RESUMOSinais caóticos são sinais cujo comportamento é aperiódico e sensível a condições iniciais ou a pequenas perturbações. Sob este aspecto, diversos campos do conhecimento, tais como engenharia, biologia, economia, podem fazer uso da análise de séries temporais para descrever situações características a seus estudos. Contudo, encontram-se dificuldades para classificar sistemas dinâmicos caóticos a partir de métodos tradicionais como, por exemplo, o espectro de potência de Fourier. Para uma nova abordagem, a reconstrução de atratores, a partir do método de Takens, vem sendo apontada como alternativa de análise para diferenciar o caos determinístico de um comportamento estocástico. A partir do caos determinístico, várias propriedades, conhecidas como invariantes caóticas, podem ser determinadas, como a dimensão de correlação (fractal) e a entropia de Kolmogorov. O presente trabalho objetiva discutir as principais propriedades envolvidas na análise de caos e aplicações na engenharia química, tendo como base a abordagem de conceitos sobre decomposição em sistema singulares (para reconstrução do espaço de fase); dimensão de imersão; comprimento da janela; dimensão de correlação e a entropia de Kolmogorov.
INTRODUÇÃOMuitos dos fenômenos complexos observados em experimentos nas ciências exatas são modelados por conceitos de sistema estocásticos (análises estatísticas e análises no domínio da frequência) (FERRARA E PRADO, 1994). No entanto, um grande número de trabalhos que empregam a ciência do caos para modelar vários fenômenos vem sendo utilizada, como por exemplo, em diversas áreas da engenharia de processos: Ellis et al., 2003;Manyele et al., 2006;Wu et al., 2007; Ajbar et al., 2009;Wang et al., 2010;Cremasco et al., 2011 e Castilho, 2011. A maioria desses trabalhos baseia-se em dados escalares de séries temporais para descrever fenômenos complexos advindos de uma dinâmica não linear. Nestes casos, em que nem as relações matemáticas, nem as relações das variáveis que influenciam são conhecidas, a teoria do caos fornece uma alternativa para uma caracterização qualitativa (espaço de fase) e quantitativa (dimensão de correlação e entropia de Kolmogorov) superior à abordagem tradicional estocástica (JAYAWARDENA E GURUNG, 2000). Este trabalho tem por finalidade apresentar uma revisão da aplicação da teoria do caos na análise qualitativa e quantitativa de uma série temporal experimental.
RECONSTRUÇÃO DO ESPAÇO DE FASEUmas das formas de reconstrução do espaço de fase a partir do teorema de Takens,