O número de pessoas no mundo é o balanço entre reprodução e mortalidade. A reprodução por pessoa é afetada pelo produto dos recursos econômicos por pessoa e o número de pessoas, onde os recursos econômicos são avaliados em unidades emergéticas que incluem recursos ambienteis e urbanos. A mortalidade aumenta por doenças e diminui por recursos econômicos usados para cuidados com a saúde. PEOPLE é um modelo que combina esses fatores (Odum e Scott, 1983). Conforme os países desenvolvem economicamente a emergia por pessoa gradualmente declina como as taxas de natalidade. Em outras palavras este modelo tem construída dentro dele a hipótese que a reprodução da população de uma maneira ou de outra é diminuída conforme o número de pessoas aumenta em relação aos recursos.

Explicação do diagrama e do programa

A esquerda da produção do diagrama de recursos econômicos é gerada pela interação do fluxo de recursos renováveis remanescentes sem uso R reversas de recursos não-renováveis F retorno de investimentos de recursos econômicos A e retorno de investimentos da população N. Os recursos renováveis disponíveis são os remanescentes R da entrada J ainda não usada. Veja modelo Renew para mais explicações das limitações de constantes fontes renováveis. Um fluxo de produção, K3*R*F*N*A, opera somente quando ainda há combustíveis não-renováveis disponíveis: outro K4*R*A, se torna importante somente quando terminam. A quantidade de recursos econômicos A é um balanço entre os fluxos produtivos e os fluxos de saída. O fluxos de saída incluem a depreciação K5*A, os recursos econômicos usados para desenvolver a população K6*(A/N)*N, os recursos econômicos usados para saúde e remédios regulares L0*(1-K9*A) e aqueles usados para doenças epidêmicas L0*N*N*(1-K9*A).

A população N é o balanço entre nascimentos e mortes. A taxa de natalidade L1*(A/N)*N é diretamente proporcional aos recursos. Dois caminhos de mortalidade incluem mortes regulares e mortes de doenças epidêmicas. Mortalidade regular K7*N*(1-K9*A) está em proporção a população N, mas diminui em relação aos recursos econômicos usados nos cuidados a saúde (1-K9*A). A mortalidade epidêmica aumenta em proporção ao quadrado da população mas diminui em proporção aqueles recursos usados nos cuidados a saúde e remédios (1-K9*A). Um quadrado da população N*N, é apropriado porque epidemias se espalham quando as pessoas estão em excesso em proporção as interações da população que é matematicamente o quadrado do número. A população N se modifica conforme o balanço entre nascimentos e mortes. A taxa de nascimentos L1*(A/N)*N é diretamente proporcional aos bens da população (A).

O programa foi calibrado com valores de 1980. Na Tabela estão os dados usados para calibrar os coeficientes. Quando o programa é executado ele gera o gráfico. Como os combustíveis não-renováveis são usados os recursos econômicos chegam a um máximo e começam a diminuir. Não muitos anos depois a população estagna e diminui rapidamente resultante de menor taxa de natalidade e maior taxa de mortalidade.

A simulação da população mostra que os recursos por pessoa durante o crescimento são maiores que aquelas durante o período de declínio. Entretanto mais tarde com a diminuição da população os recursos por pessoa são razoavelmente bons. Em um senso esse modelo é otimista ao dizer que um padrão de vida razoável é possível em tempos de menor energia fornecendo níveis de população ajustados para estar em proporção aos recursos disponíveis ao uso.

Experimentos "E se"

1. Se o tanque de combustíveis fósseis F é estabelecido a zero o modelo ilustra a população humana a crescer em energias renováveis somente. Como o gráfico se diferenciará do original? Por que?
   


2. O que você mudaria para demonstrar os resultados do aumento dos cuidados médicos (aumente K9)? Como isto muda a população a longo prazo?
   


3. Como o gráfico mudaria se em 250 anos a taxa de natalidade fosse 90% menor - qual seria as mudanças no futuro imediato e a longo prazo? (Adicione 515 se T = 250 THEN L1 = 0.0001) Explique também a diferença entre o gráfico dos combustíveis.
   


4. Se uma epidemia de uma doença como a AIDS piorar como isso mudaria as previsões da população? Aumente K8 dez vezes e execute a simulação. então faça as coisas piores também corte os cuidados médicos a zero.

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COMPUTER MINIMODELS AND SIMULATION EXERCISES FOR SCIENCE AND SOCIAL STUDIES

Howard T. Odum* and Elisabeth C. Odum+
* Dept. of Environmental Engineering Sciences, UF
+ Santa Fe Community College, Gainesville

Center for Environmental Policy, 424 Black Hall
University of Florida, Gainesville, FL, 32611
Copyright 1994

Autorização concedida gentilmente pelos autores para publicação na Internet
Laboratório de Engenharia Ecológica e Informática Aplicada - LEIA - Unicamp
Enrique Ortega
Mileine Furlanetti de Lima Zanghetin
Liana Barbudo Carrasco
Campinas, SP, 19 de outubro de 2007