domingo, 17 de febrero de 2013

La Segunda Ley

Sabemos por la Primera Ley de la Termodinámica que la energía no puede destruirse, pero sin embargo, en nuestra experiencia cotidiana sabemos que la energía se gasta. La factura de la electricidad, la del gas, lo que nos cuesta el combustible del vehículo, son pruebas de ello. Pero no es igual gastar que destruir. También gastamos el agua y tampoco la destruimos en el proceso, pero una vez usada vemos que se ensucia o contamina. También observamos que si intentamos lavar una prenda de vestir limpia con agua sucia solo conseguimos que la suciedad del agua pase a la ropa. La contaminación pasa del lugar mas contaminado al que está limpio. En realidad lo que podemos limpiar con el agua no depende tanto de la cantidad total que tenemos, sino solo de aquella que tiene suficiente grado de pureza para lo que prendemos lavar. Con la energía ocurre algo parecido.
La Segunda Ley de la Termodinámica nos habla de lo único que podemos hacer con la energía: transformarla y con ello transformar la realidad. Es una ley sencilla pero pueden encontrase varios enunciados. En realidad todos son equivalentes pero ya que hay muchas formas de transformar la energía, estos enunciados se suelen elegir dependiendo del uso que le damos.
Quizá el enunciado mas general sea el siguiente:

La cantidad de entropía del universo tiende a incrementarse en el tiempo.

Nosotros intentaremos explicarla de forma mas simple, siempre a partir de cosas o palabras que ya conocemos. Sabemos que no podemos crear energía ni podemos destruirla, la segunda ley nos dice lo que ocurre cuando se transforma. Como es lógico, la energía total después de una la transformación será la misma que la que existía antes, pero la segunda ley afirma que las transformaciones de energía no son perfectas y siempre se dispersa una parte, generalmente en forma de calor. Una forma sencilla de expresar la Segunda Ley podría ser:

Cuando la energía se transforma una parte de la misma se dispersa.

¿Y esto era todo? ¿Con esta simpleza vamos a demostrar que nuestro modelo económico está basado en una falacia? ¿o acaso dar sentido a la corrupción y la incertidumbre que nos desborda?
¡Tranquilidad!. Ya tenemos el hilo del que tirar para desmadejar las leyes de la Naturaleza. Por lo pronto hemos añadido un elemento que impregna nuestra existencia y todo el Universo conocido: el tiempo. Porque la Segunda Ley marca la flecha del tiempo y con ella abrimos la herida de lo irreversible. Una trasformación es un proceso que ocurre en un determinado lapso de tiempo. Si partimos de una cantidad finita de energía que se trasforma varias veces y en cada vez perdemos por dispersión una parte de la misma, podemos ordenar las trasformaciones realizadas en el tiempo y saber cual ocurrió antes y cual después. Establecemos de esta manera, las bases de la causa y el efecto. Veamos un ejemplo:
Partimos de una cantidad de energía y en cada transformación perdemos el 25% de la misma. Si realizamos varias trasformaciones, podemos ordenarlas en el tiempo de principio a fin.












Lo que se destruye en cada transformación no es la energía sino la posibilidad de volver  aprovecharla. Lo cierto es que vivimos y actuamos gracias a los flujos de energía mas que a la energía misma.
En el caso práctico de la energía de un salto de agua en una central hidroeléctrica, el primer paso será transformarla en movimiento de una turbina, después el movimiento de la turbina en electricidad, esta energía eléctrica necesitará transformaciones para adecuarla al transporte a larga distancia en las lineas de Alta Tensión... así se sucederán las transformaciones de energía hasta su uso final en los hogares y la industria. Pero en cada una de estas transformaciones perderemos una parte de la energía que ya no entrará en la transformación siguiente. Al final del proceso la totalidad de la energía se habrá gastado convertida generalmente en calor residual. Podemos deducir por tanto que cuanto mayor sea el número de transformaciones y las pérdidas en cada transformación, menor será la parte de la energía que finalmente podemos usar. Ese es uno de los motivos por los que fracasan las energías renovables. La estructura de nuestro sistema productivo y de consumo está diseñada para operar con combustibles fósiles. Es lógico y previsible que una vez que hemos atravesado el pico de producción del petróleo se alcancen cifras nunca vistas de desempleo motivadas por la degradación del sistema, pero no es aceptable que los trabajadores se enfrenten además al cinismo de gobernantes, empresarios y banqueros sin escrúpulos, que los culpan de no buscar empleo con suficiente empeño, mientras los que detentan los medios de producción bloquean cualquier atisbo de transición.

