AE2UC1_9
Valeria Acosta, Fernando Altamirano, Eduardo Cuevas, Valeria Cuen
8/10/2021
library(pacman)
p_load("fdth","base64enc", "htmltools", "mime", "xfun", "prettydoc","readr", "knitr","DT","dplyr", "ggplot2","modeest","normtest","nortest","moments")Introducción
En esta investigación se plantea buscar cuál de los 2 país entre México y Rusia emite más CO2 a la atmosfera anualmente en un rango de años de 1891 a 2019 a través de una camparación de datos entre países.
Análisis de la contaminación por CO2 en México con respecto al país ruso en diferentes años.
Para este análisis se tomaron los datos del siguiente link:
https://drive.google.com/file/d/1u_Ad4PgLrM3LZ_npBp34nJFw8igwwVpr/view?usp=sharing. Para los cuales se tomaron los datos de México y rusia (año y precipita de la contaminación con respecto a este).
Preguntas:
- ¿QUÉ PAÍS EMITE MÁS?
- ¿POR QUÉ?
- ¿QUÉ IMPLICA ESTO?
Además, para ello se analizarán pruebas para compararlos entre si utilizando la analogía visual y textual por medio del programa R estudio.
- PRUEBA DE HIPOTESIS
- ESTADISTICA DESCRIPTIVA
- CONTRASTE CON GRAFICO DE CAJA Y BIGOTE
Datos importados Año y Co2 (per cápita)
Para comenzar este estudio lo primero que se hará, es importar los datos que se analizaran.
library(readr)
mexico <- read_csv("mexico.csv")## Rows: 129 Columns: 4## -- Column specification --------------------------------------------------------
## Delimiter: ","
## chr (2): Entity, Code
## dbl (2): Year, Annual CO2 emissions (per capita)##
## i Use `spec()` to retrieve the full column specification for this data.
## i Specify the column types or set `show_col_types = FALSE` to quiet this message.View(mexico)library(readr)
rusia <- read_csv("rusia.csv")## Rows: 129 Columns: 4## -- Column specification --------------------------------------------------------
## Delimiter: ","
## chr (2): Entity, Code
## dbl (2): Year, Annual CO2 emissions (per capita)##
## i Use `spec()` to retrieve the full column specification for this data.
## i Specify the column types or set `show_col_types = FALSE` to quiet this message.View(rusia)Emisión de CO2 per cápita entre México y Rusia
Prueba de hipótesis
¿Cuál país emite mayor concentración de CO2?
- H0: Rusia emite mayor concentración de CO2 que México.
- H1: México emite mayor concentración de CO2 que Rusia.
Tabla de datos de México
En las tablas siguientes se muestran los datos registrados del país de México y rusia, estos datos son desde el año de 1830 hasta 2019, en los que se muestran las emisiones anuales per cápita de CO2, con estos datos se va a realizar la comparación en la cual se va a demostrar que país emite más CO2 entre ambos países.
datatable(mexico)Tabla de datos de Rusia
datatable(rusia)Tablas de distribución de frecuencia
Con ayuda de las tablas de distribución de frecuencias se nos facilitó el trabajo de la recolección de datos, en ellas pudimos observar la cantidad de veces en que se repetían las emisiones de CO2 de cada país y empezándonos a dar cuenta de las diferencias de rangos entre países, continuación, se muestran las tablas de distribución de frecuencias de México y Rusia.
Distribución de frecuencia México
En la tabla de frecuencia de México podemos ver que los datos mínimos o más bajos se repiten más veces, por ejemplo, el rango de 0.7156 a 1.392 se repiten 31 veces y los rangos del 0.0392 a 0.7156 se repite 23 veces, sin embargo, valores más altos como el rango de 3.421 a 4.097 también se repiten 31 veces, dejando un buen margen de “espacio” entre valores pequeños y grandes, donde se empieza a ver que los valores no son normales por así decirlo.
