LA ECONOMIA Y LA BIOSFERA
Fundamentos de la Economía Tradicional
La economía es una ciencia social que estudia cómo los individuos o las
sociedades usan o manejan los escasos recursos para satisfacer sus necesidades.
Tales recursos pueden ser distribuidos entre la producción de bienes y servicios, y
el consumo, ya sea presente o futuro, de diferentes personas o grupos de personas
en la sociedad.
El estudio de la economía se basa en la organización, interpretación y
generalización de los hechos que suceden en la realidad. La microeconomía, una
de las dos ramas en las que se divide la economía, realiza el estudio de unidades
económicas (las personas, las empresas, los trabajadores, los propietarios de
tierras, los consumidores, los productores, etc.); es decir, estudia cualquier
individuo o entidad que se relacione de alguna forma con el funcionamiento de la
economía de forma individual, no en conjunto. Al estudiar estas unidades
económicas, la microeconomía analiza y explica cómo y por qué estas unidades
toman decisiones económicas. La macroeconomía, la otra rama en que se divide la
economía, se encarga de estudiar el comportamiento y el desarrollo agregado de la
economía. Cuando se habla de agregado se hace referencia a la suma de un gran
número de acciones individuales realizadas por diversas unidades económicas, las
cuales componen la vida económica de un país.
Sistema Económico
En cada época las sociedades se han organizado reguladas por diferentes
instituciones políticas, económicas y jurídicas. Así, un sistema económico es un
conjunto de estructuras que comprenden las relaciones económicas, sociales e
institucionales por un lado; y los elementos geográficos, técnicos y demográficos
por otro.
Funciones de los Sistemas Económicos
Las tres funciones básicas de todo sistema económico son:
Solucionar la incógnita de qué bienes y servicios han de producirse y en
qué cantidad.
Responder a la pregunta de cómo producir esos bienes y servicios, es
decir, qué recursos se van a emplear, con qué técnicas y quien los va a
producir.
La distribución de los bienes y servicios, es decir, discernir si es toda la
sociedad la que va a disfrutar de esos bienes y servicios producidos o
solamente unos pocos.
Tipos de Sistemas Económicos
Las formas por las que se ha llegado a un sistema económico o a otro dando
respuesta a esas preguntas de qué producir, cómo producir y para quien producir
son las siguientes:
La costumbre, es decir, que las decisiones se toman con arreglo a las
tradiciones.
La autoridad, cuando las decisiones las toma el gobierno.
El mercado, es decir, cuando el sistema económico se rige por el libre
juego de la oferta y la demanda.
De acuerdo con esto, tenemos (según el economista alemán Sombart) cinco
tipos de sistemas económicos:
Sistema de economía cerrada (autárticos, de autoconsumo o de
subsistencia): es el sistema económico que no produce excedentes
comercializables y/o que no se relacionan con el exterior. Un ejemplo sería la
economía feudal.
Sistema de economía artesanal: es el sistema de los gremios de la baja
edad media, sistema que controlaba la producción y el trabajo a través de estas
corporaciones de oficios.
Sistema económico corporativo: ordena y controla la actividad económica
por medio de corporaciones profesionales en medio de los cuales está el Estado
actuando como árbitro o juez. Un ejemplo de este sistema: la Italia fascista o la
Alemania nazi.
Sistema económico capitalista (liberalismo económico o economía de libre
mercado): El capitalismo históricamente surge en el paso de la Edad Media a la
Edad Moderna y se consolida en el siglo XVIII a medida que sustituye el sistema
artesana, produciéndose el modelo clásico a mediados del siglo XIX. Se
caracteriza por las iniciativas económicas destinadas al lucro (a ganar dinero) y
también por la existencia de la propiedad privada y por el libre juego de la oferta y
la demanda, sin la intervención del Estado, hasta las teorías de Keynes, en las que
aparecería una forma nueva de capitalismo en la que el Estado intervenía para
corregir los desequilibrios y las diferencias sociales del mercado. El paso de un
sistema económico a otro a veces se ha hecho sin problemas, pero el paso del
sistema feudal al sistema capitalista necesitó de grandes cambios como los
propiciados por la Revolución Industrial o la Revolución Francesa. Las
consecuencias que tuvo la implantación del sistema capitalista son las siguientes:
La concentración de población en grandes ciudades.
Consumo y producción a gran escala.
Aparición del proletariado.
Aparición de las clases sociales en función del dinero.
Desaparición del artesanado.
Aparición de regímenes democráticos.
Grandes cambios técnicos.
