¿Por qué nos tiene que preocupar la entropía?

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Dos leyes son las que gobiernan la energía. La primera y segunda ley de la termodinámica no fueron articuladas de forma definitiva hasta la segunda mitad del siglo XIX, casi 170 años después de que Newton formulara las leyes de la mecánica.

 

Las leyes de la termodinámica nos dicen cómo se comporta la energía y son por lo tanto imprescindibles para la compresión del funcionamiento cotidiano de los ecosistemas y los sistemas sociales.

 

La primera ley de la termodinámica, según la cual la energía total contenida en el universo es invariable, recibe a veces el nombre de ley de la conservación. Significa que la energía ni se crea ni se destruye. La cantidad de energía contenida en el conjunto del universo permanece fija desde el origen de los tiempos y seguirá así hasta el final de los mismos.

 

Todo lo construido en el curso de la historia es energía que ha sido transformada de un estado a otro. Cuando un ser humano muere y se descompone, así como cuando nuestros objetos materiales se desintegran, la energía que se libera encuentra su camino de vuelta a la naturaleza.

 

Aquí es donde entra en juego la segunda ley de la termodinámica. La transformación de la energía se realiza siempre en una dirección: pasando de disponible a no disponible. Si quemamos un trozo de carbón, por ejemplo, la energía permanece, pero se transforma en cenizas y gases que se liberan a la atmósfera. No se ha perdido ninguna cantidad de energía en el proceso y, sin embargo, ya no podremos volver a quemar jamás ese pedazo de carbón y convertirlo en trabajo útil. Esta pérdida de energía aprovechable recibe el nombre de entropía y es uno de los conceptos más importantes y al mismo tiempo menos comprendidos y apreciados de la física.

 

Con las cosechas ocurre lo mismo. Podemos concentrar semillas, abonos, agua y trabajo para que su cosecha salga adelante. Una vez que se recolecta nunca más podrá volver a "concentrarse" la misma energía. Podremos tener una nueva cosecha, pero será a costa de volver a concentrar otra energía dispersa, por lo que el sistema cada vez estará más desordenado y con menos capacidad de producir nuevos ciclos.

 

Es posible invertir el proceso entrópico (que mide el grado de desorden de un sistema), pero sólo mediante el empleo de energía adicional. Naturalmente esta energía adicional, una vez usada, no hace más que aumentar la entropía total. Reciclar los desechos, por ejemplo, requiere el gasto adicional de energía de recoger, transportar y procesar los materiales usados, lo cual incrementa la entropía total en el entorno.

 

La energía solar se agotará dentro de miles de millones de años (con 5.000 millones de años se considera que el sol está en la mitad de su vida). Durante este periodo de tiempo el sol continuará bañando la Tierra con nuevas aportaciones de energía durante todo el tiempo que seamos capaces de imaginar, debe comprenderse que la cantidad de energía concentrada en la Tierra en forma de materia, sean minerales metálicos o combustibles fósiles, es relativamente limitada dentro del periodo de la historia geológica relevante para la sociedad. Esto es así porque desde el punto de vista termodinámico la Tierra es un sistema cerrado en relación con el sistema solar y el universo.

 

La Tierra es un sistema cerrado, es decir, intercambia energía con el sistema solar, pero, a excepción de algún meteorito ocasional o de cierta cantidad de polvo cósmico, no intercambia demasiada materia con el universo exterior. La idea importante es que el influjo de energía procedente del Sol no produce materia por sí mismo; la energía solar puede fluir eternamente sin producir jamás ningún tipo de vida. La Tierra posee unas reservas limitadas de materia apta para ser transformada en otras formas útiles, incluida la vida, con la ayuda de la energía solar. Por ejemplo, la energía solar interactuó con la materia terrestre durante el período Jurásico y contribuyó a convertir la materia en vida. La descomposición de esta vida generó los depósitos de carbono que hoy quemamos en forma de carbón, petróleo y gas natural. La energía que se pierde en forma de gases ya no está disponible para realizar trabajo. Aunque es posible que en algún momento futuro de la historia geológica se acumulen depósitos parecidos de carbono, el futuro del que estamos hablando es en cualquier caso tan lejano que no afecta a las necesidades humanas. Por este motivo se dice que los combustibles fósiles son “fuentes no renovables de energía”.

 

Todo cuanto existe en el universo, de acuerdo con la segunda ley, comenzó siendo energía concentrada disponible y se está transformando, con el paso del tiempo, en energía dispersa y no disponible.

El uso de energías renovables implica reducir el proceso entrópico de la tierra ya que se reducen el número de ciclos energéticos necesarios para mantener la vida en la Tierra. Sólo utilizando estas fuentes de energía se puede garantizar una mayor sostenibilidad del planeta.