tablaMEX = fdt(mexico$"Annual CO2 emissions (per capita)" )
tablaMEX## Class limits f rf rf(%) cf cf(%)
## [0.0392,0.7156) 23 0.18 17.83 23 17.83
## [0.7156,1.392) 31 0.24 24.03 54 41.86
## [1.392,2.068) 16 0.12 12.40 70 54.26
## [2.068,2.745) 6 0.05 4.65 76 58.91
## [2.745,3.421) 5 0.04 3.88 81 62.79
## [3.421,4.097) 31 0.24 24.03 112 86.82
## [4.097,4.774) 14 0.11 10.85 126 97.67
## [4.774,5.45) 1 0.01 0.78 127 98.45
## [5.45,6.126) 2 0.02 1.55 129 100.00Distribución de frecuencia Rusia
En la tabla de distribución de frecuencia de Rusia los valores que más se repiten son del 0.24176 al 2.1358 con un total de 46 veces y en valores más altos como el del rango de 9.712 a 11.606 se repite 29 veces, aun, sin embargo, se podría decir que los valores alrededor de ella se reparten mejor en comparación a la tabla anterior, demostrando valores más normales de distribución.
tablaRUS = fdt(rusia$"Annual CO2 emissions (per capita)" )
tablaRUS## Class limits f rf rf(%) cf cf(%)
## [0.24176,2.1358) 46 0.36 35.66 46 35.66
## [2.1358,4.0298) 13 0.10 10.08 59 45.74
## [4.0298,5.9239) 6 0.05 4.65 65 50.39
## [5.9239,7.8179) 7 0.05 5.43 72 55.81
## [7.8179,9.712) 4 0.03 3.10 76 58.91
## [9.712,11.606) 29 0.22 22.48 105 81.40
## [11.606,13.5) 7 0.05 5.43 112 86.82
## [13.5,15.394) 9 0.07 6.98 121 93.80
## [15.394,17.288) 8 0.06 6.20 129 100.00Histogramas
A continuación, se muestran los histogramas, en los que se muestran gráficamente los datos recolectados de las emisiones anuales de CO2 de México y Rusia, estos histogramas nos ayudan a comprender mejor los datos, ya que suelen ser fáciles de entender a simple vista.
Histograma de México
Histograma 1
Como se ve en el histograma, la distribución en las barras de México esta demasiada dispareja a lo que podríamos decir de su distribución normal, se observa que, si bien la emisión de gas CO2 distribuido a la atmosfera va aumentado al principio del histograma con cierto rebote, esta deja un margen en la frecuencia entre los rangos 1.5 al 3.5 donde repunta la frecuencia de emisión, volviendo a caer a partir de los valores 4.5 en adelante.
hist(mexico$"Annual CO2 emissions (per capita)", main = "Mexico", xlab = "CO2")
Histograma de Rusia
Histograma 2
En histograma de Rusia, se puede observar que la fluencia datos de emisión de CO2 empieza grande en los primeros rangos y decae hasta el rango de emisión de 10, donde nuevamente la frecuencia se reduce con el tiempo.
hist(rusia$"Annual CO2 emissions (per capita)", main = "Rusia", xlab = "CO2")
Histograma de frecuencia absoluta de México
Histograma 1.2
En el histograma de frecuencia absoluta de México podemos ver con mayor detalle los rangos de emisión de CO2, se puede apreciar que la frecuencia del rango 1.39 decae hasta el rango 3.42 donde vuelve a repuntar nuevamente.
plot(tablaMEX,type="fh", main = "Histograma de frecuencia absoluta Mexico") 
Histograma de frecuencia absoluta de Rusia
Histograma 2.2
En el caso de Rusia si bien empieza con una alta frecuencia de rangos del 0.24 al 2.14, podemos ver una distribución más normal hasta el repunte en los rangos 9.71 al 11.61 donde se ve un aumento breve en los rangos de emisión.
plot(tablaRUS,type="fh", main = "Histograma de frecuencia absoluta Rusia") 
Medidas de tendencia
Con las medidas de tendencia central se pudieron resumir todos los datos en una sola respuesta, esto nos sirvió también para comprender de mejor forma los resultados de la frecuencia de emisión de CO2 de ambos países.
Media
En la media de ambos países podemos observar que México tiene el valor de 2.252332 y Rusia 6.576326, sol calcular la media de los datos de cada país podemos observar que rusia tiene una media más elevada que México, por lo que podemos decir que tiene más emisiones de CO2 anuales.
Mexico
mean(mexico$"Annual CO2 emissions (per capita)")## [1] 2.252332*Rusia
mean(rusia$"Annual CO2 emissions (per capita)")## [1] 6.576326Mediana
Con la mediana de ambos países se hizo más claro la disparidad de datos entre países, en México la mediana fue de 1.776 mientras que en Rusia es de 6.576326 siendo una clara diferencia de magnitudes.