Sistema económico socialista: También se llama comunismo, marxismo o
economía de planificación central, y surge como oposición al capitalismo y a sus
consecuencias sociales. Esta oposición data de mediados del siglo XIX con Marx
y Engels. La aparición de este sistema se produce con la Revolución Rusa de 1917
y tiene que ver con la situación que tenía Rusia en esos momentos, caracterizada
por el atraso económico, la estructura social arcaica y un régimen político
autoritario. Las características básicas del régimen socialista son estas:
Propiedad pública de los medios de producción.
La planificación económica centralizada, realizada por el Estado.
La inexistencia del libre juego de la oferta y la demanda.
Este sistema pretendía la constitución de una sociedad sin clases, basada en
el principio de igualdad social. En la década de los 80 del siglo XX se vio que este
sistema era inviable y en Rusia se inicia un proceso de reformas para pasar de este
sistema a las economías de mercado. De forma que hoy en día son muy pocos los
países que mantienen este sistema en estado puro salvo Cuba o Corea del Norte.
Pero esta transición de las economías socialistas supone tener que resolver
numerosos problemas en estos países socialistas, como por ejemplo, reformar el
marco jurídico, eliminar las subvenciones que garantizaban el funcionamiento del
mercado, y controlar la inflación y el déficit tanto interior como exterior.
En la actualidad no existen sistemas económicos en estado puro, sino que la
mayoría de los países tienen un sistema económico mixto, con las características
básicas del capitalismo y con una creciente intervención del Estado para tratar de
corregir las imperfecciones del mercado y proteger socialmente a los más
desfavorecidos.
Actividades Económicas
Se denomina actividades económicas a todas aquellas actividades (conjunto
de tareas) por medio de las cuales satisfacemos nuestras necesidades, y que
generan ganancias dentro del mercado, para los productores de las mismas. De las
actividades económicas nace la producción, y de ésta el consumo. Existen tres
grandes tipos de actividades económicas: actividades primarias, actividades
secundarias y actividades terciarias.
Las actividades primarias son la ganadería, la agricultura, la pesca, la
minería y la explotación forestal; es decir, son aquellas relacionadas con los
recursos naturales y la producción agropecuaria. Por medio de las actividades
primarias se obtiene la materia prima, elemento imprescindible para la
producción. Este tipo de actividades es menos redituable, con respecto a las demás
actividades económicas.
Las actividades segundarias, son las que se ocupan de elaborar los
productos, a partir de la modificación de la materia prima. Éstas están constituidas
por la producción de energía eléctrica, la industria y la construcción.
Las actividades terciarias, a diferencia de las secundarias, no producen
bienes tangibles, sino que se ocupan de la compra, venta o distribución de
aquellos. Entre estas actividades hallamos, por ejemplo, el comercio, el transporte,
la educación y los servicios.
Los factores de producción: naturaleza, trabajo y capital, son indispensables
para las actividades económicas, pues son los recursos o medios que posibilitan el
funcionamiento de la cadena económica productiva.
Las actividades económicas participan del mercado, en el cual el dinero es el
medio de cambio, y es codiciado por todos los empresarios; los avances
tecnológicos que poseen los productores influyen en el éxito de sus bienes o
servicios.
Esquema de las actividades económicas
Nociones sobre la Ecología
Al estudiar las diferentes eras geológicas, se nota la variación que han
presentado las especies al pasar el tiempo. Se sabe también que gran parte de esas
variaciones se debe a las adaptaciones que han tenido los organismos para
sobrevivir en su cambiante medio. Además, los seres vivos no se desarrollan
aislados, sino que están relacionados entre sí y con su entorno.
La ciencia que estudia estas relaciones se llama ecología.
La ecología estudia el medio y sus interrelaciones. El hombre se ha
interesado por la ecología desde los primeros tiempos de la historia. En la
sociedad primitiva cada individuo necesitaba tener un conocimiento preciso de su
ambiente para sobrevivir. De hecho, la civilización empezó cuando el hombre
aprendió a utilizar los instrumentos que fabricaba y el fuego, con lo que modificó
la naturaleza.
Actualmente, el hombre posee un conocimiento adecuado del lugar en que
vive para luchar por la seguridad de su existencia.
La ciencia de la ecología ha tenido un desarrollo gradual. Aunque la palabra
ecología es de uso reciente, ya las obras de Hipócrates, Aristóteles y otros
filósofos griegos contienen conceptos de carácter ecológico.
Lo mismo sucede con Anton van Leeuwenhoek, quien además de ser
precursor de la microscopía, estudió las cadenas alimentarias y la reglamentación
de la población, que son áreas importantes de la ecología moderna.
