Cuatro cosas básicas sobre entropía que todo ecologista y/o interesado en el pico del petróleo, los límites del crecimiento y el colapso de la civilización debería conocer

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2015-03-01

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(Previamente publicado en el blog del Grupo de Energía, Economía y Dinámica de Sistemas de la Universidad de Valladolid.)

1.- La entropía no es desorden, ni caos, ni muerte. Es dispersión, reparto, multiplicidad [de la energía]

(No hay tendencia natural a Tanathia pues la muerte térmica del Universo no será antes de millones de veces el tiempo que el Universo lleva aquí desde su Big Bang)

La ley de la entropía está basada en una enormemente pequeña fluctuación de la distribución de la energía en los primeros instantes del Big Bang, quizás hiperamplificada por la inflación (no se preocupe si no me sigue ahora; se me ocurrió hace dos décadas que cuando un sistema crece demasiado rápido inevitablemente genera desigualdad…).

La sopa informe y desordenada de energía-materia había nacido con sitios donde había más energía concentrada que en otros. Aborrecer esa pequeña desigualdad ha generado 13800 millones de años después todo lo que vemos y somos ahora.

La historia del Universo, su presente, y su futuro, es una historia de cómo volver a la equidad en el reparto de esa energía lo más rápidamente posible.

Probablemente esta es la idea más potente de la historia de la humanidad que estamos sólo empezando a explorar (algunos) científicos y filósofos (por favor vuelva a leerla).

El Universo aborrece los gradientes energéticos, la desigualdad. Lo importante no es la meta, lo importante es el largo y creativo camino hacia esa muerte térmica en el lejanísimo futuro (una vez más física y tao parecen conectar).

Si se ha perdido, pido disculpas. Vuelvo al principio.

Decir que la entropía no es desorden es importante. El genial Maxwell ya lo entendió cuando dijo que “el orden no es una propiedad de las cosas materiales en sí mismas, sino solo una relación para la mente que lo percibe“.

Alex Dinovitser (Fuente: Wikimedia Commons. Licencia: CC-BY-SA)

Alex Dinovitser (Fuente: Wikimedia Commons. Licencia: CC-BY-SA)

Pero vamos con ejemplos/analogías para entenderlo mejor:

Imagine la habitación de un niño. En un rincón, sobre una estantería está la caja de sus juguetes. A este (micro)estado de la habitación lo vamos a llamar S0.

Media hora después de entrar el niño la habitación ha quedado desordenada (para los padres, para el niño seguramente tiene una lógica y un orden que podría explicar). Decimos que ha aumentado la entropía porque los juguetes están dispersos en un nuevo estado que llamaremos S1.

Sin embargo, en realidad el estado concreto S1 en que se encuentra la habitación es tan improbable como el que caracterizarían sus padres como ordenado (el S0); la prueba es que nunca volveremos a ver exactamente S1.

Al día siguiente y tras el paso de un adulto (y un aumento de la entropía fuera de la habitación), la habitación queda de nuevo en el estado S0, pero ese mismo día el niño vuelve a dispersar los juguetes (está en su naturaleza). Si nos fijamos en los detalles ya no estamos en el estado S1, sino en un nuevo estado S2 (si nos encontráramos de nuevo con S1 pensaríamos que un milagro habría ocurrido o nos asustaríamos recordando la película “El día de la marmota“).

Al cabo de un año, habríamos encontrado 1 estado S0 y 365 estados S1, S2,… S365 (en realidad miles intermedios si miramos cada minuto la habitación).

Si no ordenamos nunca la habitación, nunca aparecería tampoco el estado S0 otra vez. Así pues, sin intervención paterna, tenemos 366 estados de la habitación, 365 con los juguetes dispersos y 1 con los juguetes concentrados en la caja.

La ley de la entropía no es más que un cálculo de probabilidad: existe una tendencia enorme a encontrarnos con estados dispersos sencillamente porque son enormemente más numerosos, y por tanto probables.

El término correcto es dispersión, no desorden (si viéramos instante a instante lo que hace el niño no encontraríamos ese desorden por ningún lado).

Si nuestra mente adulta agrupa en dos el universo-habitación: “juguetes en la caja” (macroestado C0) versus “juguetes dispersos por la habitación” (macroestado C1), entonces concluiremos que exite una tendencia -partiendo de C0- a ir espontánemente a C1, y consideraríamos un milagro el proceso inverso (no es que sea imposible, es que es altísimamente improbable que espontáneamente un niño disperse sus juguetes dentro de la caja).

La entropía ni nos lleva al desorden, ni al caos, ni a la muerte; no es mala. Como mucho es traviesa y, como veremos, creativa como un niño.

2.- La intervención del ser humano en la biosfera no aumenta la entropía que se produce en la Tierra, la disminuye.