Mexico
median(mexico$"Annual CO2 emissions (per capita)")## [1] 1.776Rusia
mean(rusia$"Annual CO2 emissions (per capita)")## [1] 6.576326Moda
En cuanto a la moda de cantidades de CO2 emitidos a la atmosfera entre México y Rusia, a pesar de la diferencia entre magnitudes, México dio un 0.8591754 y Rusia fue de 1.517985 lo cual nos dice que en cuanto valores de CO2 repetidos en la moda, ambos muestran cierta cercanía entre los datos.
Mexico
mlv(mexico$"Annual CO2 emissions (per capita)")## Warning: argument 'method' is missing. Data are supposed to be continuous.
## Default method 'shorth' is used## [1] 0.8591754Rusia
mlv(rusia$"Annual CO2 emissions (per capita)")## Warning: argument 'method' is missing. Data are supposed to be continuous.
## Default method 'shorth' is used## [1] 1.517985Al observar la moda de ambos países se puede apreciar que los valores más repetidos en Rusia son mayores a los identificados en México.
Valor mínimo
En los valores mínimos registrados a lo largo de ambos países Rusia al ser un país que se desarrolló antes que México empezó con un valor de CO2 emitido de 0.2442 a comparación de México que empieza registra apenas 0.0396 de emisión.
Mexico
min(mexico$"Annual CO2 emissions (per capita)")## [1] 0.0396Rusia
min(rusia$"Annual CO2 emissions (per capita)")## [1] 0.2442Valor Máximo
En cuanto al valor máximo de registrado en ambos países México tuvo el pico de 6.0657, sin embargo, Rusia lo supera con un valor de 17.117, demostrando nuevamente la disparidad entre el máximo de emisión registrado, esto se podría deber a las diferencias históricas en cuanto a la necesidad de recursos energéticos de México y Rusia.
Mexico
max(mexico$"Annual CO2 emissions (per capita)")## [1] 6.0657Rusia
max(rusia$"Annual CO2 emissions (per capita)")## [1] 17.117Cuartiles
En cuanto a los cuartiles de ambos países podemos observar resumidamente los mínimos, máximos, así como los cuartiles superior e inferior, mediana y media que se usaran para evaluar rápidamente la dispersión y la tendencia central del conjunto de datos.
México
summary(mexico$"Annual CO2 emissions (per capita)")## Min. 1st Qu. Median Mean 3rd Qu. Max.
## 0.0396 1.0456 1.7760 2.2523 3.8218 6.0657Rusia
summary(rusia$"Annual CO2 emissions (per capita)")## Min. 1st Qu. Median Mean 3rd Qu. Max.
## 0.2442 0.8390 5.6756 6.5763 11.2014 17.1170Gráficas de Caja y bigote
Caja y bigote 1
México
En el gráfico de caja y bigote de México podemos ver que la variabilidad de datos alta, la mediana y el cuartil inferior están sesgados a los extremos más pequeños y alejados del cuartil superior, así como al extremo superior, esto se puede debe a que los datos pequeños se cómo emos visto en los histogramas se repiten más, sin embargo, vuelven a repuntar en los datos medio-altos más adelante.
boxplot(mexico$"Annual CO2 emissions (per capita)",main="Mexico co2 per Capita")
Caja y bigote 2
Rusia
En cuanto a Rusia, los valores en cuanto a los cuartiles superior e inferior y su mediana, estos se muestran más alineados entre sí, dejando ver una normalidad sesgada a los valores bajos de ella por así decirlo a pesar de del extremo superior de los datos.
boxplot(rusia$"Annual CO2 emissions (per capita)",main="Rusia co2 per Capita")
Varianza
México
En la varianza obtenida de los datos de México 2.52578 pudimos observar que la distancia de variabilidad de los datos respecto a la media no es tan significativa pese a su irregularidad, queriendo decir que la diferencia rangos de CO2 emitidos en México son cercanos entre sí.
var(mexico$"Annual CO2 emissions (per capita)")## [1] 2.52578Rusia
Sin embargo, Rusia con una varianza de 30.86872 muestra que sus valores promedios tienen una gran diferencia entre rangos respecto a la madia, queriendo decir que saltos de magnitud entre emisiones son grandes entre los datos registrados.
var(rusia$"Annual CO2 emissions (per capita)")## [1] 30.86872Desviación estándar
México
Como vimos en los resultados anteriores en la varianza, podemos decir que México con una desviación estándar de 1.58927 sus balos totales de emisión no se dispersan demasiados entre sí según los datos.