Origen del término
La ciencia de la ecología, como campo aceptado de la biología, data del año
1900, aproximadamente, y no es sino recientemente, en el decenio pasado, que el
término ecología forma parte del vocabulario cotidiano.
El hombre cada día está más consciente de su dependencia con la naturaleza.
Esta palabra deriva del vocablo griego oikos, que significa "casa" o "lugar donde
se vive", y logos, que significa "estudio".
Por lo general, la ecología se define como el estudio de las relaciones de los
organismos o grupos de organismos con su ambiente.
FamiliasConsumen bienes y servicios finales producidos por las empresasSuministran factores productivos a las empresas
EmpresasSuministran bienes y servicios a los consumidores.Utilizan factores productivos suministrados por las familias
Flujos realesFlujos monetarios
La ecología se divide en tres ramas principales:
Autoecología o ecología del individuo. Es el estudio del ambiente y de sus
relaciones con un organismo determinado.
Demoecología o ecología de las poblaciones. Se encarga de estudiar las
mutuas relaciones entre los individuos que se agrupan en poblaciones, así
como las relaciones de éstos con el ambiente.
Sinecología o ecología de las comunidades. Estudia la interacción que
tienen las poblaciones entre sí y con su entorno. Si se considera a un
individuo de forma aislada, éste estará influido por distintos factores de
origen no vivo, a los cuales se les conoce como factores abióticos.
Si se estudia a un individuo en relación con otros seres de su misma especie
o de diferente especie, podrá observarse que está influido por éstos; es decir, por
los factores bióticos (con vida) del entorno en que se desenvuelve.
Esquema de la economía de mercado
Niveles de la Ecología
Población: Es el conjunto de organismos de una misma especie que vive en
una área y en un tiempo determinado.
Comunidad: Conjunto de poblaciones de diferentes especies que viven en
un área específica y que interaccionan.
Ecosistema: Engloba las relaciones entre los componentes abióticos y
bióticos y de estos entre sí, la comunidad y el ambiente físico. En la unidad
fundamental de estudio en ecología.
Biosfera: Parte de la atmósfera (hidrosfera, litosfera, troposfera) en donde
se desarrolla la vida.
Funciones de la Biosfera en la Actividad Económica
La biosfera desempeña tres funciones principales en la actividad económica:
Proporcionar recursos.
Asimilar residuos.
Brindar diversos servicios medio ambientales.
La actividad económica depende por completo de estas funciones del medio
ambiente.
a) Definición de los tipos de recursos naturales:
Los recursos naturales son los materiales de la naturaleza que los seres
humanos pueden aprovechar para satisfacer sus necesidades (alimento, vestido,
vivienda, educación, cultura, recreación, etc.). Los recursos naturales son la fuente
de las materias primas (madera, minerales, petróleo, gas, carbón, etc.), que
transformadas sirven para producir bienes muy diversos.
Los recursos naturales son de muchos tipos y se pueden clasificar de varias
maneras:
No renovables o agotables: Son aquellos que una vez utilizados se agotan,
porque no se regeneran. Son inorgánicos y existen en cantidad fija. Son los
minerales, que pueden ser de dos tipos:
a) Metálicos: minerales de los cuales se obtiene diferentes metales (hierro,
oro, plata, cobre, etc.).
b) No metálicos: se usan en forma directa como la arena, la grava, las
arcillas, las piedras, etc.
Recursos naturales energéticos: Son aquellos que sirven para producir
energía. Pueden ser:
a) No renovables agotables: que existen en cantidad fija.
Los combustibles fósiles: petróleo, carbón, gas natural.
Los radioactivos: uranio y otros minerales radioactivos.
b) No renovables inagotables: que existen en cantidades no fijas y
permanentes. A este tipo pertenece el geotermal, o sea, el vapor de agua
caliente proveniente del interior de la Tierra.
c) Renovables inagotables: se renuevan continuamente.
El hidráulico: la energía del agua en los desniveles de la superficie
terrestre.
El eólico: la energía del viento.
El oceánico: la energía de las mareas y de las olas.
El solar: la energía del Sol.
Recursos naturales semirenovables: Son de tipo bio-inorgánico y
superficie limitada. Es esencialmente el suelo, el medio de producción natural de
las plantas.
Recursos naturales renovables: Son los que tienen la capacidad de
regenerarse, si se les aprovecha bien, sin destruirlos ni exterminarlos.
a) Fijos y autorenovables:
El clima: básicamente la atmósfera.
El agua: de carácter cíclico.
b) Variables:
La vegetación: conformada por las plantas. Puede ser natural o silvestre
(forestales, pastos, plantas de uso diverso) y cultivada (plantas
alimenticias, industriales, pasturas cultivadas, bosques cultivados, etc.).