La civilización humana, de hecho, cualquier metabolismo, para su mantenimiento requiere intercambios de energía, pues para intercambiar materia e información se necesita previamente intercambios de energía que reduzcan algún gradiente de la misma. Todo cambio requiere intercambio de energía y para que exista intercambio se necesita un gradiente, una concentración de energía que dispersar.

Siempre que hay un intercambio de energía entre el “metabolismo” y su entorno aumentará la entropía del metabolismo + su entorno; normalemtne aumenta sobre todo el del entorno, a veces disminuyendo el del metabolismo; sencillamente porque el entorno es más grande, y por tanto con más estados posibles, y porque el metabolismo se mantiene precisamente generando ese entropía.

Un metabolismo no cristalizado requiere intercambios continuados de energía.

Ahora bien, la civilización humana es un metabolismo montado sobre otro metabolismo mayor, la biosfera o Gaia. El entorno de nuestra civilización es Gaia y por tanto nuestro “metabolismo” genera un aumento de entropía en nuestro entorno. Lo hace también un bosque, aunque con una diferencia: el metabolismo de nuestra civilización funciona como un cáncer en la biosfera y como tal tiende a destruirla, un bosque no.

Como la biosfera-hospedante es mayor (y más compleja), intercambia mucha más energía que la civilización humana, así que es lógico pensar que la creación de entropía de Gaia sobre su entorno será mucho mayor que la que creamos los humanos sobre Gaia.

Como nuestra civilización está degradando fuertemente el metabolismo que la acoje (la desordena, a diferencia de lo que hace un bosque en Gaia, que aumenta la entropía pero no la degrada ni la desordena), es lógico pensar que nuestra creación de entropía sobre Gaia no compensa la creación de entropía de Gaia sobre su entorno. Esa lógica se hace obvia bajo la hipótesis de que Gaia es un organismo complejo -mucho más complejo que la civilización humana que aunque con cierta complejidad y metabolismo, no llega ni de lejos a la complejidad de un organismo, ni siquiera tan “simple” como una bacteria).

La hipótesis Gaia orgánica, que le parece eso lógico y obvio, predice pues que el ser humano y su civilización hacen disminuir y no aumentar (ligeramente) la creación de entropía en el Universo. Nuestra civilización es la improbable y solo temporal en nuestro universo. Ayuda también saber que crear entropía no era “malo”, sino un proceso “creativo”.

Como la predicción se puede demostrar con cálculos biofísicos matemáticos, anotemos un punto para mi teoría, que se hace con una predicción que nadie había formulado antes —que yo sepa— (de hecho se ha venido diciendo la afirmación contraria).

3.- La ley de la entropía pone límites, pero la economía-metabolismo de la civilización actual humana es mucho más chapucera y sus límites no los pone la entropía sino otras leyes ecológicas y humanas.

Esta sentencia es fácil visto y comprendido lo anterior.

Puesto que la entropía no limita la complejidad y metabolismo de un sistema como Gaia o un bosque o un termitero, no puede imponer límites teórios a la civilización humana —más sencilla—, los límites son internos (por ejemplo, cuánta desigualdad —antientrópica— y corrupción es capaz de soportar) y ecológicos (flujos energéticos, daños sobre ecosistemas soporte, etc.). En definitiva, un cáncer (el cáncer es nuestra civilización, no los humanos ni otras culturas) tiene límites “naturales” obvios que no tienen que ver directamente con límites de entropía; a un cáncer se le elimina, muta y deja de serlo, o muere matando, su destino es siempre desaparecer relativamente pronto).

Aquí se abre una discusión interesantísima sobre el futuro de nuestra civilización: morir matando —o lo que persigue el BAU y aquellos que se empeñan en mantener tal cual el metabolismo haciendo crecer aún más el cáncer—, mutar —o lo que persiguen los movimientos en transición que en realidad deben tener claro que no es una simple transformación sino una metamorfosis total— o eliminar el metabolismo canceroso (de otra forma, menos traumática, a lo que ya está haciendo de forma acelerada el BAU).

Pero el tema de la entropía-Gaia abre también una habitación de esperanza para próximas civilizaciones humanas (¿en otro post?).

4.- La complejidad y la evolución de la vida no luchan contra la entropía, surgen de ella [condición necesaria, ¿suficiente?]

Cuando vemos la entropía como desorden es fácil caer en la idea de que la vida en un milagro, un suceso altísimamente improbable.

Cuando la vemos como dispersión, como mucho caeremos en la idea de que la vida tenderá también a dispersarse —sobre la Tierra, sobre el Universo—.

Cuando vemos la entropía como tendencia al caos o a la muerte es casi natural pensar que los organismos tienden a degenerar y morir por esta ley.

Cuando la vemos como multiplicidad no nos extrañará tanto la extraordinaria (bio)diversidad de organismos, planetas, estrellas o galaxias.

Tanathia no es un futuro prque Gaia es su contraejemplo real y observable. Gaia tampoco es un milagro, como no lo es que el universo “nacido” de una sopa informe y “desordenada” esté, solo 13800 millones de años después, repleto de estructuras dinámicas y complejas (y ordenadas).

