La segunda ley de la termodinámica, es la más general de las leyes de la física, porque afecta a todos los procesos de generación, conservación o transformación de energía que se den en cualquier sistema de referencia en el cosmos.
Decía Bergson, el filósofo francés, que “es la más metafísica de las leyes de la naturaleza”, queriendo indicar que no sólo afecta a los procesos físicos reales de la materia inorgánica, sino también a los de naturaleza biológica, social, cultural y espiritual. Es también el dedo que nos señala la dirección en la que vamos, la flecha del tiempo, no como la única y obligada opción, sino como la inmensamente hegemónica o probable.
I PARTE
¿Qué es la entropia?
No quisiera aparecer como extravagante o raro en mi aportación a este debate, pero como supongo que va a existir bastante coincidencia formal en las reflexiones que hagamos hoy, me gustaría aportar un enfoque diferente, que no distinto en el fondo, ya que las conclusiones finales, aunque con un método distinto, quizás serán las mismas.
Si en un debate sobre el sistema educativo, alguien pretende ligarlo con las leyes de la termodinámica, no dudaríamos en asegurar que esa persona alucina y se confunde de debate.
No obstante, y guiado más por una profunda intuición reflexiva, que por una conclusión experimental, voy a exponer mis reflexiones:
La Segunda Ley de la termodinámica, que puede enunciarse de mil maneras distintas, porque es la ley más general de la física, puede expresarse diciendo que: “en un sistema cerrado, la entropía nunca decrece”. En los procesos térmicos se enuncia diciendo que: “en todos los procesos espontáneos el calor fluye siempre de los cuerpos calientes a los cuerpos fríos. O “la energía se disipa en forma de calor cuando ésta pasa de una forma a otra”. O “en toda transformación de energía se pierde una parte de la misma como un tributo necesario para extraer trabajo útil”.
Pero la segunda Ley, no se aplica solamente a los procesos térmicos, sino que rige toda transmisión y conversión de la energía. Ya sea en un proceso térmico, químico, eléctrico o mecánico, la energía siempre fluye desde un estado de mayor nivel a uno de menor nivel energético, y en este tránsito se pueden producir fenómenos físicos: su aprovechamiento en trabajo útil.
Cuando los niveles energéticos se igualan, ya no es posible extraer trabajo útil. Desaparece el desequilibrio y aumenta la entropía que vemos pues, que podemos también definirla como la ausencia de desequilibrio.
De una forma más general, la entropía se define también como la tendencia al desorden, al caos. Significa evolución, cambio, disipación, pérdida de información, etc.
La Segunda Ley de la Termodinámica, es pues, la responsable de la evolución, transformación y dinámica del universo en su conjunto y de cada uno de los sistemas que lo componen y aunque se conoce como la función que se define como tendencia al caos, al desorden y a la muerte térmica del mundo, puede definirse también como la función necesaria y determinante para que cualquier sistema en interacción, se reubique permanentemente, evolucione y se adapte a las nuevas condiciones, evitando el colapso o la disipación total.
Tal vez se cumple aquí el axioma popular del que: “el desorden trae orden” o también que el excesivo orden puede desembocar en el caos total.
Porque los procesos de aumento de entropía sólo son irreversibles en los sistemas aislados y cerrados, pero este sistema ideal no existe en el universo, donde sólo el cosmos en su conjunto se puede considerar un sistema cerrado. En todos los demás sistemas, el proceso entrópico puede ser reversible, porque están interrelacionados e interactúan entre ellos, así en un sistema puede reducirse la entropía a costa de un aumento de la misma en otros sistemas. En el conjunto, el balance siempre será favorable al aumento.
Así ocurre con el milagro de la vida en la tierra, donde plantas y animales mantienen un proceso de reducción de entropía (algunos autores denominan a esta entropía negativa como negentropía), pero siempre a costa del aumento espectacular de entropía del sistema que la alimenta: el sol.
También lo podemos observar en la interacción entre distintos sistemas de seres vivos. Así, animales y plantas, utilizan como fuente de energía para reducir su propia entropía, la respectiva entropía generada por el otro.
Por ejemplo, los productos de desecho (con elevada entropía) de la respiración de los animales (Dióxido de Carbono y vapor de agua) son los productos energéticos para que las plantas estabilicen su energía, y éstas a su vez emiten Oxígeno como producto de deshecho, que es utilizado por los seres del reino animal como fuente de energía, al respirarlo. Este intercambio tiene cientos de ejemplos en la naturaleza, que también pueden observarse en procesos de largo alcance, como la evolución geoquímica, biológica y climática del planeta e incluso en la base de la evolución darwiniana de las especies y en sus procesos de selección natural. En todos los casos, no obstante, el aumento de entropía del conjunto del Universo, será reversible.
Y éste es el funcionamiento general y eterno de la Segunda Ley de la Termodinámica, dónde la tendencia paulatina e irreversible hacia el equilibrio puede ser aprovechada para obtener un trabajo útil y donde los distintos sistemas de interacción, pueden frenar su tendencia al equilibrio a costa de una tendencia general al mismo. O dicho de otra forma: si queremos extraer trabajo útil de la energía, siempre debemos pagar un pequeño tributo en forma de aumento de entropía. Esta a su vez, actuará como refrigerador del sistema, que permitirá al mismo seguir su funcionamiento, ya sea una máquina, un ordenador o una estrella.