Física de la materia-energía y las razones de la contaminación

Todo lo que ocurre en el universo, desde el movimiento de una galaxia hasta el menor parpadeo de un ser humano involucra una transformación de energía. Las leyes de la termodinámica, que rigen el comportamiento de la materia-energía son de importancia suprema puesto que en el universo sólo existe materia-energía, el resto es vacío absoluto.

Usamos esta palabra compuesta porque materia es la forma corpuscular o tangible en que se presenta la energía; pero materia y energía, en el fondo son la misma cosa. La materia, debido a su sola existencia, tiene energía; y la energía se comporta como si fuera materia, un haz de luz por ejemplo, que es energía, es atraído en forma gravitatoria.

La primera ley de la termodinámica (ley de conservación) afirma que: “la materia-energía no puede ser creada ni destruida, sólo transformada”. Es cuantitativa, al establecer que la cantidad de materia-energía es constante.

La segunda ley de la termodinámica (ley de degradación) aclara que: “en toda transformación la materia-energía se degrada”. Es cualitativa, al establecer que al transformarse, la materia-energía va perdiendo su calidad de ser útil nuevamente.

Hay que entender ambas leyes en conjunto porque la parte cuantitativa y cualitativa están siempre presentes. Es probable que el uso analítico de la primera ley, desacompañada de la segunda, sea la razón de numerosos errores en la actual concepción del mundo.

Por otra parte, un sistema es cualquier cosa compuesta de elementos que se relacionan y/o interactúan entre sí. Estos elementos conforman un todo que se puede circunscribir con límites que separan al sistema del medio, que es otro sistema mayor que lo contiene. Un sistema es abierto o cerrado según si intercambia o no materia energía con su medio. Así, nuestro planeta que es el medio de numerosos sistemas naturales y creados por el hombre, es un sistema cerrado con respecto a la materia y abierto con respecto a la energía radiante.

Aquí es preciso reconocer que en nuestro planeta la única renovación material ocurre cuando la energía solar radiante es utilizada por la clorofila de las plantas para desarrollar la fotosíntesis que genera materia vegetal.
La segunda ley ha sido enunciada también de diversas formas:
* “No es posible un proceso cuyo único resultado sea la absorción de energía desde una fuente y la conversión total de esta energía en trabajo útil”. Así, ningún sistema puede tener un rendimiento de 100%. Siempre que se utiliza energía, parte se logra aprovechar para los objetivos propuestos (transformarla en trabajo útil) y otra parte se disipa en el ambiente. Esta es la razón del permanente aumento de la contaminación ambiental, que es la suma de toda la materia-energía en el mundo, que de disponible ha sido transformada en no disponible o inservible.
* “En un sistema cerrado la materia-energía se degrada continuamente desde un estado utilizable, de orden, de concentración; a un estado no utilizable, de desorden, de disipación”. Este proceso sólo puede ser revertido incorporando al sistema energía utilizable desde el medio que lo contiene.

La degradación de la materia-energía se aprecia, por ejemplo, cuando un combustible que es útil se transforma en un gas contaminante ya nunca más utilizable. Por otra parte, la experiencia cotidiana dice que si las cosas se dejan abandonadas, sin aplicarles energía para mantenerlas, se ensucian, se desordenan, se evaporan y quedan inutilizables. La única forma que tiene un sistema para subsistir es abasteciéndose de materia-energía utilizable desde su medio; y expulsando materia-energía inutilizable hacia su medio.

Lo anterior significa que todo sistema abierto puede sustentarse, pero sólo a costa de la degradación del medio que lo contiene. Y como ningún sistema puede tener un rendimiento de 100%, siempre la degradación del medio es mayor que la mejora cualitativa del sistema. Todo lo expuesto indica que un sistema económico que promueve el consumo superfluo solamente aumenta la contaminación sin contribuir al sustento de las futuras generaciones.

Es lo que dice la Física.