Volvamos a la habitación con la caja de juguetes en la estantería. Supongamos que no entra ningún niño pero sí hay intercambios de energía en la habitación de vez en cuando. Con el tiempo veremos algún juguete fuera de la caja, por ejemplo, un día que entró una fuerte corriente de aire, o un codazo de un adulto que derrama algunos juguetes en las cercanías de la estantería. Veremos algunos S1, S2, etc. pero no veremos tantos como cuando entraba el niño en la habitación diariamente. La complejidad del niño hace que el entorno disponga de más posibilidades de generar más estados posibles (más caminos para intercambiar energía). La entropía de la habitación aumenta más rápido con el niño que sin él. Cuando entra el niño en la habitación todo se acelera, la dispersión aumenta más rápido.

No es que el niño busque la dispersión, es que es más probable ver una habitación con juguetes dispersos con niño que sin niño. De hecho, si uno ve una habitación con juguetes dispersos apostará a que un niño ha estado allí, más que pensar en un milagro.

Otra imagen:

Imagínese que contempla una playa en la que flotan agitados por las olas 100 patitos de juguete amarillos y otros 100 azules.

Unas horas después regresa a la playa en un momento de marea baja y se encuentra a esos 200 patos sobre la arena. Pero extrañamente se los encuentra a casi todos ellos perfectamente ordenados: amarillo-azul-amarillo-azul… formando una larga cadena.

Enseguida pensará que un milagro ha ocurrido o que “alguien”, quizás un niño, ha intervenido.

Pero si se fija con atención quizás descubra que las patos amarillos tienen velcro en las alas y los azules el otro lado del velcro… Los intercambios de energía con las olas pueden ayudar a explicar el resto: demasiados golpes rompen los velcros pero al retirarse poco a poco el mar, la energía puede ser la adecuada para mover los patos sueltos y mezclarlos, pero no para rormper los velcros ya formados…

Alfonso B.

Alfonso B.

Si ha entendido esta imagen acaba de entender porqué no pensamos que es un milagro que se forme un cristal de sal al evaporarse el agua de mar.

El cristal de sal es estable y contiene energía almacenada y concentrada en los enlaces quimicos formados. El universo, “aprovechando” la formación del cristal ha encontrado un montón de nuevas vías o estados de alta probabilidad, de alta dispersión: las moléculas de agua que estaban “concentradas” en forma líquida, han pasado a la forma gaseosa al intercambiar energía solar; ahora están más repartidas y dispersas, con muchísimos más estados  a su disposición que antes.

Un metabolismo es estable como lo es un cristal de sal porque ayuda a reducir gradientes energéticos y a dispersar la energía, con una “desventaja” y es que requiere de un flujo continuo de energía, de intercambios de la misma, de reducción de gradientes. Pero con ventajas sobre el cristal:

El metabolismo reduce más rápido los gradientes a su escala temporal y espacial precisamente porque su complejidad abre más caminos y posibilidades de reducir esos gradientes, aumentando el tamaño de estados posibles (los Si de nuestro ejemplo infantil).

Cuando se forman las células de Benárd (esa danza de trillones de moléculas que parecieran un milagro de probabilidad cero de ser solo movimientos aleatorios) aceleran de pronto la creación de entropía: el intercambio de energía es más rápido y se dispersa antes la energía con el entorno.

Bajo las condiciones adecuadas —un flujo mínimo pero constante y estable de energía, un mínimo de propiedades de la materia— se forman siempre (probabiliad 1, no cero)—.

¿Podemos imaginar lo que un flujo mínimo y constante y casi estable puede hacer durante miles de millones de años? Sí, las bandas de Júpiter, el vulcanismo de Io, Gaia…

La evolución de la vida no sólo es posible (y probable) sino que está doblemente dirigida, por un lado por la ley de la entropía —que autoestabiliza y autoselecciona los estados recién adquiridos— y por otro lado por ella misma (pero eso es otro post —y mis dos libros sobre Gaia—). (También puede explorar los escritos de Margalef, Odum, Schneider y Dorion Sagan).

La entropía y la vida se realimentan positivamente.

Todo se realimenta.

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Carlos de Castro

Profesor de la Univ. de Valladolid de Física, Sostenibilidad e Historia de la Ciencia. "Casandra" del colapso civilizatorio desde los 90. Autor de la Teoría Gaia Orgánica.

10 Respuestas

  1. avatar Carlos Requejo dice:

    Muy buen artículo Carlos, hay que superar ese concepto pesimista de muerte térmica del Universo.
    Señalo que el término físico de entropía se aplica en “sistema cerrados” y la vida se expresa en “sistemas abiertos”.
    Sugiero explorar el concepto antagónista SINTROPÍA, mejor que ese horror semántico de negentropía. Sintropía es la fuerza creadora de la vida, el impulso hacia la complejidad y la creación.

