¿Que es Entropía

¿Que es Entropía?
El mundo en el cuál vivimos ¿se dirige hacia el orden o el desorden y el caos?
En las investigaciones relacionada con el calor (en el área llamada “Termodinámica”), los científicos
desarrollaron dos conceptos importantes relacionados con la pregunta planteada más arriba. El primer
concepto, el más conocido, se llama energía. Puede definirse a ésta, como la "capacidad de efectuar trabajo".
Para que el cuerpo del hombre pueda funcionar, el hombre debe comer, es decir consumir materia rica en
energía (caloría = energía). El calor es una forma de energía.
El principal pronunciamiento de los investigadores en relación al calor, ha sido la formulación de "la primera
ley de la Termodinámica", y esta ley establece que la cantidad de energía en el universo es constante,
puede ser transformada, pero no creada o destruida
Considerando esta primera ley, tendríamos que preguntarnos ¿porqué existe en el mundo una crisis de
energía? Si la cantidad de energía es constante, ¿no significaría ello que existirá siempre? ¿Porqué entonces
hay que preocuparse y economizar energía?
Resulta que la cantidad de energía es constante pero no la “calidad” de la energía. Por ejemplo, Si
pensamos en un coche, la gasolina, junto con el sistema de chispa del motor, proporciona la energía
(química) de combustión, capaz de hacer que el auto se mueva. La energía que el coche "utilizó" para
realizar trabajo y moverse, se "gastó", es decir, es energía térmica liberada mediante un proceso químico que
ya no es utilizable para realizar trabajo ni procesos.
En este punto viene en nuestra ayuda, o quizás en contra nuestra, el concepto de la Entropía (S), un
concepto menos conocido, más multifacético y elusivo que la energía. Una de las definiciones de la Entropía,
es que es el grado de azar y desorden existente en el universo. Puede decirse que mientras más Entropía
exista dentro de un sistema determinado, más difícil es usar la energía u otros materiales existentes en este
sistema para efectos productivos. Este significado no contradice el papel de la Entropía como medida del
desorden: todos sabemos por experiencia que en condiciones de desorden es más difícil y a veces imposible,
realizar una labor. En otras palabras, en la medida en que sube el grado de Entropía, baja la cantidad de
materia y de energía disponible.
En relación a la Entropía, los científicos llegaron a la conclusión inevitable, conocida como “la segunda ley
de la termodinámica", que afirma que:" la Entropía en un sistema aislado siempre aumenta (por
ejemplo el universo) y nunca tiende a disminuir.
Tenemos entonces la respuesta a la pregunta formulada al principio de este capítulo: el mundo se dirige
hacia el desorden. Ello no es todo; nuestra capacidad de actuar y "ordenar" el rincón del mundo en que nos
encontramos es muy limitada. Fue difícil para los científicos aceptar esta ley limitativa y trataron de revisar,
si no hay posibilidad de revertir la dirección de la Entropía; sin embargo todos los intentos fracasaron.
Tomemos como un ejemplo un vaso parado en la mesa. El vaso representa una situación de orden, por lo
tanto su grado de Entropía es bajo. Una ráfaga repentina de viento tira el vaso de la mesa. Al caerse, se
rompe y por lo tanto pasa a una situación de desorden. Es decir su grado de Entropía es alto.
Entropía baja.
Entropía baja.
Entropía elevada.
¿Es posible que se produzca una situación al revés, que una ráfaga de viento reconstituya los fragmentos
dispersos del vaso?
Cuando los científicos examinaron la probabilidad de que ello suceda, llegaron a la conclusión de que es
inexistente. En otras palabras, no es posible obviar la "segunda ley" y hacer que la Entropía disminuya.
Cuando los científicos aceptaron la inevitabilidad de la "segunda ley, la Entropía recibió el apodo de "flecha
del tiempo" dado que el tiempo siempre avanza y nunca retrocede, al igual que la Entropía que siempre
crece y nunca disminuye. Un sistema de baja entropía siempre es seguido por uno de alta entropía.
Sin embargo, existen en la naturaleza mecanismos que pueden crear orden del caos. Ellos son los
organismos vivos - las plantas y los animales. Una semilla cae en la tierra, genera raíces, acumula materias y
energía de sus alrededores y organiza sus células para formar una planta que es un sistema de orden
creciente.
Muchos de los animales, que son en sí cuerpos organizados y ordenados, logran encontrar en el ambiente que
los rodea rincones de orden. La araña teje su tela todas las mañanas, el pájaro construye su nido usando los
diversos materiales que la naturaleza pone a su disposición.
