Si ahora se aplica el segundo principio referido al balance de entropía para el total del Universo, se observa que: Verificado un aumento de entropía en el sistema exterior (5,6875 x 1011 KW. seg / oK), resultará que en el medio ambiente del planeta Tierra su entropía (o desorden) podrá disminuir, a lo sumo, en esa cantidad.
El significado del ejemplo desarrollado, es que el medio ambiente de nuestro planeta requiere de la energía (que en este caso proviene del Sol); pero además requiere; en forma prioritaria, disminuir el desorden (entropía) que su propio funcionamiento interno va generando.
O dicho de otra forma: lo importante de la comunicación entre la Tierra y el Sol no es sólo la energía en sí, (prueba de ello es que más o menos la misma cantidad de energía es vuelta a irradiar desde la Tierra hacia el exterior), la importancia vital de este proceso es la variación de entropía involucrada que le permite al sistema de medio ambiente aumentar su orden (es decir disminuir su entropía).
Analizando (desde este enfoque cibernético) lo que sucede con los sistemas económicos y los seres vivientes que funcionan inmersos en la Biosfera, se vería que todos ellos podrán seguir funcionando y viviendo mientras sea posible transferir al medio ambiente el desorden que sus funcionamientos producen.
El estudio en profundidad de las cuestiones referidas a la entropía de todo proceso natural o industrial, es fundamental para el tratamiento de los problemas globales y locales del medio ambiente, ámbito al cual todos los organismos vivientes y los sistemas naturales e industriales, transfieren su desorden o entropía.
El funcionamiento del Medio ambiente y el sistema económico en conjunto:
Naturaleza y ubicación de los "componentes": Los componentes de los sistemas de medio ambiente y económico se ubican en tres niveles:
1er. Nivel: Atmosférico superior: Los elementos C(i) son gases livianos en baja concentración. Los componente X(i) consisten, en su mayor parte pero no exclusivamente, en energía radiante (principalmente del sol) con longitudes de onda correspondientes a la gama definida entre el naranja y menores, y el celeste del espectro.
2do. Nivel: Atmosférico inferior: Los elementos C(i) son gases más pesados en mayor concentración que en el nivel anterior (nitrógeno, oxigeno, hidrógeno, agua, Co2, etc.). Los componentes X(i) consisten en "cuantos" de energía con longitudes de onda correspondientes al celeste del espectro.
3er. Nivel: La biósfera: Los componentes C(i) son de dos tipos: los vivientes y los inertes. Los componentes de flujo X(i) son; en su mayor parte, agregados de entes físicos en forma de energía radiante que intervienen en múltiples procesos. Luego de esos procesos, gran parte de la energía es devuelta degradada al exterior y una parte menor de la energía ingresada queda incorporada al sistema integrando los elementos que evolucionaron y/o se desarrollaron. Otros componentes X(i) provienen de combustibles fósiles (energía almacenada o integrada al sistema en procesos anteriores.
En general los componentes de flujo X(i) ubicados en este nivel, consisten en energía con longitudes de onda correspondientes a la gama definida entre el celeste y el infrarrojo del espectro.
Los "componentes" de "vida", "producción" y "administración federal" C(k) y los componentes de flujo X(k) del sistema económico, se ubican en este Nivel. Los componentes de flujo X(k) son productos valiosos (insumos y bienes de consumo), los cuales circulan por el sistema económico y una vez degradados son volcados al medio ambiente.
Síntesis del proceso de funcionamiento de los sistemas de medio ambiente y económico:
- En la biósfera (3er. nivel): integrada por todos los componentes C(k) del sistema económico y parte de los componentes C(i) del sistema de medio ambiente, se distribuyen los componentes de flujo X(i)1 en el estado 1, los cuales provienen del 2do. nivel y están conformados, en su mayor parte por energía radiante con longitud de onda correspondiente al celeste del espectro.
- Durante el funcionamiento en sí, los componentes de flujo X(i)1 recién ingresados y distribuidos dentro del sistema, intervienen en múltiples y variados procesos de carácter "disipativo" y "no disipativo" tanto naturales como también correspondientes a la actividad económica productiva. Así, una parte muy significativa del total de la energía ingresada, interviene en procesos "disipativos", los cuales son de importancia vital para el mantenimiento del "orden" en la biosfera, como son los involucrados en los ciclos del agua (evaporación – precipitación) y los desplazamientos de aire atmosférico entre otros. En los procesos "disipativos", la energía – componentes de flujo X(i) – que interviene, no queda incorporada al sistema y al disiparse lo hace con valores de entropía mayores que a su ingreso: Así, los componentes de flujo ingresados en el estado 1 como X(i)1, pasan al estado 2 que, con mayor entropía y como X(i)2, consisten en energía radiante en su mayor parte con longitud de onda correspondiente al infrarrojo del espectro. Otra parte de la energía se incorpora a los nuevos componentes de los sistemas económico y de medio ambiente como resultado de procesos naturales o tecnológicos de evolución y desarrollo. Esa energía almacenada, eventualmente podría liberarse, utilizarse o no y disiparse debido a procesos naturales o tecnológicos. También podría almacenarse y utilizarse parte de la energía que interviene en procesos disipativos naturales a través de procesos tecnológicos.