La fauna o los animales: puede ser natural (terrestre, acuática y aérea) y
doméstica (los animales domésticos, o sea, la ganadería), y la pesquería.
La naturaleza también cumple la función de receptora de todos los residuos
creados por el ser humano tanto social como industrial.
Capacidad de Asimilación
El entorno natural tiene la capacidad de asimilar los desechos y residuos que
se generan en las actividades productivas y de consumo siempre que no se
sobrepase un límite.
Esta absorción se realiza de muy diversas maneras, como por ejemplo:
Dispersión de residuos líquidos en ríos, mares y suelos.
Dispersión de emisiones gaseosas en la atmósfera
Degradación de residuos sólidos en los suelos o en las aguas.
Límite de Absorción de Residuos
La capacidad asimilativa de residuos tiene un límite, de manera que si se
respeta, el medio ambiente los absorbe y recicla sin ocasionarse impactos
ecológicos de relevancia. Si este límite se sobrepasa es cuando va a aparecer la
contaminación. No obstante, la generación de residuos y desechos merma la
capacidad del medio ambiente para ofrecer la siguiente función económica: la
prestación de servicios ambientales.
Prestar Servicios Medioambientales
Se consideran servicios ambientales a los procesos naturales que mantienen
el funcionamiento de la biosfera, o el soporte de la vida (por ejemplo el
mantenimiento de la diversidad genética, la estabilización de los ecosistemas, la
regulación del clima) y los atractivos que el medio ambiente ofrece para consumo
directo (por ejemplo el espacio para la recreación, paisaje y vida silvestre para el
disfrute estético.
Aunque esta función suele ser ignorada por los economistas, tiene tanta
importancia como las anteriores, ya que los servicios que ofrece el entorno natural
tienen una relevancia vital en muchos casos.
a) El capital y los flujos que genera: Incluye los stocks de capital en tres
categorías, cada una de las cuales genera un flujo de servicios o funciones, que
juntos con los bienes intermediarios, son los inputs del proceso productivo:
El capital natural proporciona recursos naturales y asimila residuos. En esta
representación, los servicios medio ambientales, como antes definidos, no se
toman en cuenta. Los procesos naturales que mantienen el funcionamiento de la
biosfera, no son considerados como directamente útiles para la producción.
El capital humano proporciona un flujo de servicios de trabajo. A nivel
individual comprende conocimientos, salud, fortalezas, motivación y a nivel
social y organizacional, comprende las redes y organizaciones ligadas al capital
humano. El capital industrial proporciona un flujo de capital y comprende los
bienes materiales como maquinaria, edificios, infraestructura, etc.
b) El output del proceso productivo: El output del proceso productivo
comprende:
El output positivo representado por los bienes intermediarios, los bienes de
consumo y las inversiones.
El output negativo que son las depreciaciones (amortizaciones) de los
bienes de capital y los efectos externos perjudiciales (como por ejemplo
efectos negativos en el medio ambiente, en la salud, etc.).
Ambos tienen un efecto negativo sobre el stock de capital y son por lo tanto
desinversiones. Esta representación del proceso productivo amplía la noción de lo
que es el input y el output de la producción, incluyendo al capital natural y los
flujos que genera. Sin embargo, en la representación se incluyen sólo los recursos
naturales y la asimilación de residuos, excluyendo todas las otras funciones del
medio ambiente. Así las funciones de soporte de la vida o de los procesos
naturales, que mantienen el funcionamiento de la biosfera no están incluidas. En
las líneas siguientes, se demuestra la importancia de relacionar estas funciones
con la actividad económica.
Clases de servicios
Los servicios que presta el medio ambiente pueden clasificarse en:
Servicios relacionados con el consumo directo y consciente.
Atractivo turístico para recreación.
Incremento de conocimiento que facilita a través de la investigación
científica.
Servicios de consumo indirecto e inconsciente.
Soporte de la vida.
Estabilización de ecosistemas.
Regulación del clima.
El Impacto de las Actividades Económicas sobre las Funciones de la Biosfera
Toda actividad económica necesita insumos de la naturaleza, energía,
recursos y necesita al medio ambiente, como “recipiente” de sus residuos. La
actividad económica depende por completo de las funciones del medio ambiente,
sin embargo, al mismo tiempo causa daño a estas funciones.
Como factores importantes, determinantes del impacto ambiental de la
actividad económica, se identifican:
El tamaño o la escala de la economía (dependiente de la población y el
nivel de ingreso, entre otros).
