítica a saúde dos cidadãos. Entretanto, não podemos deixar de considerar a possibilidade de existirem casos mais críticos que não estão sendo direcionados para uma UTI devido a ausência de uma estrutura para recebê-los, o que ajuda a explicar uma maior proporção de internações em leitos normais.
Uma outra iniciativa que ajuda no controle da progressão da doença é através do número de vacinações aplicadas no país. De forma lógica, quanto mais imunizada uma população estiver contra algum tipo de doença, menor serão o número de casos, mortes e também serão menores a necessidade de utilizar recursos e espaços hospitalares.
Percebe-se que em torno de 85% de toda a população já foi vacinada com, pelo menos, a primeira dose da vacina contra COVID-19. Este é um número muito importante, pois, através da imunização, é possível reduzir o número de casos, mortes e também diminuir a ocorrência de casos severos que afetam a capacidade dos hospitais de cuidar de diversos pacientes.
Aqui percebe-se que em torno de 83% de toda a população já foi vacinada com todas as doses (de acordo com determinação do órgão nacional responsável). Este número é ainda mais importante comparado ao anterior por duas razões.
Apesar deste contexto positivo, é importante reforçar que estas vacinações por si só não resolvem todos os problemas considerando o crescente número de variantes que vêm surgindo periodicamente e que tornam novos processos de vacinação necessários.
Uma última forma de observar o efeito que iniciativas indiretas possuem sobre a propagação da doença é através das várias medidas que reduzem contato entre pessoas (isolamento social, restrição de uso de espaços públicos, proibições de organização de eventos). Um indicador que reflete isso bem é o "Stringency Index" ou "Índice de Restritividade". O valor varia entre 0 e 100 e quanto maior ele for, maiores são as restrições adotadas em um país.
Em teoria, dependendo do comportamento do vírus e sua transmissibilidade, os países devem reforçar as restrições internas e vice-versa. Portanto, interessa verificar como foi o comportamento do governo na aplicação de restrições frente a transmissibilidade do vírus. A melhor forma de mostrar isto é através de um gráfico de linha dupla para examinar o comportamento de uma variável em comparação à outra.
Em geral, é possível perceber um comportamento responsivo do "Stringency Index" em relação as mudança na taxa de reprodução do vírus. Durante o início da pandemia, quando a doença estava em seu pico de transmissibilidade, o Brasil manteve um alto nível de restrição chegando a 80. Conforme a doença mostrou indícios de redução na transmissão, também diminuiu o nível de restrição para 70.
Essa redução se manteve até Novembro/2020, momento no qual a transmissão voltou a crescer e variar bastante até meados de Setembro/2021. De maneira similar, o índice de restritividade buscou acompanhar o comportamento da transmissão de modo que variou entre 55 e 75 ao longo deste período. Em Novembro/2021 o índice chego a 40, mas sofreu um repentino aumento. Tal comportamento pode estar associado a expansão da variável Ômicron, altamente transmissível. O país pode ter aumentado seu índice de restrição com o intuito de reduzir os impactos futuros da nova variante. Mesmo com a taxa de transmissibilidade já baixa, o país mantém um índice de restritividade considerável (70).
2.3) Brasil X Mundo
Através das análises anteriores, percebemos que o Brasil, apesar de ser um dos países que lideraram o ranking de casos e mortes em quesito mundial, é também um dos países que está aparentemente demonstrando mais eficiência na condução da imunização da população.
Assim, é interessante examinar como tem sido o comportamento do país frente a ocorrência de novos casos e óbitos de modo a entender se a situação hoje está melhor ou pior em comparação ao passado. Para critério de comparação será utilizado o comportamento mundial durante o decorrer do mesmo período.
Percebe-se que desde o início da pandemia o Brasil sempre se manteve, na maior parte do tempo, acima do comportamento mundial. Ocorreu um aumento forte entre Abril de 2020 até meados de Agosto de 2020, onde começaram a cair o número de casos. Em comparação, o comportamento mundial teve uma quantidade menor de casos que mantiveram um crescimento continuo durante o mesmo período. Em meados de Novembro/2020, crescem novamente os casos até atingirem seu pico próximos de Março/2021. A partir de Julho/2021 ocorre um decrescimento contínuo que pode estar fortemente associado ao processo de vacinação iniciado no mesmo ano como anteriormente mencionado. No caso do mundo, o número de casos apresentou diversas variações de subidas e descidas, mas mantendo uma média de valor constante. A partir de Outubro/2021 o Brasil conseguiu manter uma quantidade menor de casos quando comparados com o comportamento mundial, algo que não ocorreu durante toda a pandemia. Apesar de um cenário positivo de decrescimento no número de casos, durante o início de 2022 vemos um crescimento gigantesco de novos casos. Este fato está associado com o surgimento de uma nova variante (Ômicrom) que infectou grande parte da população mundial, inclusive o Brasil. Entretanto, rapidamente o número de casos voltou a decrescer, o que indica a efetividade nacional e mundial no combate à doença.
