Incidence moments: Short term forecast of the COVID-19 incidence rate in Chile / Momentos de Incidencia: Pronóstico a Corto Plazo de la Tasa de Incidencia de COVID-19 en Chile

ABSTRACT

INTRODUCTION: The predictability of any epidemic is highly uncertain, especially regarding a new emerging pathogen such as SARS-CoV-2. Objectives: We studied the predictability of the incidence series of COVID-19 in Chile (whole country) and three regions with different population sizes. The analysis included the period intervened by vaccination campaigns and when new variants of the SARS-CoV-2 virus arrived. This study also is focused on possible differences in predictability between epidemic and "inter-epidemic" periods. Methods: We studied the daily incidence of COVID-19 in Chile for the Metropolitan, Biobío, Arica, and Parinacota regions from March 2020 to February 2022, with the recently proposed method of the third moment of incidence. We assessed the predictive capacity with the corrected mean arctangent absolute percent error. Results: The predictability of the daily incidence of COVID-19 was on the limit between good and reasonable for the entire epidemic process. The third moment of incidence produced reasonable predictions for regions with large population sizes and insufficient predictions for smaller regions. We found lower prediction capacity during the start of the pandemic and the epidemic caused by the Omicron variant. Conclusion: The third incidence moment method is suitable for short-term forecasting of COVID-19 with an error of around 30%. This forecast represents a short time of predictability in mainly chaotic dynamics. The predictability decreased only slightly due to pharmacological interventions and the income of new virus variants. We found low predictability in the initial periods of the epidemic and during the Omicron epidemic outbreak.

RESUMEN

INTRODUCCIÓN: La predictibilidad de cualquier epidemia es muy incierta, y más aún cuando se trata de un nuevo patógeno emergente como el SARS CoV-2. Objetivos: Estudiamos la predictibilidad de series de incidencia de COVID-19 en Chile y en tres regiones de distinto tamaño poblacional, incluyendo el período de intervención de las campañas de vacunación y llegada de variantes del virus SARS CoV-2. Estudiamos también las posibles diferencias en la predictibilidad entre los períodos epidémicos e "inter-epidémicos". Métodos: Se estudió la incidencia diaria de COVID-19 en Chile, para las regiones Metropolitana, Biobío y Arica y Parinacota de marzo de 2020 a febrero de 2022 con el método del tercer momento de incidencia propuesto recientemente. La capacidad de predicción se evaluó con el arcotangente del error porcentual absoluto medio corregido. Resultados: La predictibilidad de la incidencia diaria de COVID-19 estuvo en el límite entre buena y razonable durante todo el proceso epidémico. El tercer momento de incidencia produce predicciones razonables para regiones con gran tamaño de población y predicciones insuficientes para regiones más pequeñas. Se encontró menor capacidad de predicción durante el inicio de la pandemia y durante la epidemia provocada por la variante Omicron. Conclusión: El método del tercer momento de incidencia es un buen método para el pronóstico a corto plazo de COVID-19 que tiene un error de alrededor del 30%. Esto representa un tiempo corto de predictibilidad en una dinámica principalmente caótica. La predictibilidad disminuyó solo levemente debido a las intervenciones farmacológicas y al ingreso de nuevas variantes del virus. Se encontró baja predictibilidad en los períodos iniciales de la epidemia y en el brote epidémico de Omicron.