    • Nunca se me hubiera ocurrido que neguentropía resultaba un horror semántico, pero creo que entiendo por qué puede ser… en- es un prefijo griego (ἐντροπία). ¿Qué significado tiene etimológicamente, entonces, entropía? Y ¿la sintropía que propones? ¿Sería un paralelo de sincronía? ¿Es sin- la partícula opuesta a en-? Los que no hemos estudiado griego agradeceríamos algún dato más. Las palabras son muy importantes.

  2. avatar Carlos de Castro dice:

    Aunque el término se empleara solo en sistemas cerrados, valdría igual para aplicarlos a la vida. Cuando un organismo “se cierra” entonces muere o se cristaliza (una semilla, una espora). Cuando un organismo “se abre a su entorno”, entonces es cuando vemos esas aparentes contradicciones y surgen términos como neguentropía o sintropía. Pero si vemos al organismo + entorno como el nuevo sistema, entonces este vuelve a tener dos opciones, cerrarse (y entonces muere o cristaliza) o abrirse a un entorno mayor.
    Si nos fijamos estamos construyendo Gaia, como organismo de organismos. Gaia es un sistema abierto (materialmente poquito con la geología magmática, energéticamente bastante con el sol) y por tanto Gaia puede evolucionar siempre que la entrada de energía sea más o menos estable y duradera (que es el caso del Sol durante miles de millones de años), esa evolución de Gaia hacia la complejidad, hace que el sistema Tierra aumente la entropía de los fotones solares más rápidamente que si ella no estuviera.
    En todo caso, ni siquiera la vida es singular en ese aspecto (por eso es mejor olvidarse de entropías negativas), como muestran los ejemplos que he puesto del cristal de sal, los patitos de goma o las células de Benard, donde los subsistemas “se ordenan” también. Es un continuo de aumento de complejidad que va desde el cristal de sal hasta Gaia promocinado por la apertura de caminos posibles y el aumento local de la velocidad de intercambio y dispersión energéticos. Ni siquiera el término entropía sería necesario en este esquema, sino un término que describiera la tendencia a la eliminación y dispersión de los gradientes energéticos lo más rápidamente posible a escala local. ¿Quién pone un nombre griego a eso?

  3. Ya veo que no has leido el libro Thanatia.
    Qué pena, desprestigiar un concepto sin conocerlo.
    parece que sólo sabes tu termodinámica. Y quizás no estés familiarizado con la exergía.
    La asociación de TODOS los centros de investigación europeos relevantes, Science Europe, está promocionandola , su lema es “Think Exergy, not Energy”,
    http://www.scienceeurope.org/uploads/PublicDocumentsAndSpeeches/SCsPublicDocs/Exergy_Paper_fin_web.pdf

    La exergía desmistifica la entropía y la hace más asequible al público, a los industriales y a los decisores políticos.
    La exergía se utiliza como herramienta para mejorar la eficiencia de todos los procesos industriales.
    Thanatia: es el ambiente de referencia para calcularla y valorar la dispersión de los minerales/metales/materias primas que estamos extrayendo sin tener ningún cuidado ambiental ni tener en cuenta su escasez futura relacionada con el incremento exponencial de energía , la destrucción climática, de ecosistemas y social asociadas a la minería actual que las generaciones futuras tendrán que asumir si seguimos así.
    Son números, no solo conceptos. Y Europa empieza a tomarse en serio el segundo principio de la termodinámica para mejorar drásticamente los procesos industriales, promover la economía circular de las materias primas sobretodo, y evitar el colapso que sería el fin del planeta tal y como lo conocemos hoy, es decir, de una economía industrial basada en el despilfarro de metales escasos.
    Los sistemas biológicos, organismos, se reproducen y recuperan en plazos de décadas/siglos, esencialmente con energía solar y agua, los depósitos minerales, no, porque la mineralogénesis actúa en millones de años. Y el segundo principio de la termodinámica también puede ser aplicado a la extracción exponencial de minerales necesarios para las nuevas tecnologías. O es que tú no tienes teléfono móvil u ordenador? Y cuanto te duran? o no te gusta pensar en un mundo renovable basado en las nuevas tecnologías? y pensar en ello no es ecológico?
    El punto de vista de la ingeniería está ausente en muchos “ecologistas” de ascendencia científica básica.
    El planeta no sólo está compuesto por materiales bióticos, y aunque esté dentro de un sistema cosmológico , la velocidad de destrucción de los ecosistemas y de los depósitos minerales no va a permitir que todos nos vayamos a otros planetas a vivir. Eso se puede medir con el Segundo Principio de la Termodinámica. No es ficción ni casandrismo sino modelos de cálculo, mediciones soportadas por una teoría publicada en revistas científicas de impacto y por el Imperial College Press de Londres/ World Sci, Singapur.
    La termodinámica tiene sus paradojas, pero los hechos son hechos y la termodinámica puede interpretarlos y medirlos. para ello, hay que conocerla y aplicarla. Los interpretación de los resultados dependen del sistema de estudio en que se aplique.
    Un saludo
    Antonio Valero
    Catedrático de Termodinámica de la Escuela de Ingeniería y Arquitectura de la Universidad de Zaragoza desde 1986. índice h = 33.Más de 4900 citas. Director de CIRCE. http://www.fcirce.es

