Published

2001-07-01

Caos, fluidos y flujos

Authors

  • Luis Fernando Herrera Díaz Universidad Nacional de Colombia
  • Alfonso Conde Universidad Nacional de Colombia

Desde hace aproximadamente 30 años, el mundo dela ciencia se revolucionó debido al nacimiento de un nuevo paradigma; a esta forma de ver el mundo se le conoce con el nombre de Teoría del Caos. En su corta vida, ya “ha tocado todas las ramas del conocimiento, incluyendo por supuesto la Ingeniería” dice Mora (1998). Es así como muchos de los reconocidos ingenieros, como Aris en el campo de los reactores químicos, Froment en catálisis heterogénea, Coppens, que investiga los fenómenos de difusión y reacción en las redes que presentan las Zeolitas, Julio Ottino en la mezcla de fluidos, han comenzado a replantear viejos esquemas a través de esta teoría.

El presente artículo busca mostrar los principales conceptos en los que se basa la teoría del caos, a través de ejemplos sencillos y de mostrar principalmente dos de sus relaciones con la ingeniería química como son el flujo y la mezcla de fluidos.

During the last 30 years, the world of science has been revolutionized with the birth of a new paradigm: this form of seeing the world is known as The Chaos Theory. “In their short life it has already touched all the branches of knowledge, including Engineering” says Mora (1998). It is so that many of the well known engineers like Aris in the field of the chemical reactors, Froment in heterogeneous catalysis, Coppens who investigates the phenomena of diffusion reaction in Zeolites, Julio Ottino in the mixing of fluids, have begun to improve old outlines through this theory. The present article seeks for to show the main concepts, in which the theory of chaos is based, through simple examples, showing mainly its relationships with chemical engineering, such as flow and mixing of fluids.

References

Berenstern, I., “Correlaciones cuantitativas estructura propiedad: Descriptores topológicos para cetonas y parámetros dinámicos en un oscilador químico”. Tesis de Química de la Universidad Nacional de Colombia, Bogotá, 1999.

Best, W. G., Tomfohrde, H. F., S.P.E. Journal, 139, 1959. DOI: https://doi.org/10.1097/00004032-195904000-00003

Bird, R. B., Stewart, W. E., Lightfoot, E. N., Fenómenos de transporte, Ed Reverte, 1964.

Bresler, L., et al., “Isolated mixing regions: origin, robustness and control”. En: Chem Eng Sci., 1997, Vol. 52: 1623-163. DOI: https://doi.org/10.1016/S0009-2509(96)00406-X

Briggs, J. y Peat, F. D., Espejo y Reflejo. Editorial Gedisa, 1994.

Brothman, A., Wollan, G.N., Feldman, S.M., “New analysis provides formula to solve mixing problems”. En: Chem. Metall. Eng., 1945, 52: 102-106.

Canavos, G. C., Probabilidad y Estadística. Aplicaciones y Métodos, McGraw Hill, 1990.

Coppens, M., Froment, G., “Diffusion and reaction in a fractal catalyst pore I Geometrical aspects”. Chem. Eng. Sci., 1995, 50: 1013. DOI: https://doi.org/10.1016/0009-2509(94)00478-A

____, “Diffusion and reaction in a fractal catalyst pore II diffusion and first-order reaction”. En: Chem. Eng. Sci., 1995, 50: 1027. DOI: https://doi.org/10.1016/0009-2509(94)00479-B

____, “Diffusion and reaction in a fractal catalyst pore II Applications to the simulation of vinyl acetate production from ethylene”. En: Chem. Eng. Sci, 1995, 50: 4897.

Crane, Flujo de fluidos en válvulas, accesorios y tuberías, McGraw-Hill, 1992.

Crutchfield, J. P., et al., Caos. Libros de Investigación y ciencia. Orden y Caos, 1990, pp. 78-90.

Eckart, C., “An analysis of the stirring and mixing process in incompressible fluids”. En: J. Marine Res., 1948, VII: 265-75.

Gleick, J., Chaos “Making a new science”, Penguin Books, 1982.

____, Caos. La creación de una ciencia. Ed. Seix Barral, 1988.

Green, J. B., “Poincare and the Three Body Problem (History of Mathematics, V. 11)”. En: Amer Mathematical Society, 1996.

____, “Poincare and the three bodys problem”. En: American Mathematical Society.

Guckenheimer, J., Nonlinear Oscillations, Dynamical Systems, and Bifurcations of Vector Fields. Springer-Verlag, 986.

Hopf, E., “A mathematical example displaying features of turbulence”. En: Comm. Pure Appl. Math., 1948, 1: 303. DOI: https://doi.org/10.1002/cpa.3160010401

Kahlert, C., Rossler, O., Varma, A., “The stirred tank forced”. En: Chem. Eng. Sci., 1981, 41: 1549. DOI: https://doi.org/10.1016/0009-2509(86)85237-X

Khakhar, D. V., Rising, H., Ottino, J. M., “Analysis of chaotic mixing in two model systems”. En. J. Fluid Mech., 172: 419-51. DOI: https://doi.org/10.1017/S0022112086001805

Landau, L. D. “On the problem of turbulence: Colective Papers of L. D, Landau”. En: Trad. Ing., D. Ter Haar, Nueva York, Pergamon, 1965.