2. En la atmósfera inferior (2do. nivel), donde se encuentran parte de los componentes C(i) del sistema de medio ambiente, se distribuyen los componentes de flujo X(i)1 que llegan del primer nivel (atmósfera superior), y se opera el pasaje de otros componentes de flujo X(i)2 que, degradados, son transferidos desde la biósfera del tercer nivel.
3. En la atmósfera superior (1er. nivel), el cual está integrado por parte de los componentes C(i) del sistema de medio ambiente, se distribuyen los componentes de flujo X(i)1 que llegan del exterior y se opera el pasaje de otros componentes de flujo X(i)2 que, degradados, son transferidos desde el segundo nivel.
CIBERNÉTICA Y GESTIÓN AMBIENTAL
Sobre la cuestión ambiental existen dos corrientes de ideas contrapuestas:
Por una parte los "ambientalistas" sostienen que existe un límite real al desarrollo económico del cual no es posible retornar y proponen detener el desarrollo, pues aseguran que el mismo avance tecnológico que lleva hacia el límite, además provoca que ese límite se estreche.
Por la otra parte los "desarrollistas" defienden el criterio "liberal". Contrarios a todo tipo de regulación y control, sostienen que los mismos desarrollos económico, científico y tecnológico permitirán; llegado el momento, postergar los límites del desarrollo.
Lo cierto es que ninguna de las dos opiniones está respaldada por certeza alguna.
Cuando se dice que un desarrollo es sustentable, se refiere a que puede ser sustentado por el sistema ambiental. En este aspecto, los "ambientalistas" opinan que sería necesario conocer cuál es el límite de desorden (o entropía) que el sistema económico puede transferir al medio ambiente sin consecuencias, pero lamentablemente no alcanzan a definir el límite a que hacen referencia. Y los "desarrollistas", despreocupados, confían en que sabrán revolver el problema en el momento oportuno, aunque por ahora no saben como hacerlo.
La solución a esta cuestión pasa por conocer un criterio que permita valorar el estado de ambos sistemas (económico y medio ambiente), para luego mantener sus calidades o, mejor aun, aumentarlas.
El criterio que se propone es valorar la calidad del estado de todo sistema en función de su entropía de distribución. Se entiende que por la aplicación de este criterio se concilian las dos posturas contrapuestas (conservacionista y desarrollista), pues la valoración de la calidad del estado del sistema ambiental dará la medida de su proximidad a los límites tan temidos por los "ambientalistas". Y la gestión ambiental permitirá definir, desde el momento actual, los cursos de acción más eficaces tan buscados por los "desarrollistas".
LA ENTROPÍA DE DISTRIBUCIÓN
El concepto de entropía de distribución encierra en sí mismo la idea de que la calidad del estado de un sistema está asociada con la eficiencia de los procesos de distribución que se cumplen en el mismo.
La variación de entropía de un sistema durante un proceso de distribución resulta de la expresión siguiente:
Donde:
C(i)o: Son los componentes estructurales del sistema en su estado inicial (o).
X(i)1: Son los componentes de flujo distribuidos en el sistema en su estado 1.
Si se discriminan los dos tipos de componentes: los C(i) pertenecientes al medio ambiente, y los C(k) del sistema económico. Resulta:
Donde:
A(d)1: Es la entropía de distribución del sistema de medio ambiente.
E(d)1: Es la entropía de distribución del sistema económico.
- Desarrollo entrópico total – DET: Dados los sistemas económicos y de medio ambiente cada uno en su estado inicial y a los cuales les corresponden las entropías de distribución A(d)1 y E(d)1. Si luego, se modifican sus estados pasando a corresponderles valores de entropía de distribución A(d)2 y E(d)2; se define como desarrollo entrópico total: DET a la variación total de entropía de distribución expresada por la diferencia:
DET = [A(d)2 + E(d)2] – [A(d)1 + E(d)1]
- Desarrollo entrópico del sistema económico – DEE: Dado el sistema económico en su estado inicial al cual le corresponde la entropía de distribución E(d)1. Si luego, por cualquier razón (natural o no) se modifica su estado pasando a corresponderle valores de la entropía de distribución E(d)2; se define como desarrollo entrópico del sistema económico: DEE a su diferencia.
