Frente a las pugnas internas que amenazaban la estabilidad del PRD, Peña Gómez asumió personalmente la candidatura a síndico del Distrito Nacional para los comicios congresuales y municipales de mayo de 1998. Durante los últimos meses de vida, el deterioro somático avanzó en paralelo con una alta crispación en el entorno político, caracterizada por discursos de descalificación xenófoba y controversias sobre su estado de salud terminal. Consciente de la irreversibilidad de su fallo orgánico, Peña Gómez grabó y transmitió a través de los medios un mensaje de despedida institucional y reconciliación conocido como el «Discurso del perdón», en el cual otorgó su absolución moral pública a todos aquellos adversarios que lo habían difamado o combatido durante su trayectoria cívica.
En la mañana y tarde del domingo 10 de mayo de 1998, a escasos días de las elecciones generales ordinarias, Peña Gómez estuvo involucrado en desplazamientos vinculados a la campaña de su organización en la región sur del país, retornando desde Baní. Durante el recorrido de regreso, su comitiva se vio afectada por precipitaciones climáticas intensas, ante lo cual decidió instalarse a descansar en su residencia campestre ubicada en Cambita Garabitos, provincia San Cristóbal. Con el transcurso de las horas, el cuadro biológico del paciente sufrió un deterioro fulminante. Se manifestaron episodios de tos persistente, cianosis periférica y disnea aguda, sintomatología que en primera instancia fue atribuida por los asistentes presentes a un catarro o infección respiratoria estacional aguda, pero que en términos fisiopatológicos representaba una claudicación respiratoria inminente por congestión alveolar e insuficiencia hemodinámica. Ante la severidad del cuadro, su esposa Peggy Cabral estableció comunicación telefónica de emergencia con el doctor Rafael Lantigua, médico internista dominicano radicado en Nueva York y enlace principal de su esquema asistencial.
El doctor Lantigua instruyó el traslado hospitalario de urgencia inmediata hacia un centro asistencial de tercer nivel en Santo Domingo. No obstante, las demoras logísticas para coordinar el traslado con discreción institucional impidieron una evacuación a tiempo. En los momentos en que se disponían a vestirlo para emprender el viaje, Peña Gómez sufrió un síncope cardiorrespiratorio final, certificándose su muerte biológica pasadas las 10:30 de la noche del 10 de mayo de 1998, a la edad de 61 años. El certificado médico estableció como causa directa del fallecimiento un edema agudo de pulmón sobrevenido como evento terminal de la diseminación sistémica y el fallo orgánico múltiple inducido por el adenocarcinoma de páncreas.
La divulgación oficial del deceso desató una conmoción generalizada que movilizó a miles de simpatizantes hacia Cambita Garabitos y la autopista 6 de Noviembre durante la misma noche del 10 y la madrugada del 11 de mayo. Ante el impacto social del acontecimiento, el Poder Ejecutivo encabezado por el presidente Leonel Fernández emitió un decreto declarando tres días de duelo oficial nacional con honores de Estado.
La afluencia de personas superó la capacidad física de recintos fúnebres tradicionales, por lo que los restos mortales fueron trasladados al Estadio Olímpico Félix Sánchez, dentro del Centro Olímpico Juan Pablo Duarte. Entre el 11 y el 13 de mayo de 1998, cientos de miles de ciudadanos de todas las regiones del país acudieron de forma ininterrumpida al estadio en lo que se considera la manifestación luctuosa de mayor envergadura demográfica en la historia contemporánea de la República Dominicana
El historial de salud, enfermedad y muerte de José Francisco Peña Gómez constituye un caso de estudio sobre la interacción entre la fisiopatología oncológica terminal y el liderazgo político carismático. Su negativa sistemática a suspender el activismo público aceleró el desgaste de sus reservas fisiológicas, sosteniendo un ritmo de vida incompatible con la evolución de una neoplasia pancreática agresiva. Su fallecimiento el 10 de mayo de 1998 a causa de un edema agudo de pulmón cerró la era del liderazgo de masas fundacional del siglo XX dominicano y desencadenó una reconfiguración política e institucional que influyó profundamente en el panorama electoral de la República Dominicana en los años posteriores.
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