    • avatar Carlos de Castro dice:

      Antonio, por el respeto que tengo a tu largo trabajo voy a contestarte sincera y espero que sin ofenderte como persona. Y lo hago en público porque tú lo has hecho aquí.
      Escribes: “Ya veo que no has leido el libro Thanatia.
      Qué pena, desprestigiar un concepto sin conocerlo.”
      Te equivocas. Si me permites, es tu concepto filosófico de Thanatia el que no comprendes. El verbo desprestigiar no tiene sentido en el ámbito científico. Yo critico un concepto en su lado filosófico, semántico, ecológico, que en definitiva es para quien está dirigido mi texto, no para termodinámicos como nosotros. En ciencia Einstein no desprestigió a Newton ni a su teoría o conceptos. En ciencia el argumento de autoridad es una realidad que como humanos empleamos pero no forma parte del método al que aspiramos (que digas que eres catedrático desde 1986 – ese año yo estudiaba termodinámica en 2º de carrera- con un h = 33 a mí me impresiona, pero me remito al cuarto principio del método científico: cuestionarlo todo.
      Una discusión parecida tuvimos privadamente hace aproximadamente una década, cuando yo estaba escribiendo “EL Origen de Gaia” (que si has leído no lo has hecho con suficiente atención porque si no sabrías que sigo el concepto de exergía que tú tan brillantemente llevas utilizando durante tanto tiempo). Tú has sido uno de mis maestros para un concepto que considero muy relevante. Pero en mi texto hablo del mal uso (semántico, filosófico, ecologista e histórico) del término entropía, no de la exergía.
      Cuando hace unos años critiqué a un catedrático de bioquímica por decir que la biotecnología era una herramienta imprescindible para acabar con el hambre en el mundo, critiqué la idea, no a la PCR y su utilidad, el catedrático no era experto ni en historia del colonialismo, ni en geopolítica, ni en economía. Cuando la historia criticó a Lord Kelvin por decir que nunca conseguiríamos máquinas que volaran más pesadas que el aire, no se criticó sus contribuciones físicas. Lo que se critica no es que escojas un estado de referencia para tus cálculos (relevantes por lo demás). Lo que se critica es que, como le pasó a Lord Kelvin, no se asomó a la ventana para ver a las palomas volar. Lo que critico de Thanatia es que su concepto filosófico, como lo introducís, tiene un contraejemplo en la propia Biosfera, en la Gaia.
      Tú eres el que escribiste hace mucho tiempo: “Todo se degrada… Por eso el 2º principio es tan terrible, nos anuncia con certeza la muerte… El hombre está acelerando la degradación entrópica de la Tierra…”. Y ahora lo has transformado en Thanatia, supongo que con fines propagandísticos lícitos. Y yo hace ya una década te critiqué educadamente a que “te asomaras a la ventana”, porque tus nietos no se están degradando, ni lo hace Gaia. La ley de la entropía no es la que marca el destino de los seres vivos ni de la biosfera ni del hombre (esto está anticuado desde hace algunas décadas, es una hipótesis obsoleta el que morimos por degradación entrópica). Por supuesto, tus cuentas físicas son correctas. Tu “Thanatia”, que sigue cayendo en el mismo error conceptual que ya te critiqué en su momento (y con cuentas físicas también en mi libro), termina (claro que os sigo y mis palabras eran más una propaganda con crítica que un desprestigio) reconociendo que el reciclado -que requiere exergía y que por cierto es lo que hace que Gaia se aleje de Thanatia desde que es Gaia, por lo que el destino de Gaia no es Thanatia- resuelve el problema teórico. Es decir, que vosotros mismos, tras la introducción, conceptualmente desdecís un concepto filosófico-ecológico-¿propagandístico?- con el que empezáis. Para un físico no tiene porqué ser mucho problema, para un filósofo, ecologista, etc. que no sigue bien las leyes fisico-matemáticas resulta confuso.
      Pido disculpas por no haber dejado esto más claro, pero cada vez que oigo la introducción espectacular que hacéis de Thanatia para todos los públicos siento que criticáis un concepto justo opuesto al que llevo defendiendo más de una década. Ahí, en todo caso, el “catedrático de Gaia” soy yo, lo que es irrelevante científicamente y por eso, hago mi contracrítica a vuestro concepto (no a los números que luego hacéis) sin sentirme desprestigiado. Elegisteis vosotros un término con resonancias que van más allá de la pura física. Y son esas resonancias las que os llevan a comenzar con frases e imágenes equivocadas que pueden confundir y que van en la dirección opuesta a lo que yo defiendo que es esto: al margen de que el humano ralentiza la creación de entropía en la Tierra, nos comportamos como un cáncer en Gaia. Cualquier ser vivo, ecosistema o Gaia acelera la creación de entropía de su entorno. Nuestra civilización, al destruir bosques, cambiar el clima, etc. deteriora y simplifica a los ecosistemas y a Gaia y por tanto su creación entrópica. El balance global 2paradójicamente” es que los humanos realentizamos y no aceleramos la creación de entropía. Eso no implica que tus cuentas no sean pertinentes, eso no implica que la exergía no sea relevante. Sencillamente lo que implica es que la entropía no es la mala de la película y que cuando decís que el ser humano acelera la creación de entropía del planeta os equivocáis, por muchas publicaciones -que no dicen en realidad eso- tengais. Pensemos que los humanos nos hemos cargado la mitad de los bosques del planeta que movían miles de teravatios de exergía y por tanto creaban entropía. Nuestros relativamente pobres 50TW (contando no solo la exergía comercial) son un desastre, sí, pero como con ellos básicamente destrozamos ecosistemas naturales, al desaparecer éstos, resulta que no compensamos la creación de entropía. A escala planetaria movemos poca exergía por muy disipativos que sean nuestros procesos. A escala planetaria en cambio somos un cáncer “perfecto” que va eliminando capacidades del hospedador (incluída su capacidad de dispersion de energía).
      Un abrazo Antonio.

