Caracterización de Transiciones Espaciotemporales en Sistemas Químicos Mediante Herramientas Fractales y Dinámicas
DOI:
https://doi.org/10.29105/qh14.01-467Keywords:
Sistema no lineal, oscilador Belousov-Zhabotinsky, Gray-Scott, oscilador químico, análisis caótico, simulación numéricaAbstract
En este trabajo se caracteriza el comportamiento espaciotemporal emergente en sistemas químicos no lineales fuera del equilibrio termodinámico, mediante el uso combinado de herramientas fractales y dinámicas. Se analiza primero la reacción oscilante de Belousov-Zhabotinsky (BZ), un ejemplo paradigmático de sistema químico que presenta oscilaciones temporales y fenómenos de caos determinista, modelado mediante sistemas de ecuaciones diferenciales ordinarias. A partir de este enfoque, se complementa el análisis con el modelo sintético de Gray-Scott, el cual describe interacciones de tipo reacción-difusión entre dos especies químicas en un medio bidimensional, permitiendo la generación de patrones espaciales autoorganizados. A través de simulaciones numéricas, se estudian bifurcaciones, atractores caóticos y patrones de Turing, mientras que se emplea el método de conteo de cajas para estimar la dimensión fractal de las imágenes generadas. Esta metodología permite distinguir entre comportamientos periódicos, cuasi-periódicos y caóticos, proporcionando una visión integral del caos químico tanto en el dominio temporal como espacial.
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