DEE = E(d)2 – E(d)1
- Impacto ambiental – IA: Dado el sistema de medio ambiente en su estado inicial al cual le corresponde la entropía de distribución A(d)1. Si luego, por cualquier razón (natural o no) se modifica su estado pasando a corresponderle un valor de la entropía de distribución A(d)2; se define como impacto ambiental: IA a su diferencia:
IA = A(d)2 – A(d)1
DESARROLLOS ECONÓMICOS
El sistema económico está constituido por los componente de "vida", "producción" y "administración federal".
En el componente de "vida" se encuentra el principal elemento del sistema económico: el Hombre. El es el sujeto al cual va dirigido todo ordenamiento económico-social y además es su ejecutor.
Para satisfacer las necesidades del hombre, es que se constituyen los sistemas económicos. Luego, de un repaso de sus necesidades, surgen las prioridades de todo desarrollo económico. Esas necesidades, ordenadas por prioridad, son:
a) Funcionamiento: El funcionamiento consiste en vivir, eso sólo se consigue manteniendo la salud dentro de un ambiente saludable.
b) Calidad del funcionamiento: La calidad del funcionamiento del ser humano viene dada por la calidad de su propio estado y la del estado del medio ambiente.
c) Evolución: El funcionamiento dentro del estado de mayor calidad, tiene por objeto hacer posible la evolución del ser humano.
Tipología de los desarrollos económicos: Para cada desarrollo económico, podrá calcularse los valores de "desarrollo entrópico del sistema económico: DEE" y de "impacto ambiental: IA". Y los valores de "desarrollo entrópico del sistema económico: DEE", dan la medida del orden que cada desarrollo introduce al mismo, y los valores de "impacto ambiental: IA" miden el desorden u orden que se introduce al medio ambiente.
Así, podría tipificarse los distintos desarrollos económicos y ponderarse sus respectivos impactos ambientales.
1) Viviendas y urbanismo: Con los desarrollos urbanos y la construcción de viviendas se desarrolla el componente de "vida" de una región, ello implica el reemplazo de otros elementos que pertenecían al medio ambiente o al sistema económico. Por su parte, el funcionamiento de las nuevas viviendas, producirá la circulación de nuevos componentes de flujo, los cuales –una vez degradados-, se vuelcan al medio ambiente.
El valor del "desarrollo entrópico del sistema económico: DEE", mide la variación de la entropía de distribución del sistema de "vida" como resultado de la construcción.
La calificación de su efecto es casi siempre: muy favorable.
El valor del "impacto ambiental: IA", mide la variación de la entropía de distribución del medio ambiente por efecto de la construcción en sí, y de su funcionamiento. La calificación de su efecto por la construcción en sí, y por su funcionamiento: suelen ser, casi siempre: desfavorables.
2) Generación de Energía: Con la construcción de generadores de energía se desarrolla el componente de "producción" de una región, ello implica el reemplazo de otros elementos que antes pertenecían, por lo general, al medio ambiente.
Su funcionamiento producirá la circulación de nuevos componentes de flujo: unos valiosos (energía) para su utilización, y otros serán desechos que se vuelcan al medio ambiente.
El valor del "desarrollo entrópico del sistema económico DEE", mide la variación de la entropía de distribución del sistema de "producción" resultado de su construcción y funcionamiento. La calificación de su efecto es casi siempre: muy favorable.
El valor del "impacto ambiental: IA", mide la variación de la entropía de distribución del medio ambiente por efecto de la construcción en sí, y de su funcionamiento. La calificación de su efecto por la construcción en sí es casi siempre: desfavorable moderado. Y por su funcionamiento: muy desfavorable en las generadoras térmicas por su emisión de gases a la atmósfera, y favorable en los casos de aprovechamiento de energías disipativas del medio ambiente (hidroeléctricas, eólicas, fotoeléctricas, marológicas, etc.)
3) Producción agropecuaria: Con la habilitación de tierras para agricultura se desarrolla el componente de "producción" de una región, ello implica el reemplazo de otros elementos que pertenecían (en general) al medio ambiente.
Su funcionamiento producirá la circulación de nuevos componentes de flujo: unos valiosos (alimentos y otros productos primarios) para su utilización, y otros serán desechos que se vuelcan al medio ambiente.
El valor del "desarrollo entrópico del sistema económico: DEE", mide la variación de la entropía de distribución del sistema de "producción" resultado de su construcción y funcionamiento. La calificación de su efecto es casi siempre: muy favorable.
