| """NitrogenCycle — fixação, nitrificação e monitoramento de desnitrificação (gap_8). |
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| MARS_SYSTEM_CONTRACT.yaml · missing_build_specs_critical.gap_8 |
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| Marte tem só 2.7% N2 na atmosfera. Fixação por nitrogenase |
| (Rhizobium/Azotobacter/cianobactérias) -> NH4+; nitrificação |
| (Nitrosomonas NH4+->NO2-, Nitrobacter NO2-->NO3-) -> forma assimilável. |
| Desnitrificação (NO3-->N2) em anaerobiose = PERDA — monitorar (O2 < 5%). |
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| from __future__ import annotations |
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| from typing import Dict |
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| class NitrogenCycle: |
| """Gerencia o ciclo do nitrogênio na estufa marciana.""" |
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| FIXATION_RATE = 0.05 |
| NITRIFICATION_EFF = 0.90 |
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| def __init__(self, nitrate_kg: float = 10.0, ammonium_kg: float = 1.0) -> None: |
| self.nitrate_kg = nitrate_kg |
| self.ammonium_kg = ammonium_kg |
| self.n_fixed_total = 0.0 |
| self.denitrification_events = 0 |
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| def fix_atmospheric_n2(self, n2_kg: float) -> float: |
| """Fixa N2 atmosférico em NH4+ (nitrogenase).""" |
| fixed = n2_kg * self.FIXATION_RATE |
| self.ammonium_kg += fixed |
| self.n_fixed_total += fixed |
| return fixed |
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| def nitrify(self) -> float: |
| """Converte NH4+ em NO3- (forma assimilável).""" |
| converted = self.ammonium_kg * self.NITRIFICATION_EFF |
| self.ammonium_kg -= converted |
| self.nitrate_kg += converted |
| return converted |
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| def step(self, n2_kg: float, o2_level: float) -> Dict[str, object]: |
| """Ciclo de um dia. Retorna alerta se desnitrificação (perda).""" |
| self.fix_atmospheric_n2(n2_kg) |
| self.nitrify() |
| alert: Dict[str, object] = {"alert": "none"} |
| if o2_level < 0.05: |
| loss = self.nitrate_kg * 0.1 |
| self.nitrate_kg -= loss |
| self.denitrification_events += 1 |
| alert = {"alert": "denitrification_risk", "nitrate_loss_kg": loss} |
| return alert |
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