Detalhes - Dissertação do PROFMAT

Aluno: MARCOS EDUARDO CANDIDO DOS SANTOS

UNEMAT - Universidade do Estado de Mato Grosso - Sinop - MT

Dissertação

Título
MODELO MATEMÁTICO PARA EXPLORAR O CASO DA EPIDEMIOLOGIA DA COVID-19 NO ENSINO MÉDIO.
Resumo
Este trabalho está vinculado ao Programa de Mestrado Profissional em Matemática em Rede Nacional – PROFMAT da Universidade do Estado de Mato Grosso – UNEMAT, Campus Universitário de Sinop, e teve como objetivo geral compreender como a modelagem matemática é utilizada no estudo e descrição do avanço da pandemia da Covid-19 em Mato Grosso por meio do modelo SIR (Suscetíveis, Infectados e Removidos). Buscou-se com esta pesquisa responder as seguintes questões: como é realizado o estudo da dinâmica de doenças infecciosas utilizando o modelo SIR? Como transpor o entendimento do modelo SIR e da dinâmica de infecção causada pela Covid-19 para estudantes do Ensino Médio? Para auxiliar a reflexão sobre essas questões, o referencial teórico assumido contempla noções sobre Modelagem Matemática e modelos matemáticos, enfatizando a descrição do processo de modelagem e as estratégias e dificuldades em sua adoção como metodologia de ensino com base em autores como Rodney Carlos Bassanezi, Maria Salett Biembengut, Jonei Cerqueira Barbosa, Dionísio Burak, João Frederico da Costa Azevedo Meyer, entre outros. Além disso, uma parte do referencial teórico foi destinada para elucidar alguns conceitos envolvendo taxa de variação e equações diferenciais, visando subsidiar os métodos adotados no processo de estudo do modelo SIR baseando-se nas contribuições de Rodney Carlos Bassanezi e Wilson Castro Ferreira Junior, William E. Boyce e Richard C. DiPrima, James Stewart, entre outros autores. A pesquisa teve uma abordagem quali-quantitativa sendo encaminhada por meio de estudo descritivo-explicativo. O objeto de pesquisa foi a dinâmica da Covid-19 em Mato Grosso de 14 de março de 2020 até o final de janeiro de 2021 e os dados foram coletados a partir do painel interativo fornecido pela Secretaria de Estado de Saúde de Mato Grosso – SES/MT, sendo estes organizados em planilhas eletrônicas do Excel. Para modelar os dados foi utilizado o modelo SIR discretizado implementado no Excel, e o parâmetro de infecção foi obtido minimizando a função de erro quadrado a partir dos dados reais e os dados simulados por meio da ferramenta Solver. Utilizou-se três abordagens para a obtenção do parâmetro de infecção: intervalos de 36 dias com o acréscimo dos intervalos anteriores; intervalos de 36 dias sem o acréscimo dos intervalos anteriores; intervalos de 7 dias sem acréscimo dos intervalos anteriores. Os achados da pesquisa mostram que na dinâmica de infecção causada pela Covid-19, por meio do modelo SIR, a população pode ser dividida em três compartimentos: suscetíveis, infectados e removidos, cujo objetivo é identificar o número de indivíduos que transitam de um compartimento para o outro por unidade de tempo. A adoção de diferentes intervalos no processo de minimização do erro quadrado mostrou-se bem relevante para o entendimento da dinâmica e favoreceu diferentes projeções de pico e de valor máximo de infecção a partir dos dados consolidados até o fim de janeiro. Ao final do trabalho é realizada uma proposta didática para ser trabalhada com os estudantes do 3º ano do Ensino Médio baseada em modelagem matemática. O problema é dado inicialmente pelo professor e as demais etapas serão conduzidas pelos estudantes.
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