Abunda en Internet todo tipo de información sobre la llamada energía libre y gratuita. Hemos tomado tal apego a nuestros aditamentos mecánicos, ya sean vehículos automóviles o electrodomésticos, que al parecer nos resulta imposible concebir un mundo sin ellos, mucho mas que eso: negamos la posibilidad de un mundo sin  su existencia. ¿Qué quedará cuando la parafernalia tecnológica nos deje a solas con lo que somos? ¿No será acaso ese nuestro miedo?
Por lo general se presenta el problema de la energía como una conspiración y a Nikola Tesla como el mártir de la comunidad científica. Siempre ha habido y habrá conspiraciones, pero las verdades científicas no son verdades reveladas como en el caso de las religiones, son verdades refutables. No es quien expone una teoría o descubrimiento quien la demuestra, sino aquellos la comprueban. Esa es la naturaleza de la Segunda Ley, es algo que todo el mundo puede comprobar. Por supuesto que existe la energía libre y es precisamente aquella que usamos habitualmente. Por otro lado imaginemos lo que supondría disponer de tanta energía como deseáramos. Como la energía no puede destruirse, terminaríamos sobrecalentando aún mas el planeta.

9 comentarios:

  1. El problema surge cuando el hombre no se conforma con satisfacer sus necesidades básicas y vivir holgadamente, sino cuando quiere acaparar más de lo que necesita y esto es aplicable a la energía y a todo lo que pueda consumirse o generar beneficios, sobre todo esto último.

    Muy interesante este artículo que nos acerca a las leyes de la física, tan lejanas para mí, una mujer más bien de letras, como se decía antes:).

    Besos

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  2. @ Ginebra
    De igual manera que hemos ido aprendiendo algunas nociones de economía global, deberemos tener unos fundamentos mínimos en el conocimiento de la energía y la termodinámica, para poder entender los próximos capítulos de esta crisis y estar mínimamente preparados para lo que se avecina.
    Un saludo

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  3. El modo de vida que impone el vigente sistema económico no es sostenible y nos conduce al abismo, porque va en contra de las leyes de la Naturaleza. Necesitamos cambiar el sistema, para lo cual es imprescindible cambiar de mentalidad, entre otras cosas consumir productos (incluyo, energia y alimentos) locales y que, verdaderamente, necesitemos. Por ejemplo, ¿Qué necesidad tenemos de comer alimentos que no crecen en nuestro entorno o alimentos que vienen de lejos y que para que llegen en buen estado ha sido recogidos cuando estaban aún verdes y han madurado de forma artificial?
    Sustituir global por local en todo.

    Un saludo

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  4. Y lo más paradójico es que somos tan fundamentales (nuestra raza) como nos lo permita nuestro entorno y nuestra tecnología. Si desaparecemos, incluso, si en el proceso destruimos este hogar al que llamamos Tierra, ¿acaso será este echo relevante para el universo?.
    Un saludo.

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  5. No lo tengo claro. Yo pensaba que la solución era la fusión nuclear. ¿No?

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  6. @ Juliana Luisa
    Una de las ventajas del consumo local es que disminuye nuestra dependencia del actual modelo económico a la vez que elimina un montón de procesos intermedios, con lo que en definitiva se multiplica la eficiencia.
    Un saludo

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  7. @ Ibso
    Me temo que no somos tan importantes en el universo. La arrogancia no da para tanto.

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  8. @ Nano
    El pico de producción del uranio se dio hace varios años, por otro lado está el problema de los residuos.
    No hay solución para el crecimiento infinito en un planeta de recursos finitos.

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