Blucher Chemical Engineering Proceedings

Fevereiro 2015, vol.1, num.2 - XX Congresso Brasileiro de Engenharia Química
Artigo - Open Access Idioma principal | Segundo principal

APLICAÇÃO DA TEORIA DO CAOS EM DADOS DE CONCENTRAÇÃO DE MATERIAL PARTICULADO INALÁVEL NA ATMOSFERA

APLICAÇÃO DA TEORIA DO CAOS EM DADOS DE CONCENTRAÇÃO DE MATERIAL PARTICULADO INALÁVEL NA ATMOSFERA

PRIETO, W. H.; TOMAZ, E.; CREMASCO, M. A.

Artigo:

As altas concentrações de material particulado inalável (PM10), nos grandes centros urbanos, são responsáveis por desencadearem problemas respiratórios, entre outros problemas. O controle dessas emissões não é trivial, pois existem diversos fatores que influenciam as concentrações de tais partículas na atmosfera, caracterizando a descrição do fenômeno de poluição como não linear, sensível às condições iniciais e, portanto, caótico. O objetivo deste trabalho é do avaliar a presença de caos em dados de variação temporal de concentração de PM10 nos anos de 1998 a 2000 e 2010 a 2013, obtidos no Parque Ibirapuera, em São Paulo. Os resultados dos invariantes caóticos, entropia de Kolmogorov e dimensão de correlação, advindos de atratores estranhos, apontam a natureza caótica do estudo em análise.

As altas concentrações de material particulado inalável (PM10), nos grandes centros urbanos, são responsáveis por desencadearem problemas respiratórios, entre outros problemas. O controle dessas emissões não é trivial, pois existem diversos fatores que influenciam as concentrações de tais partículas na atmosfera, caracterizando a descrição do fenômeno de poluição como não linear, sensível às condições iniciais e, portanto, caótico. O objetivo deste trabalho é do avaliar a presença de caos em dados de variação temporal de concentração de PM10 nos anos de 1998 a 2000 e 2010 a 2013, obtidos no Parque Ibirapuera, em São Paulo. Os resultados dos invariantes caóticos, entropia de Kolmogorov e dimensão de correlação, advindos de atratores estranhos, apontam a natureza caótica do estudo em análise.

Download (PDF)

Palavras-chave:

DOI: 10.5151/chemeng-cobeq2014-1316-19916-151526

Referências bibliográficas
  • [1] BRIONGOS, J.V; SOLER, J.G. Using free bed surface fluctuations in a 3-D fluidized bed for dynamic characterization. AIChE Journal, vol 50, pp. 3060-3067, 2004.
  • [2] BROOMHEAD, D. S.; KING, G. P. Extracting Qualitative Dynamics from Experimental Data. Physica 20D, pp. 217 – 236, 1986.
  • [3] CASTILHO, G. J. Análise de Caos em Leito Fluidizado Circulante. Tese (Doutorado em Engenharia Química), Faculdade de Engenharia Química, Universidade Estadual de Campinas, Campinas-SP, 2011.
  • [4] GLASER, S. M.; YE, H., MAUNDER, M.; MACCALL, A.; FOGARTY, M.; SUGIHARA, G., Detecting and forecasting complex nonlinear dynamics in spatially structured catch-per-unit-effort time series for North Pacific albacore (Thunnus alalunga). Can. J. Fish. Aquat. Sci. 68, 400e412, 2011.
  • [5] GRASSBERGER, P.; PROCACCIA, I. Measuring the Strangeness of Strange Attractors. In Physica D, v. 9, pp. 189-208, 1983 GUO, H., 2011. Source apportionment of volatile organic compounds in Hong Kong homes. Build Environ. 46, 2280e2286.
  • [6] HELLEBUST, S.; ALLANIC, A.; O’CONNOR, I. P.; WENGER, J. C.; SODEAU, J. R., 2010. The use of real-time monitoring data to evaluate major sources of airborne particulate matter. Atmos. Environ. 44, 1116e1125.
  • [7] Área temática: Engenharia Ambiental e Tecnologias Limpas 7LORENZ, E. N. Deterministic nonperiodic flow. J. Atmos. Sci., v. 20, pp. 130-141, 1963.
  • [8] MCCAULEY, J. L. Introduction to multifractal in dynamical system theory and fully developed turbulence. Phys. Rev. 189, 225, 1990.
  • [9] MONTEIRO, L. H. A. Sistemas Dinâmicos. 2 ª Ed. São Paulo: Livraria da Física, 2011.
  • [10] MOURA, H. L. Análise da influência do ruído na obtenção de atratores e parâmetros determinísticos da teoria do caos aplicada em uma seção de riser de um leito fluidizado circulante.Faculdade de Engenharia Química, Universidade Estadual de Campinas, Campinas-SP, 2013.
  • [11] POPE, C. A. I.; BURNETT, R. T.; THUN, M. J.; CALLE, E. E.; KREWSKI, D.; ITO, K.; THURSTON, G. D. 2002. Lung cancer, cardiopulmonary mortality, and long-term exposure to fine particulate air pollution. J. Am. Med. Assoc. 287, 1132e1141.
  • [12] RUELLE, D. Chaotic evolution and strange attractors. Cambridge University Press: Cambridge, 1989.
  • [13] RUELLE, D.; TAKENS, F. On the nature of turbulence, Commum. Math. Physics, v. 30, pp. 167-192, 1971.
  • [14] SAVI, M. A. Dinâmica Não Linear e Caos. Universidade Federal do Rio de Janeiro - COPPE, Engenharia Mecânica: [s.n.], 2004.
  • [15] SCHOUTEN, J. C.; TAKENS, F.; VAN DEN BLEEK, C. M. Maximum-Likelihood-Estimation of the Entropy of an Attractor. In Physical Review E, v. 49, pp. 126-129, 1994.
  • [16] TAKENS, F. Detecting strange attractors in turbulence, In: Dynamical systems and turbulence, Lecture Notes in Mathematics, Eds. D.A. Rand e L-S. Young, Springer Verlag, v. 898, pp.366-381, 1981.
  • [17] TSONIS, A. A. Chaos: From Theory to Applications. New York: Plenum Press, 274 p. 1992.
  • [18] VAN DEN BLEEK, C. M.; SCHOUTEN, J. C. Deterministic chaos: a new tool in fluidized bed design and operation. Chemical Engineering Journal, v. 53, pp. 75-87, 1993.
  • [19] VANDER STAPPEN, MARIA, M. L. Chaotic hydrodynamics of fluidized beds, Delft: University of Technology, Delft – NL, 236 pp. PhD. Thesis, 1996.
  • [20] YU, H-L.; LIN, Y-C.; SIVAKUMAR, B.; KUO, Y-M. A study of the temporal dynamics of ambient particulate matter using stochastic and chaotic techniques. Atmospheric Environment 69, 37-45, 2013.
Como citar:

PRIETO, W. H.; TOMAZ, E.; CREMASCO, M. A.; "APLICAÇÃO DA TEORIA DO CAOS EM DADOS DE CONCENTRAÇÃO DE MATERIAL PARTICULADO INALÁVEL NA ATMOSFERA", p-8540-8547. In: Anais do XX Congresso Brasileiro de Engenharia Química - COBEQ 2014 [= Blucher Chemical Engineering Proceedings, v.1, n.2]. São Paulo: Blucher, 2015.
ISSN 23591757, DOI 10.5151/chemeng-cobeq2014-1316-19916-151526

últimos 30 dias

91
downloads

250
visualizações

667
indexações