El hombre supera a todos con sus capacidades y su ambición de imponer orden en su mundo. Volvamos al
ejemplo del vaso de vidrio: ninguna ráfaga de viento puede volver a reconstruir el vaso roto, tampoco lo
puede hacer una planta, una araña, un pájaro, ni un mono. Pero el hombre puede reunir los fragmentos del
vaso y con la ayuda de materiales auxiliares puede reconstruirlo - si el vaso le es suficientemente importante.
Por ello, los científicos al principio pensaban que la segunda ley rige solamente para el mundo inerte y no
para los organizamos vivos, con el hombre en su centro. Sin embargo, pensamientos más profundos e
investigaciones exactas probaron que ello no es así. La planta distribuye calor hacia sus alrededores y
desperdicios y aumenta la Entropía en el ambiente en un grado mayor que la disminución de la
Entropía causada por el ordenamiento interno. Y finalmente la planta no puede mantener el grado de
ordenamiento se marchita y muere.
Sin embargo las plantas, en comparación a los animales son solamente pequeños " productores de Entropía".
El pájaro que construye su nido necesita alimento; consume animales más pequeños y también partes de
plantas, es decir destruye cuerpos de orden. Esparce su excremento a su alrededor y continuamente difunde
calor, con el objeto de mantener constante la temperatura de su cuerpo.
Todo ello son formas de aumentar la Entropía en sus alrededores. Finalmente los pajaritos abandonan el
nido y las fuerzas de la naturaleza lo descomponen. El pájaro mismo tampoco puede preservar el orden de
su cuerpo, muere y su cuerpo se descompone. Por lo tanto la muerte, que todo ser viviente tarde o
temprano sucumbe a ella, es una expresión del dominio de la " segunda ley " y del aumento
permanente de la Entropía.
El hombre, con todas sus pretensiones de crear orden, es el "productor de Entropía" más grande. Quema
bosques, para cultivar en los terrenos "ganados", cultivos programados y ordenados, pero después de cierto
período de tiempo la tierra se empobrece y se convierte en estéril, e incluso desértico. Usa la energía
disponible para mover sus maquinarias, que difunden calor y materias que contaminan el aire y el ambiente.
Construye sus ciudades ordenadas con la energía y materiales disponibles, pero la mayor parte tanto de la
energía como de los materiales se pierden en el proceso.
Con el objeto de mantener el orden que creó, el hombre necesita invertir permanentemente materiales y labor
(energía) adicionales y asimismo continuar con la contaminación del medio ambiente.
La "segunda ley" nos enfrenta a un dilema difícil: hace cientos de miles de años, cuando desde un punto de
vista material el hombre vivía modestamente, solo en contadas ocasiones ponía en peligro el ambiente que lo
rodeaba. El progreso, que elevó gran parte de la humanidad por sobre la miseria y la ignorancia y que
eliminó parte de las enfermedades que acortaban su vida, está produciendo un desgaste acelerado de los
recursos existentes (los materiales y la energía disponible). Este mismo progreso destruye el ambiente natural
y aumenta la contaminación de la atmósfera hasta límites peligrosos. Aunque es posible limitar estos daños,
la "segunda ley" nos enseña que es inevitable que ellos se produzcan: no es posible comer la torta y
mantenerla al mismo tiempo. Es imposible producir un "progreso totalmente limpio". El grado de
desorden tiene que aumentar y mientras más intentemos imponer "orden" en una parte cada vez más grande
del mundo, sin consideraciones con las limitaciones de la naturaleza, más destrucción y desorden
produciremos a la larga.
Dado que los recursos naturales son limitados, se plantea la pregunta: ¿es posible evitar la completa
destrucción del medio ambiente (un "holocausto ecológico") ? o preguntarnos: ¿como seguir progresando
causando el menor daño posible al mundo que nos rodea?
La humanidad, en vista de las circunstancias, es cada vez más consciente de los problemas de la calidad del
ambiente y de los problemas ecológicos, problemas que no hace tanto parecían ser del dominio exclusivo de
unos pocos especialistas y "fanáticos".
Pero no terminemos con un tono tan grave - nosotros somos parte del gran milagro de la naturaleza, el
milagro de la vida cuya esencia es la creación del orden frente a las fuerzas destructivas del desorden. El
proceso de aprendizaje es un proceso de encontrar orden en el flujo de experiencias y de los fenómenos que
se presencia. En el fondo, toda la vida del hombre: su nacimiento, desarrollo, aprendizaje y labor, puede ser
interpretada como un intento constante de encontrar islas de orden en un mar de desorden y caos.