  4. Carlos, el concepto de entropía está muy mal utilizado por los no termodinámicos. En eso estamos de acuerdo. Es más se utiliza como una metáfora más que como un concepto instrumental.
    En realidad, no es la entropía como propiedad la que se utiliza sino más bien la generación de entropía, y en particular la causada por el ser humano sobre el planeta..
    Cuando se hacen cálculos, esta destrucción , o generación entrópica (la humana) , es irrelevante. En efecto la generada todos los días por la transformación de la luz solar a unos 5500Kelvins de temperatura y su posterior emisión al universo que está a 4Kelvins, es del orden de Exavatios. Nada comparado con los teravatios que el ser humano utiliza. Hablando de memoria, creo que es unas 30000 veces mayor. Es decir que el mantenimiento y las funciones biológicas, atmosféricas, térmicas e hidrológicas del planeta están sostenidas esencialmente por el baño de radiación solar que todos los días recibimos (1367 W/m2) sin cambiar ni de cantidad ni de espectro en miles de millones de años. Por tanto Gaia seguirá existiendo estemos o no los humanos presentes en este planeta en los próximos 9000 millones de años que es el tiempo de vida que se le estima que le queda al Sol.
    Sin embargo, la vida geológica del planeta no está vinculada tan extremamente al Sol como la biológica. Los combustibles fósiles han requerido millones de años para producirse, y en menos de 8-10 generaciones vamos a extinguirlos con el consiguiente cambio climático. El caso de los minerales industriales , y en particular algunos metales escasos que son utilizados profusamente por las nuevas tecnologías, no durarán tanto. Estamos convirtiendo la corteza terrestre en una gran mina donde todo vale para extraer esos “oros multicolores”. Sin respeto a ecosistemas, ni a destrucción de culturas indígenas, ni al cambio climático creciente inducido, ni a las necesidades de agua, materiales y energía ni a la producción de desechos rocosos mineros crecientes.
    Cabe imaginar perfectamente una corteza explotada hasta sus últimas consecuencias. Y si no llegamos a ella no será porque no lo busquemos (somos insaciables) sino porque el fenómeno de las leyes de mina decrecientes hará que la cantidad de energía necesaria para extraerlos crezca exponencialmente haciendo inviable económica y medio-ambientalmente su explotación.

    Tanto si llegamos a Thanatia como nos acercamos a ella, los efectos económicos y sociales pueden ser catastróficos para la humanidad, pero, ojo, no necesariamente para el planeta porque éste podrá vivir mejor sin la especie cancerígena humana que con ella. De hecho, sería una extinción más dentro de las extinciones que ha tenido este planeta históricamente , de acuerdo con P. Ward, con su modelo Medea como oposición al modelo Gaia.

    Esto, desde el punto de vista de números y su contexto planetario.

    Desde el punto de vista conceptual. Como he dicho arriba, los no termodinámicos piensan en términos de entropía generada , y como mucho hablan de sistemas de baja entropía: combustibles fósiles esencialmente, y sistemas de alta entropía que lo refieren a cantidades crecientes de desorden y CO2 atmosférico. Son metáforas que no corresponden al rigor de la física. Pero en gran parte inducidas por los científicos que les gusta un cierto halo de misterio en todo lo que hacen. Así venden mejor…

    La ley de Gouy-Stodola resuelve bien este problema: La exergía destruída no es más que el producto de la entropía generada multiplicada por la temperatura del medio ambiente que se toma de referencia. Destrucción Exergética = Tamb.x Enropía generada.