sd(mexico$"Annual CO2 emissions (per capita)")## [1] 1.58927Rusia
La desviación estándar de Rusia muestra un valor de 5.555962 que comparándolo con México, tiene un aumento significativo de en la dispersión, lo cual tiene más sentido en Rusia ya que los valores máximos y mínimos mostrados anteriormente son mucho más grandes que en México.
sd(rusia$"Annual CO2 emissions (per capita)")## [1] 5.555962Diagrama de dispersion y explicación
dd= read_csv("MXvsRS.csv")## Rows: 129 Columns: 2## -- Column specification --------------------------------------------------------
## Delimiter: ","
## dbl (2): mexico, rusia##
## i Use `spec()` to retrieve the full column specification for this data.
## i Specify the column types or set `show_col_types = FALSE` to quiet this message.Diagrama de dispersión de México
México
Viendo los datos registrados en el diagrama de dispersión, podemos ver que México tiene un aumento significativo entre los años de 1900 al 1920 debido al inicio del primer auge del petróleo donde se empezaron a explorar fuentes de petróleo por parte de americanos donde así una serie de leyes y obras públicas en respecto a la extracción de crudo, así como la formación de múltiples compañías petroleras, sin embargo, la emisión de CO2 baja en picada entorno a los años 30 (1930) debido a que los yacimientos de petróleo se estaban acabando y su tecnología no les permitía extraer crudo de otros lugares, más adelante con un ligero rebote tardan hasta los años 1938 debido a nuevas leyes de extracción de crudo y conjunto a la expropiación petrolera la emisión de CO2 tiene una subida exponencial por las reformas a PEMEX y construcción de nueva refinerías hasta los 80 (1980) donde la emisión era de 3.952 de CO2, donde debido a la sobreoferta del petróleo por la globalización afecta la producción de petróleo provocando una crisis, gracias a la crisis petrolera la emisión de 1983 a 2000 se mantiene prácticamente constante debido al precio del petróleo y su irregular producción, hasta los años 2013 donde empieza a descender la emisión de gas CO2 debido a nuevas leyes de cambio climático.
plot(mexico$Year, mexico$`Annual CO2 emissions (per capita)`, xlab="Año", ylab = "CO2 per capita",main="Mexico")
Diagrama de dispersión de Rusia
Rusia
Si bien los valores rusia al precio de los registros no son altos por así decirlo empezaron debido al desarrollo industrial, Serguéi White conde de la entonces burguesía del imperio Ruso y ministro de hacienda del país acelera la industrialización en Rusia triplicando la refinación de carbón, hierro y acero así como el petróleo en un rango de años de 1891 a 1913 con rangos de emisión de 0.3056 a 1.0313, sin embargo, por la depresión económica la producción de recursos así como la emisión de CO2 no aumento demasiado.
En los años de 1917 debido a la revolución rusa y próximo surgimiento de la unión soviética, cae la emisión con una ligera caída para rebotar en un aumento de la emisión hasta los años 40 (1940) por la militarización del país y el enfoque del comunismo al trabajador, donde si bien, baja un poco en los años de 1944 producto de la segunda guerra mundial, este luego sufre un aumento exponencial de emisión de CO2 que dura hasta los años 80 (1980) debido a la muerte de Stalin y el nombramiento a Nikita Jrushchov donde se dedicó a modernizar el país para competir con los Estados unidos, a partir 1980 debido a presiones diplomáticas, militares y económicas las frecuencias de CO2 manera irregular aumenta y disminuye hasta el años 1991 donde decae de manera significativa su emisión debido de la resolución de la Unión Soviética conjunto a una posterior crisis económica y política, sin embargo poco a poco, esta vuelve a subir hasta los años 2019 debido a reformar energéticas.
plot(rusia$Year, rusia$`Annual CO2 emissions (per capita)`, xlab="Año", ylab = "CO2 per capita",main="Rusia")
comparación
Histograma México vs Rusia
A primera vista se ve la diferencia entre la frecuencia de la emisión de CO2, sin embargo, podemos observar que México tiene una distribución no normal de datos a comparación de Rusia que esta sesgada a la derecha lo cual nos ve obligado a comparar directamente los datos entre los países, también se puede ver que los rangos de CO2 son muy diferentes entre ellos.
