Casais-Rodrigo-mds
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4 de Setiembre de 2012 Modelos de Simulación. Primer Parcial Nombre y apellido:_Rodrigo Casais___ DNI: 34353973…………….. IMPORTANTE: Todos los diagramas de los modelos, ecuaciones, figuras, tablas y respuestas deberán ser entregados dentro de un informe (archivo DOC). No se aceptarán archivos Stella ni XLS anexos. Solo se recibirá un archivo DOC. El nombre del archivo a entregar deberá contener su apellido y nombre, en el siguiente formato ejemplo: perez-juan-mds-parcial1.doc. Guarde el archivo en T:\ La capa de ozono es una zona de la estratosfera que contiene concentraciones relativamente elevadas de ozono (O3). Niveles adecuados de ozono en la estratosfera producen la absorción de radiaciones ultravioleta, pues en caso contrario, su incidencia sobre la superficie terrestre podría originar efectos muy perjudiciales para la vida. El ozono estratosférico experimenta un ciclo global de formación y destrucción mediante reacciones que ocurren entre tres diferentes formas del átomo de oxígeno presentes (O, O2 y O3). Dichas variantes naturales del oxígeno se mantienen en equilibrio en condiciones normales, o presentan leves variaciones. Sin embargo, ciertos contaminantes antropogénicos ocasionan la disminución de las concentraciones de la capa de ozono, tal es el caso que en la década del 80 en la Antártida se registraron disminuciones mayores al 50% de la capa. Los clorofluorcarbonados (CFC), utilizados en refrigeradores, aerosoles y productos descartables entre otros, son los contaminantes antropogénicos más nocivos debido a que tardan años en descomponerse, pudiendo destruir grandes cantidades de moléculas de O3 antes de ser eliminados por alguna otra reacción. Se adjunta un modelo simplificado en Stella que representa el sistema arriba mencionado. 1. ¿Cuál es el objetivo del modelo? 2. Identifique y enumere: a. Variables de estado b. Variables de flujo (detalle qué tipo de materia fluye en cada caso) c. Parámetros del modelo 3. Enumere los inputs del modelo 4. Enumere los outputs del modelo 5. ¿Cuál es el paso o resolución temporal del modelo? 3. Explique cómo se relaciona el nivel CFC con la pérdida de 03. 4. Explique e ilustre que ocurre con la dinámica de este sistema durante los primeros 50 años tal cual está el modelo parametrizado. 5. Explique para que se le ocurre podría ser utilizado este modelo 6. ¿Que ocurriría con el sistema si a partir del año 35 se establecen políticas internacionales que reducen a cero las emisiones de CFC? Por favor realice una simulación de 100 años considerando esta situación, explique e ilustre mediante figuras, cuadros y comentarios 1) El objetivo del modelo es poder predecir las cantidades en la estratosfera de las distintas variedades de oxígeno (O, O2 y O3) en un momento determinado, ante distintos escenarios de emisiones de CFC. 2) Variables de estado: O1, O2, O3, CFC Variables de flujo: R12, R21, R13, R31, R23, R32 (por estos flujos circulan átomos de O que se transforman entre sus formas mono, di y triatómica. Emisiones y Desintegración: por estos flujos circulan moléculas de CFC Parámetros del modelo: Todas las tasas de la transformación de las formas del oxígeno en condiciones naturales, modificadas por al presencia de CFC y la tasa de desintegración de CFC 3) Las emisiones de CFC, la cantidad inicial de CFC, la tasa de desintegración de CFC, las cantidades iniciales de O1, O2 y O3, las Tasas O12, 21, 13, 31, 23, 32 y las Tasas O31 y 32 con CFC. 4) Las Variables de estado CFC, O1, O2 y O3 y los flujos Desintegración, R12, 21, 13, 31, 23 y 32 y TasaO31 con CFC y TasaO32 con CFC 5) La resolución temporal es anual. 6) Los niveles de CFC modifican las tasas de O31 y O32, que son los procesos de desintegración del O3. Es decir que el aumento en las cantidades de CFC acelera la desintegración de O3 en moléculas de O2 y O1. 7) Aquí se grafican las cantidades de O1, O2 y O3 en los primeros 50 años de simulación. Y Aquí las cantidades de CFC para el mismo período Se ve claramente que el aumento sostenido en la cantidad de CFC llevó a una reducción muy drástica de la cantidad de O3 en estratósfera, una reducción más lenta de la de O1 y un aumento de la cantidad de O2 8) El modelo podría ser utilizado para predecir las cantidades de O3 en la estratósfera, en función de distintos escenarios de emisiones de CFC en los próximos años y ayudar a diseñar un plan mundial de reducción de emisiones de CFC, estableciendo metas de emisión y cantidades máximas por países y por años, antes de que el nivel de O3 baje de un nivel crítico determinado por especialistas. 9) Si a partir del año 35 las emisiones de CFC se reducen a cero las cantidades de O1, O2 y O3 serían Y las de CFC serían Es decir que el sistema se estabilizaría en menos de 50 años ya que las tasas de conversión de las distintas formas de O, no modificadas, tienden a valores altos de la forma O3 y bajos de las otras dos, mientras que las tasas modificadas por el CFC tienden a la situación inversas.