    Es decir, en vez de pensar en un concepto como el de [Energía dividido por temperatura], podemos lisa y llanamente pensar en kWh!!! Es decir, en energía que todos pagamos cuando encendemos la luz o llenamos el depósito de nuestro coche. Y así se acabaron las mixtificaciones, las mistificaciones y las mitificaciones.

    Claro que para calcular la exergía necesitamos una referencia. Al igual que a una corriente de agua le podemos sacar más o menos kilovatios dependiendo de la altura de su salto, también a todas las manifestaciones energéticas, sean químicas, físicas o mediopensionistas necesitamos definir el nivel cero de referencia. Y ese es….Thanatia. es decir un planeta donde los recursos geológicos asequibles se hayan extinguido. Una atmósfera, hidrosfera y corteza que simplemente hayan sido agotadas por la fuerza geológica más potente que existe en la naturaleza: la acción humana, como ya adelantó Aldous Huxley en 1950.
    Y sobre la geología planetaria, el Sol poco puede hacer, en la escala de vida humana, porque la mineralogénesis sólo actúa en millones de años y esencialmente movida por el calor interior de la tierra. Y curiosamente, el Sol en vez de actuar para concentrar los minerales y metales que el ser humano haya extraido, aún jugará el papel de gran dispersador de los mismos, a través de el viento, la oxidación, la dilución y las corrientes marinas.
    Es decir, que el Sol que da vida a los sistemas bióticos y mantiene a Gaia viva , actúa como el máximo degradador entrópico de los minerales/metales que hemos convertido en residuos.

    Esto es termodinámica. Pero es inteligible para economistas, ecologistas, políticos, profanos o sabios, e incluso…científicos.
    La entropía es mi herramienta, pero no la de ellos, que confunden todo. Mejor pensar en kWh perdidos, porque eso lo entiende hasta un niño.
    Si describir esto es confundir a la gente, ya no sé qué significa confundir.
    Un saludo
    Antonio Valero

  5. avatar Carlos de Castro dice:

    De acuerdo Antonio. Efectivamente, como “Vulcano” es energéticamente mucho más pequeño que el Sol, nuestro tamaño “geológico” incluso llega a superarlo.

    Cuando se tiene clarísima la enormidad de la destrucción que estamos realizando, la mayoría de las personas reaccionan con una fase de “depresión”. Como esa fase se añade al problema que queremos combatir, hay que combatirla.

    Resulta que, analizando los mitos y sesgos culturales de nuestra civilización, descubro que hay una tendencia casi ciega a mitificar el progreso tecnológico y una desconfianza casi ciega en los valores humanos (nuestra capacidad de amor, soidaridad, etc.). resulta que ambos mitos: el progreso tecnológico y el homo homini lupus son dos de los principales factores por los que estamos abrazando el colapso dramático de la civilización.

    El mito del progreso tecnológico es muy difícil de combatir, pero la falta de confianza y fe en el ser humano es prácticamente imposible.

    Para conocer las causas históricas del segundo mito me sumergí en la historia de la ciencia y su interacción con nuestra civilización. Resulta que dos ideas que se dicen están basadas en la ciencia nos están haciendo mucho daño: el neodarwinismo competitivo y la idea de que la entropía lo va matando todo. La primera idea nos hace creer que se nos ha arrojado en una arena de lucha competitiva de seres egoístas, la segunda nos puede conducir al “qué más da, qué más da todo” (pues al final la entropía se encarga de que “todo se degrade”). Curiosamente ambas ideas tienen una contrarréplica científica en mi teoría Gaia orgánica. Teoría que al margen de su calidad científica no puede triunfar precisamente porque de ella se derivan los contramitos que lucharían contra las creencias más arraigadas de nuestra civilización (creadora paradójicamente de lo que entendemos ahora por ciencia).

    Creo que la alianza que tiene el capitalismo neoliberal con el neodarwinismo es más terrible que la idea de que la ley de la entropía nos lleva a la “degradación natural”. Sin embargo, a lo largo del tiempo he oído a alumnos míos o a personas que acudían a mis charlas, este “desesperado y lánguido” pensamiento en voz alta: “pues extingámonos y así dejaremos de hacer daño”. Es entonces cuando necesitamos valorar el ser humano y una parte de nuestra civilización (la que da lugar a la teoría de la relatividad o a la 9ª sinfonía), dintinguiendo primero el ser humano de la civilización concreta.

    Por lo demás, tu preocupación por la degradación geológica la comparto. Hace ya 20 años que decía a mis alumnos que dentro de 100 millones de años los geólogos del futuro o los extraterrestres, verán claramente la señal de nuestra civilización: será únicamente una línea delgada en los estratos fósiles, tanto o más significativa que la línea del iridio del famoso meteorito que cayó encima de los dinosaurios.
    Un saludo.
    Carlos de Castro

  6. avatar Dubitador dice:

    El ultimo comentario de Carlos Castro me hace comprender a que viene su replanteamiento del concepto de entropia. Un replanteamiento que veo claramente que no tiene que ofender a Antonio Valero, del mismo modo que Newton no tendria que sentirse agraviado por el ajuste que aporta la relatividad del Einstein.