par(mfrow = c(2, 1), mar = c(4, 3, 2, 1))
hist(dd$mexico, col = "green" ,main= "México")
hist(dd$rusia, col = "red" ,main = "Rusia")
### Diagrama de dispersión de México vs Rusia
En los diagramas de dispersión podemos observar que la diferencia de emisión no varía mucho al inicio de los años 1891 hasta casi los años 1913 donde los valores empiezan a separarse, mientras México tiene un auge en petróleo que deriva en una mayor producción de recursos energéticos así como su mayor pico de CO2 emitido, rusia sufre reformas que si bien en teoría debería aumentar la producción de CO2, el contexto cultural no lo permite, sin embargo a partir de 1940 México debido a la escases de yacimientos petroleros y poca tecnología de extracción no sufre mucha variación de emisión de CO2 aunque este aumente lentamente, en cuanto a Rusia, este tiene un aumento significativo con un crecimiento exponencial hasta los años 1980, México también tubo un aumento en emisión de gas CO2 pero sin compararse a Rusia que ya producía más del pico máximo de México en los años 1960 en adelante, llegando a alcanzar un pico de 17.1170 de CO2 en 1990, en lo que a pesar de posteriores reformas energéticas en ambos países, Rusia lidera con más del triple de emisión de gas CO2 a la atmosfera.
par(mfrow = c(2, 1), mar = c(4, 3, 2, 1))
plot(mexico$Year, mexico$`Annual CO2 emissions (per capita)`, xlab="Año", ylab = "CO2 per capita",main="Mexico")
plot(rusia$Year, rusia$`Annual CO2 emissions (per capita)`, xlab="Año", ylab = "CO2 per capita",main="Rusia")
### Comparación diagrama de dispersión vs caja y bigote
Para contrastar más la información podemos comparar la gráfica de caja y bigote donde la distribución de datos en México tiene sesgos más irregulares en comparación a Rusia y se ve reflejado claramente en el diagrama de dispersión, donde México tiene un pico de incremento casi inicial en 1920 para decaer hasta 1940, donde vuelve a subir hasta 1980 reflejando una variación anormal de emisión de CO2, en cuanto a Rusia, su diagrama de dispersión presenta un sesgo claro la derecha en el incremento de emisión de CO2 a través de los años, exceptuando la caída de 1980, muestra datos más normales y mayores a los de México.
par(mfrow = c(2, 2), mar = c(2, 2, 1, 1))
boxplot(mexico$"Annual CO2 emissions (per capita)",main="Mexico co2 per Capita")
boxplot(rusia$"Annual CO2 emissions (per capita)",main="Rusia co2 per Capita")
plot(mexico$Year, mexico$`Annual CO2 emissions (per capita)`, xlab="Año", ylab = "CO2 per capita",main="Mexico")
plot(rusia$Year, rusia$`Annual CO2 emissions (per capita)`, xlab="Año", ylab = "CO2 per capita",main="Rusia")
Preguntas y respuestas
¿Qué país emite más?
Rusia, confirmando la hipótesis nula, produce prácticamente el triple de emisión de gas CO2 a la atmosfera.
¿Por qué?
Rusia aún a ser un país más grande que México y con diferente cultura, pensamos que por tener una población algo cercana con una diferencia de 10 millones de habitantes así como la cantidad de habitantes por kilómetro cuadrado, este emitiría menor concentración que México debido concentración de población, sin embargo, debido a que Rusia es un país grande y frío, así como su competición con estados unidos, este utiliza muchísimo más de recursos energéticos a parte de tener un sector industrial mayor que México.
¿Qué implica esto?
México es un país más pequeño a comparación con Rusia el cual utiliza más recursos por condiciones de clima, población y producción industrial, aunque son 10 millones de habitantes mayor a México, este contribuyendo más a la contaminación de CO2, pese a que México también refine petróleo, sin embargo, México se centra más a la agricultura y manufactura.
Conclusión
Con los datos anteriormente mostrados podemos concluir que, entre el país de Rusia y México, el país que más emite CO2 anual es el país ruso, los datos analizados fueron desde el año 1891 hasta 2019, con estos datos se hicieron pruebas de hipótesis, con la cual obtuvimos la respuesta nula que Rusia emite más CO2 a la atmosfera.
Entonces podemos decir que los valores de México en la contaminación son mínimos pero frecuentes a comparación de Rusia que son menos frecuentes, pero en mayor cantidad en el análisis, estos niveles altos de contaminación del CO2 se deben a que el país ruso al ser un país que utiliza muchos recursos en diferentes industrias, también por contextos culturales han creado un país industrial centrado más en recursos energéticos, el cual es el sector industrial que más genera contaminación.