Quanto ao número de mortes, o comportamento é bem similar ao visto anteriormente com casos confirmados. Ocorreu um aumento forte de mortes e que se manteve constante entre Abril de 2020 até meados de Agosto de 2020, onde, depois, começou a cair. Já o comportamento mundial se manteve menor e constante durante o período. Em meados de Novembro/2020, crescem novamente o número de mortes. Entre Fevereiro/2021 e Março/2021 ocorre um enorme aumento de mortes que contrasta um pouco com o número de casos que não se comportou de forma tão agressiva. Durante este período ocorreu a propagação da variante Delta que foi responsável por mais óbitos, mas uma quantidade reduzida de infecções. Este comportamento não se mostrou evidente ao observar o resto do mundo cujo valor manteve-se constante. Apesar deste pico, no mesmo mês o número começa a decrescer progressivamente até o início de 2022 onde ocorre o surto de Ômicrom e, consequentemente, o número de óbitos. Isto se repetiu também no cenário global.
Em geral, pode-se afirmar que o Brasil manteve um comportamento de vacinação similar as demais países do globo. O Brasil começou seu processo de vacinação em 2021 e manteve um comportamento de crescimento e decrescimento bem similar até Julho/2021.
De Julho/2021 até Outubro/2021 o comportamento também se manteve similar mas as doses de vacinação apresentaram variações bem mais agressivas quando comparado ao comportamento do mundo, o que pode refletir os períodos de vacinação em intervalos.
A partir de Outubro/2021, o comportamento do Brasil diferiu de maneira reversa ao comparar com o caso mundial. Até o início de 2022, o contexto mundial apresentou um aumento no número de novas vacinações, enquanto o Brasil passou por um alto decrescimento do mesmo. Iniciando 2022, o Brasil cresceu fortemente a quantidade de novas vacinações, comportamento reverso quando comparado ao mundo que diminuiu.
É importante enfatizar que em todas as comparações feitas com valores mundiais, estes podem estar sofrendo com algum tipo de limitação devido a suas características. Por exemplo, caso existam países cujos dados não estão completos ou corretos, isto afeta o grau de confia de qualquer indicador global.
3) Conclusão
Através desta análise é possível extrair algumas conclusões sobre o comportamento do vírus e as formas como o Brasil e o resto do mundo lidaram com ele.
O Brasil, junto com os demais países que lideraram o ranking, podem ser destacados como os principais focos da doença. Foi possível observar que existe uma clara distância entre os números acumulados dos líderes frente ao resto do mundo apesar dos dados de todos os países não terem o mesmo nível de informação, algo que pode afetar a análise.
Em geral, ao tentar entender as possíveis variáveis que estariam relacionadas com um aumento/diminuição de casos e mortes de COVID-19, nenhuma das correlação apresentou um comportamento lógico (PIB, IDH, Fumante), apesar de fazer bastante sentido que houvesse. Uma solução para este caso seria utilizar todos as variáveis juntas em um modelo de regressão, algo que não entra no escopo do trabalho atual.
Observando o Brasil especificamente, ele demonstrou um comportamento evolutivo da doença bem parecido com o resto do mundo em algumas frentes. Por exemplo, quanto ao número de casos, o país se comportou de maneira similar durante o decorrer da pandemia inclusive na situação recente onde houve a propagação da variante Ômicron que resultou em um aumento brusco no número de casos. Entretanto, o país também teve comportamentos distintos quanto a algumas variáveis. Por exemplo, quanto ao número de mortes o país demonstrou um comportamento distinto em 2021 devido a ocorrência da variante Delta, que provocou um aumento agressivo de óbitos no país, mas não demonstrou o mesmo efeito mundialmente.
Já quanto as rotinas de vacinação, o país vem mantendo um comportamento bem similar ao resto do mundo de maneira que o país vem buscando continuamente se proteger e combater a transmissão do vírus. Quanto ao combate direto contra o vírus, o Brasil alcançou um total de 83% da população vacinada com todas as doses recomendas, o que é um ótimo indicativo da eficiência do sistema de saúde e uma garantia de imunização ainda mais forte da população. Quanto ao combate indireto, o país tem alterado suas restrições internas de modo a acompanhar a transmissibilidade da doença chegando também a alterar o índice conforme previsões de subida ou descida da doença em outros locais do mundo.
Mesmo liderando o ranking acumulado global de país com mais casos e mais mortes, o Brasil foi capaz de fazer uma boa reviravolta e reduzir o impacto da doença de maneira que os números estão mais baixos e mais próximos do resto do mundo.