Lorenz, “Deterministic nonperiodic flow”. En: Journal of the Atmospheric Sciences, 1963, 20: 130-41. DOI: https://doi.org/10.1175/1520-0469(1963)020<0130:DNF>2.0.CO;2

____, “The Mecanics of Vacillation”. En: Journal of the Atmospheric Sciences.1963, 20: 448-64. DOI: https://doi.org/10.1175/1520-0469(1963)020<0448:TMOV>2.0.CO;2

____, The Problem of Deducing the Climate from the Governing Equations. Telus. 1964, 16: 1-11. DOI: https://doi.org/10.1111/j.2153-3490.1964.tb00136.x

____, “Predictability: Does the flat of a butterfly’s wings in Brazil set of a tornado in Texas?”. Discurso pronunciado en la reunión anual de la American Association for the Advancement of Science en Washington, 29 de septiembre de 1979.

Mandelbrot, The Fractal Geometry of Nature, New York, Freeman, 1977.

____, Los Objetos Fractales; Forma, Azar y Dimensión. Barcelona, Tusquets editores, 1987.

Mckelvey, J. M., Polymer Processing. John Wiley and Sons, 1962.

Mora, A., “Aproximación a la ciencia de la ingeniería química desde la teoría del caos y la geometría fractal”. Tesis de Maestría en ingeniería Química de la Universidad Nacional de Colombia, Bogotá, 1998.

Ottino, J. M., Mezcla de fluidos. Libros de Investigación y ciencia. Orden y Caos, 1994, pp. 117-126.

Lacey, P. M.C., J. Appl. Chem., 1954, 4: 257. DOI: https://doi.org/10.1002/jctb.5010040504

Perry, W. L., Algebra lineal con aplicaciones. McGraw-Hill, 1990.

Pocheau, A. “En las raíces de Ja turbulencia”. En: Mundo científico, Vol. 8(78): 317-319.

Ranada, A. F., Movimiento caótico. Libros de Investigación y ciencia. Orden y Caos, 1994, 66-77.

Ruelle, D. y Takens, F, “On the nature of turbulence”. En: Communications in Mathematical Physics, 1971, 20: 167-92. DOI: https://doi.org/10.1007/BF01646553

Smith, J. M., Chemical engineering kinetics. McGraw-Hill, 1981.

Sparrow, The Lorenz equations, Bifurcations, Chaos, and Strange Attractors. Springer-Verlag, 1982. DOI: https://doi.org/10.1007/978-1-4612-5767-7

Taylor, G. I., “The formation of emulsions in definable fields of flow”. En: Proc. Roy. Soc., Lond., 1934, A146: 501-23. DOI: https://doi.org/10.1098/rspa.1934.0169

Treybal, R. E., Operaciones de transferencia de masa, McGraw-Hill, 1991.

Weidenbaum, S. S., “Mixing of Solids” En: Advances in Chemical Engineering. Vol. II, editado por T. B. Drew and J. W. Hoopes, Academic Press, 1958. DOI: https://doi.org/10.1016/S0065-2377(08)60229-X

How to Cite

APA

Herrera Díaz, L. F. and Conde, A. (2001). Caos, fluidos y flujos. Ingeniería e Investigación, (48), 29–39. https://doi.org/10.15446/ing.investig.n48.21355

ACM

[1]
Herrera Díaz, L.F. and Conde, A. 2001. Caos, fluidos y flujos. Ingeniería e Investigación. 48 (Jul. 2001), 29–39. DOI:https://doi.org/10.15446/ing.investig.n48.21355.

ACS

(1)
Herrera Díaz, L. F.; Conde, A. Caos, fluidos y flujos. Ing. Inv. 2001, 29-39.

ABNT

HERRERA DÍAZ, L. F.; CONDE, A. Caos, fluidos y flujos. Ingeniería e Investigación, [S. l.], n. 48, p. 29–39, 2001. DOI: 10.15446/ing.investig.n48.21355. Disponível em: https://revistas.unal.edu.co/index.php/ingeinv/article/view/21355. Acesso em: 24 apr. 2024.

Chicago

Herrera Díaz, Luis Fernando, and Alfonso Conde. 2001. “Caos, fluidos y flujos”. Ingeniería E Investigación, no. 48 (July):29-39. https://doi.org/10.15446/ing.investig.n48.21355.

Harvard

Herrera Díaz, L. F. and Conde, A. (2001) “Caos, fluidos y flujos”, Ingeniería e Investigación, (48), pp. 29–39. doi: 10.15446/ing.investig.n48.21355.

IEEE

[1]
L. F. Herrera Díaz and A. Conde, “Caos, fluidos y flujos”, Ing. Inv., no. 48, pp. 29–39, Jul. 2001.

MLA

Herrera Díaz, L. F., and A. Conde. “Caos, fluidos y flujos”. Ingeniería e Investigación, no. 48, July 2001, pp. 29-39, doi:10.15446/ing.investig.n48.21355.

Turabian

Herrera Díaz, Luis Fernando, and Alfonso Conde. “Caos, fluidos y flujos”. Ingeniería e Investigación, no. 48 (July 1, 2001): 29–39. Accessed April 24, 2024. https://revistas.unal.edu.co/index.php/ingeinv/article/view/21355.

Vancouver

1.
Herrera Díaz LF, Conde A. Caos, fluidos y flujos. Ing. Inv. [Internet]. 2001 Jul. 1 [cited 2024 Apr. 24];(48):29-3. Available from: https://revistas.unal.edu.co/index.php/ingeinv/article/view/21355

Download Citation

CrossRef Cited-by

CrossRef citations0

Dimensions

PlumX

Article abstract page views

529

Downloads

Download data is not yet available.