martes, 15 de abril de 2008

SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA “LA ENTROPÍA”

Para comenzar a desarrollar la "Emergencia Ambiental" es necesario que describamos algunas de las leyes fundamentales del Universo, estas son las de la Termodinámica.
Mucho se ha escrito sobre ellas. Aqui dejo un capitulo dedicado a ellas utilizando argumentos de E. Schörodinger y J. Lovelock. Proximamente subire algo al respecto desde el enfoque de N. Georgescu-Roegen, uno de los economistas más importantes del siglo XX que destacó en lo que el denomino "Bioeconomía" y en la aplicación de las leyes de la Termodinámica a las ciencias económicas, muy destacable es su Obra La ley de entropía y el proceso económico (Georgescu-Roegen, 1971). Podeís encontrar sus conceptos si buscaís algo sobre economías en estado estacionario.

SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA “LA ENTROPÍA”

La intención de este capítulo es introducirnos en el concepto de entropía, y explicarnos desde un punto de vista físico la baja probabilidad que tiene la vida de existir. También, este concepto lo aplicaremos a lo largo de la argumentación del presente trabajo, para hacer referencias a la energía de cualquier tipo de sistema, ya sea social, físico, químico o biológico, y de su influencia en el medio ambiente.
Comenzamos con el desarrollo de esta parte, haciendo un repaso de dos principios fundamentales en las leyes del universo.

Leyes de la Termodinámica:

1ª Ley de la termodinámica: Principio de la conservación de la energía:
Si una cantidad de energía térmica fluye dentro de un sistema, entonces esta energía debe aparecer como un incremento de la energía interna del sistema y/o trabajo efectuado por el sistema sobre sus alrededores. Representada por una ecuación, la primera ley es
∆ Q = ∆ U + ∆ W

Es decir la energía se conserva[1]

2ª Ley de la termodinámica:
Todo en la naturaleza tiende al mínimo estado energético y al máximo desorden o entropía.
“La vida es una contradicción paradójica de la segunda ley de la termodinámica, que establece que todo esta, ha estado y estará moviéndose hacia abajo, hacia el equilibrio y la muerte. Sin embargo la vida evoluciona hacia una mayor complejidad y se caracteriza por una improbabilidad omnipresente que por comparación, hace que parezca trivial ganar la lotería año tras año”[2]
Analizando este concepto sobre la vida, llegamos a la siguiente conclusión: “La vida no tiene manera de violar la segunda ley, ha evolucionado con la tierra como un sistema estrechamente acoplado para asegurarse la supervivencia”.[3]
En este punto debemos definir otro concepto importante en la naturaleza, que es la entropía[4], o grado de desorden: es una función termodinámica, de estado, extensiva y que desde el punto de vista cualitativo mide el grado de desorden de un sistema.
Ludwing Boltzmann, fisico austriaco, describió hacia 1870 una ecuación en la que resumió la segunda ley:
S = k. (Ln P)
En donde S es la entropía, k es una constante que lleva el nombre de constante de Boltzmann y ln es el logaritmo natural de la probabilidad.
El gran físico Schrödinger definió a partir de aquí la negentropía (1/S), que es el recíproco de la entropía (por supuesto la negentropía es grande para las cosas improbables como la vida).[5] Hizo un desarrollo muy interesante en su libro “¿Qué es la vida?” en esta obra encontramos lo siguiente: “el mecanismo por el cual un organismo se mantiene a si mismo en un nivel bastante elevado de orden (= un nivel bastante bajo de entropía) consiste en absorber continuamente orden de su medio ambiente. (...) En el caso de animales superiores, conocemos suficientemente bien el tipo de orden del que se alimenta, o sea, el extraordinariamente bien ordenado estado de la materia en compuestos orgánicos más o menos complejos que les sirven de material alimenticio. Después de utilizarlos, los devuelven en una forma mucho más degradada (aunque no enteramente, de manera que pueden servir todavía a las plantas; el sumidero más importante de negentropía de estas es, evidentemente, la luz solar”[6] siguiendo sus argumentaciones, nos indica que solo hay dos mecanismos para poder producir orden, el primero es el mecanismo que produce orden a partir de desorden, y el segundo orden a partir de orden, “que es el que sigue la naturaleza y el único que hace posible la comprensión de las líneas maestras de los acontecimientos naturales, en primer lugar la de su irreversibilidad.”[7]
Por lo anteriormente expuesto el autor deduce: “Cuanto menos probable es una cosa menor es su entropía”. Por tanto:”lo más improbable (la vida), tiene asociada la entropía más baja”[8].
También debemos destacar: “la probabilidad de que los átomos que existen en la tierra se combinen en las moléculas que constituyen nuestra tierra viva es cero”.[9]
Otros de los hechos que destaca el profesor J.LOVELOCK es que solo sobrevivimos gracias a la polución, es decir, nosotros, los animales contaminamos el aire con CO2, la vegetación contamina con O2.[10]
Siguiendo este desarrollo, y haciendo referencia a lo que dijo en 1951 el físico británico, J.D.Bernal: “La vida forma parte del tipo de fenómenos que son sistemas abiertos o en reacción continua y son capaces de disminuir su entropía interna a expensas de la energía libre tomada del medio ambiente y subsiguientemente devuelta al mismo en forma degradada”[11], expone: “por el hecho de vivir, un organismo genera entropía constantemente, y provoca un flujo de entropía hacia fuera a través de sus límites. Si su disposición de entropía es igual o superior a su generación de entropía interna, continua viviendo y serán capaces de evitar de manera milagrosa e improbable, pero licita la segunda ley del universo, disipación de entropía”.[12]
Por tanto la entropía queda definida como una de las magnitudes más importantes de la naturaleza y con ella podemos relacionar la energía y el grado de desorden de cualquier tipo de sistema.

Luis Cepa


[1] JOU, D., LLEBOT, J.E., PÉREZ GARCÍA, C. Física para ciencias de la vida, p.191
[2] James E.Lovelock, Las edades de Gaia, p. 37.
[3] Ibíd.,
[4] Quizás es la propiedad más autentica de nuestro universo: Nota del autor.
[5] James E.Lovelock, Las edades de Gaia, p.37
[6] E. Schrödinger, ¿Qué es la vida?, pp. 114-115
[7] Ibíd., p. 124
[8] James E.Lovelock, Las edades de Gaia, p.37
[9] Ibíd., p. 38
[10] Ibíd., p. 39
[11] Ibíd., p. 39
[12] Ibíd., p. 39

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