El valor del "impacto ambiental: IA", mide la variación de la entropía de distribución del medio ambiente por efecto de la construcción en sí, y de su funcionamiento. Las calificaciones de sus efectos por la construcción en sí y por su funcionamiento pueden ser favorables o desfavorables en función de la calidad del estado de la parte del medio ambiente reemplazada.
4) Producción industrial: Con el asentamiento de industrias se desarrolla el componente de "producción" de una región, ello implica el reemplazo de otros elementos que antes podían pertenecer al medio ambiente y al sistema económico.
Su funcionamiento producirá la circulación de nuevos componentes de flujo: unos valiosos "productos industriales" para su utilización, y otros serán desechos que se vuelcan al medio ambiente.
El valor del "desarrollo entrópico del sistema económico: DEE", mide la variación de la entropía de distribución del sistema de "producción" resultado de su construcción y funcionamiento. La calificación de su efecto es casi siempre: muy favorable.
El valor del "impacto ambiental: IA", mide la variación de la entropía de distribución del medio ambiente por efecto de la construcción en sí, y de su funcionamiento. Los efectos de la construcción en sí suelen ser de menor significación. Y, por su funcionamiento resultan, casi siempre, desfavorables.
5) Transportes: Con el desarrollo de la red de transporte crece el componente de "producción" de una región, ello implica el reemplazo de otros elementos pertenecientes al medio ambiente.
Su funcionamiento facilitará la circulación de nuevos componentes de flujo: unos valiosos (productos comerciales) para su utilización, y otros serán desechos producidos por el funcionamiento de los medios de transporte, volcados al medio ambiente.
El valor del "desarrollo entrópico del sistema económico: DEE", mide la variación de la entropía de distribución del sistema de "producción" resultado de su construcción y funcionamiento. La calificación de su efecto es casi siempre: muy favorable.
El valor del "impacto ambiental: IA", mide la variación de la entropía de distribución del medio ambiente por efecto de la construcción en sí, y de su funcionamiento. Los efectos de la construcción en sí, suelen ser desfavorables moderados, Y por su funcionamiento resultan, en general, muy desfavorables.
GESTIÓN AMBIENTAL
La gestión ambiental no estará dirigida a impedir el desarrollo económico, sino a impulsarlo y beneficiarlo en forma pródiga a través de las ventajas que ofrece, a toda economía, el progresivo aumento de la calidad del medio ambiente.
La gestión ambiental consiste en desarrollar dos tipos de acciones:
1) Acciones tendientes a minimizar "el impacto ambiental": Se busca disminuir en todo lo posible, los impactos ambientales producto del funcionamiento del sistema económico.
Lograr eso implica aislar los componentes residuales (desechos de funcionamiento) del ambiente, y llevarlos a un estado tal en el que no interfieran con el funcionamiento del medio ambiente. Las modernas tecnologías se dirigen a la resolución de este tipo de problemas, y en muchos casos ya han conseguido éxito en la depuración de efluentes y residuos industriales y domiciliarios.
El problema más grave y sin resolver aún, es el que provoca la generalizada utilización de combustibles fósiles para la generación de energía, debido a la emisión de gases a la atmósfera. No obstante, es de esperar un inminente salto evolutivo importante sobre esta cuestión.
2) Acciones tendientes a mejorar la calidad del medio ambiente: Son aquellas acciones que producen el aumento del valor negativo de la entropía de distribución del medio ambiente.
Estas acciones pueden referirse tanto a la construcción de nuevos elementos que mejoran el funcionamiento en sí del medio ambiente como a las que permiten aprovechar la energía en el estado en que se encuentra antes de disiparse.
– Entre las acciones que mejoran el funcionamiento en sí del medio ambiente, pueden citarse las obras de: promoción de la vida animal (hombre incluido), diseño eficiente para uso territorial, forestación, recuperación de suelo y aguas degradados, regulación de recursos hídricos, etc.
– Las acciones que permiten aprovechar la energía en el estado en que se encuentra en la Naturaleza, corresponden a obras de generación de energía: hidroeléctrica, eólica, mareomotriz, solar, etc.
CIBERNÉTICA Y CONTROL AMBIENTAL:
El control ambiental consiste en verificar periódicamente (por ejemplo anualmente) la evolución del valor de la entropía de distribución del sistema ambiental global. El seguimiento de esos controles permitirá proyectar y luego evaluar los resultados, para afinar nuevas proyecciones a cotejar con los efectos que se vayan produciendo. De esta manera, la gestión de control será una herramienta de suma eficacia para conseguir vivir en un Mundo de calidad creciente.
Jorge Marcelo Ferro
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