    A donde se me antoja que apunta De Castro es a algo mas profundo que la mera precision cientifica, afecta a la actitud con la que hacemos ciencia, con la que buscamos conocimiento y el uso que le damos. Es la voluntad de poder, es la voluntad o proposito de dominio, de someter, controlar y usar lo que nos va a destruir.

    Hubo un momento en el que se produjo una separacion cuando emergio la nocion de individuo, un individuo que se pretende que es esencialmente alma ( o mente ) lastrada por la imperfeccion, flaquezas, necesidades, exigencias y “tonterias” del cuerpo. El alma ha de someter y disciplinar al cuerpo. Los dirigentes, los dominantes, pretenden ser fundamentalmente alma ( intelecto ) y proceden a disciplinar a los dirigidos que fundamentalmente son esclavos del cuerpo y como a esclavos se los trata. El cuerpo seria entonces la naturaleza humana, falible y mortal.

  7. No veo razón para introducir nuevas complicaciones terminológicas en un problema resuelto hace tiempo. Por supuesto que la actividad humana, como cualquier otra actividad, aumenta la entropía del Universo. Pero la Tierra recibe un flujo de energía de baja entropía (fotones lumínicos) que devuelve al universo en forma de flujo de energía de alta entropía (fotones infrarrojos), de modo que es posible disminuir la entropia de la Tierra sin por ello disminuir la entropía del Universo (que aumentará de todos modos como consecuencia de los flujos de energía mencionados). Es lo que lleva haciendo la vida desde hace millones de años y lo que podría hacer el ser humano si opta finalmente por basar su civilización en el flujo de energía solar de baja entropía ya mencionado. Gente como Penrose o Ayres lo explicaron en detalle. Modestamente, yo también trato de explicarlo en mi asignatura de “Fuentes de Energía” y, hace ya años, en mi artículo publicado en “Ecología Política” y titulado “Termoeconomía Solar”. Tanto el artículo como los apuntes de la asignatura pueden descargarse de mi web

  8. avatar Carlos de Castro dice:

    Ricardo. La actividad humana NO está aumentando netamente la entropía del Universo. Precisamente porque está simplificando la Biosfera.
    Una vez más, vuelve a ser pertinente mi discusión y tu frase vuelve a caer en el tópico que precisamente discuto en el artículo. Así que corroboras la necesidad de introducir “nuevas complicaciones terminológicas” (que yo no veo tales). Precisamente tus propios cálculos (en termoeconomía solar) llevan a la misma conclusión. La biosfera devuelve al universo fotones infrarrojos después de recibir los amarillos del Sol (aproximadamente 200 por cada 10 que entran). Con ello se “ordena”. El cambio climático, al aumentar la temperatura un par de grados ya, cambia ligeramente ese balance, haciendo que se emitan 199 por cada diez que entran (grosso modo). Ese “ligero” cambio dada la enormidad de la energía que entra en la biosfera es suficiente para más que compensar nuestra creación de entropía del Universo. Cálculos similares con la deforestación masiva que hemos hecho (incluso antes de la revolución industrial fósil cuando usábamos solo renovables) apuntan en la misma dirección.
    Tú discutes que son los efectos indirectos de nuestros procesos industriales basados en fósiles los importantes: ¡exacto! De hecho, sin esos efectos indirectos la nuclear o las fósiles no serían peores que las renovables, de hecho, serían mejores que las renovables; por una simple razón, Gaia usa renovables para su funcionamiento, por tanto, la exergía que captes del sol con paneles o molinos será destruida en parte y no usada entonces por Gaia. Por supuesto, como dices, ese efecto es pequeño, pero si escalas muy por encima del TW a las renovables, competirás inevitablemente con Gaia e inevitablemente generarás efectos indirectos que pueden no ser despreciables (e.g. los molinos eólicos por encima de los 10TW generan también cambio climático, centenas de millones de hectáreas ocupadas por parques fotovoltaicos pueden interferir con procesos biosféricos esenciales (fotosíntesis si se usan terrenos fértiles, flujos de nutrientes si se va a los desiertos, cambios en el albedo, etc.). Y como muestran los cálculos de Antonio Valero, la exergía disipada en el uso de materiales es también importante, y resulta que las renovables captan energía renovable con sistemas de captación hechos con material no renovable (mientras los molinos no se reproduzcan como los árboles la industria “renovable” no será renovable), y dada la baja densidad de energía por kg de materiales que utiliza (y por metro cuadrado que ocupa), una escala masiva de renovables también generaría problemas “entrópicos”.

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