The dimensions of Mathematical and Computational Modeling prescribed to Environmental Management

Authors

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v9i10.9013

Keywords:

Sustainable development; Interior points method; Optimization of the criteria matrix; Cramer's method; Landfill.

Abstract

The numerous scientific works, recently released, on projects applied to sustainable development, have considered a combination of methods such as AHP (Analytical Hierarchy Process) and GIS (Geographic Information Systems), for example. These procedures enable the identification of the main criteria, useful in the cadastral formulation, in a numerical format, for the problem of solid waste. This article presents a Mathematical and Computational Modeling Process (PM2C), which benefits from the response managed by the AHP and GIS methods, implementing functional relationships that adjust the n dimensions of the Criteria Matrix. The main objective of this work is to establish the Conventional and Optimal Solutions for the problem of the area location conducive to the construction of a landfill. The strategies, mathematical and computational, employ the Cramer Method and the Interior Points Method (Prime-dual) in the making of the algorithms. The results, expressed in analytical and graphical forms, show the individual values for each criterion involved in the phenomenon. The comparison, between the solution matrices, denotes the importance of incorporating the initial conditions, related to social and economic effects, and environmental security restrictions, in the modeled algorithms. Based on these premises, it was possible to simulate scenarios that demonstrate, with the highest precision, the best values of the criteria useful for decision making in the selection of the optimal area for the implementation of a landfill.

Author Biographies

Denis Carlos Lima Costa, Federal Institute of Education, Science and Technology of Pará - IFPA CAMPUS ANANINDEUA

#Graduação em Licenciatura em Ciências/Habilitação Matemática 1992, pesquisa incrementada na área de Geometria Diferencial, baseada nas abordagens de Carl Friedrich Gauss.

#Especialização em Física 1998, com exploração na área de Mecânica Quântica, tendo como base as Teorias de Max Planck.

#Mestrado em Geofísica pela Universidade Federal do Pará 2003, investigação em Métodos Potenciais aplicados às Bacias Sedimentares utilizando as estratégias de Fourier e Laplace.

#Doutorado em Engenharia Elétrica na área de Sistemas de Potência pela Universidade Federal do Pará 2016, pesquisa desenvolvida com aplicações de Inteligência Artificial aplicada. Emprego de sistemas inteligentes à produção, transporte e geração de Energia Elétrica a partir do Gás Natural.

# Líder do Grupo de Pesquisa GRADIENTE DE MODELAGEM MATEMÁTICA E SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL - GM²SC, vinculado ao Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Pará - IFPA Campus Ananindeua.

# Membro do Grupo de Pesquisa LINGUAGENS, CULTURAS, TECNOLOGIAS e INCLUSÃO - LICTI, vinculado ao Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Pará - IFPA Campus Castanhal, onde colabora com as linhas de Educação Matemática e Matemática Computacional.

Heictor Alves de Oliveira Costa, Institute for Higher Studies of the Amazon - IESAM/Estácio - Belém

Aluno de graduação do curso de engenharia da computação. Participa como colaborador do grupo de pesquisa Gradiente de Modelagem Matemática e Simulação Computacional (IFPA), com experiência em modelagem matemática e computacional, fazendo uso de amplo conhecimento das ferramentas de linguagens de programação Python, C, C++, Ruby, Julia, SQL, MATLAB, R, Java e Potigol. Co-autor da linguagem de programação Egua. Autor do livro Métodos Matemáticos Aplicados nas Engenharias via Sistemas Computacionais. Áreas de atuação incluem participação nos projetos Diagnostico Socioterritorial de Segurança Publica no Município de Ananindeua, e Análise de Cristais Orgânicos MBANP via espectroscopia Raman. Membro do grupo de pesquisa GRADIENTE DE MODELAGEM MATEMÁTICA E SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL - GM²SC.

Ana Paula Simões Castro, Institute for Higher Studies of the Amazon - IESAM/Estácio - Belém

Mestre pelo Programa de Pós Graduação em Biodiversidade e Evolução do Museu Paraense Emílio Goeldi. Graduada no Curso de Ciências Naturais - Habilitação em Biologia, pela Universidade do Estado do Pará (UEPA). Professora da Graduação e Pós Graduação da Faculdade Estácio Nazaré. Experiência em Consultoria Ambiental, práticas laboratoriais, EAD e Metodologias Ativas. Pesquisadora adjunta no Grupo de Pesquisa Gradiente de Modelagem Matemática e Simulação Computacional, no Instituto Federal do Pará (IFPA) e ao Grupo de Pesquisa de Teorias, Epistemologias e Métodos de Educação (EPSTEM), do Instituto de Ciências da Educação (ICED), Universidade Federal do Pará (UFPA). Membro do grupo de pesquisa GRADIENTE DE MODELAGEM MATEMÁTICA E SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL - GM²SC.

Edson Costa Cruz, Federal Institute of Education, Science and Technology of Pará - IFPA

Possui graduação em Licenciatura em Matemática pela Universidade da Amazônia - UNAMA (1992), Especialista em Física Contemporânea(1998) e mestrado em Geofísica pela Universidade Federal do Pará - UFPA (2003). Atualmente é professor - Associado III do Instituto Federal do Pará - IFPA (2008). Tem experiência na área de Matemática,Física e Estatística com ênfase em Matemática Aplicada, atuando principalmente nos seguintes temas:modelagem computacional, métodos numérico e Métodos Sísmicos com ênfase em exploração de petróleo. Vice-lider do grupo de pesquisa GRADIENTE DE MODELAGEM MATEMÁTICA E SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL -  GM²SC.

Julio Leite Azancort Neto, Institute for Higher Studies of the Amazon - IESAM/Estácio - Belém

Aluno de graduação do curso de engenharia da computação. Participa como colaborador do grupo de pesquisa Gradiente de Modelagem Matemática e Simulação Computacional (IFPA), com experiência em modelagem matemática e computacional e machine learning, fazendo uso de amplo conhecimento das ferramentas de linguagens de programação Python, C, C++, JavaScript, SQL, Java. Diretor executivo e desenvolvedor da linguagem de programação Egua. Membro do grupo de pesquisa GRADIENTE DE MODELAGEM MATEMÁTICA E SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL - GM²SC.

Brennus Caio Carvalho da Cruz, Institute for Higher Studies of the Amazon - IESAM/Estácio - Belém

Aluno de graduação do curso de engenharia da computação na faculdade Estácio de Belém (IESAM) e colaborador do grupo de pesquisa Gradiente de Modelagem Matemática e Simulação Computacional (GM²SC). Possui experiência com Machine Learning e com as linguagens 
de programação Python, C# e JavaScript. Integrante da equipe de desenvolvimento da linguagem de programação Egua. Membro do grupo de pesquisa GRADIENTE DE MODELAGEM MATEMÁTICA E SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL - GM²SC.

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Published

14/10/2020

How to Cite

COSTA, D. C. L.; COSTA, H. A. de O. .; CASTRO, A. P. S. .; CRUZ, E. C. . .; AZANCORT NETO, J. L. .; CRUZ, B. C. C. da . The dimensions of Mathematical and Computational Modeling prescribed to Environmental Management . Research, Society and Development, [S. l.], v. 9, n. 10, p. e6939109013, 2020. DOI: 10.33448/rsd-v9i10.9013. Disponível em: https://www.rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/9013. Acesso em: 26 jun. 2022.

Issue

Section

Exact and Earth Sciences