La estructura de la economía (intensiva en el uso de los recursos naturales
y creadora de industrias contaminantes).
La tecnología (innovación, distribución y aplicación).
La eficiencia de la economía (la cantidad de input por unidad de output).
El marco social e institucional en el cual opera la actividad económica.
Esquema de la actividad económica y el medio ambiente
Daños a las funciones de la biosfera
Se entiende por daño a las funciones de la biosfera los siguientes:
1. El agotamiento de los recursos.
2. La contaminación.
3. El daño para los servicios medio ambientales.
A continuación, se clasifican los daños, que ocasiona la actividad económica
al medio ambiente según sus funciones.
Funciones que proporciona la biosfera a la actividad
económica
Daños que causa la actividad económica
Proporcionar recursos no renovables renovables continuos
Agotamiento de recursos
Asimilar residuos ContaminaciónBrindar servicios medio ambientales valor de existencia soporte de vida
Daños para los servicios medioambientales
El agotamiento de los recursos:
Agotamiento de los recursos no renovables
La dependencia de la actividad económica de los recursos no renovables,
como el petróleo, el plomo, zinc, mercurio, etc., puede llevar al agotamiento de
éstos.
Sin embargo, la velocidad del agotamiento depende de varios factores:
1. Las reservas de los recursos no renovables (muchas veces no conocidas).
2. Las tasas de consumo actuales.
3. La existencia de tecnología de substitución.
4. El reciclaje.
5. El uso eficiente.
Agotamiento de los recursos renovables
El agotamiento de los recursos renovables ocurre cuando se están
explotando estos recursos, como las especies marinas, la capa superior del suelo,
los bosques, el agua, a índices mucho mayores a su renovación.
La actividad económica destruye los ecosistemas de tal modo que los
recursos renovables no pueden renovarse más o, en otras palabras, la explotación
está sobrepasando las tasas de regeneración natural.
Contaminación:
Hablamos de contaminación cuando los residuos generados por las
actividades económicas (como plomo, sulfuro, ozono en la atmósfera, nitratos,
aluminio en el agua, residuos nucleares y pesticidas, etc.), no pueden ser
absorbidos por su cantidad exagerada o por su naturaleza y se acumulan causando
daño en el medio ambiente. La contaminación se produce, entonces, cuando los
niveles de concentración de desperdicios son tales que comienzan a producirse
efectos nocivos para los organismos vivos.
Daño para los servicios ambientales:
Llamaremos daño para los servicios ambientales a:
La destrucción o debilitamiento de los procesos naturales que mantienen el
funcionamiento de la biosfera, como pérdida de la diversidad genética,
desregulación del clima, destrucción de la capa de ozono, etc.
La pérdida de los atractivos que el medio ambiente nos ofrece para
consumo directo, como la pérdida de paisajes, vida silvestre etc.
La biosfera se mantiene a través de una compleja interacción de los
organismos vivos. A medida que las actividades económicas destruyen hábitats,
los ecosistemas se tornan más inestables y se reducen las posibilidades de
recuperarlos.
LA TERMODINAMICA Y LA ECONOMIA
La termodinámica es la rama de la física que describe los estados de
equilibrio a nivel macroscópico. Constituye una teoría fenomenológica, a partir de
razonamientos deductivos, que estudia sistemas reales, sin modelizar y sigue un
método experimental. Los estados de equilibrio son estudiados y definidos por
medio de magnitudes extensivas tales como la energía interna, la entropía, el
volumen o la composición molar del sistema, o por medio de magnitudes no
extensivas derivadas de las anteriores como la temperatura, presión y el potencial
químico; otras magnitudes tales como la imanación, la fuerza electromotriz y las
asociadas con la mecánica de los medios continuos en general también pueden ser
tratadas por medio de la termodinámica.
Leyes de la Termodinámica
Principio cero de la termodinámica
Este principio o ley cero, establece que existe una determinada propiedad
denominada temperatura empírica θ, que es común para todos los estados de
equilibrio termodinámico que se encuentren en equilibrio mutuo con uno dado, es
decir si se pone en contacto un objeto frío con otro caliente, ambos evolucionan
hasta que sus temperaturas se igualan.
Tiene una gran importancia experimental «pues permite construir
instrumentos que midan la temperatura de un sistema» pero no resulta tan
importante en el marco teórico de la termodinámica.
Primera Ley de la Termodinámica
También conocida como principio de conservación de la energía para la
termodinámica, establece que si se realiza trabajo sobre un sistema o bien éste
intercambia calor con otro, la energía interna del sistema cambiará.
En palabras llanas: "La energía no se crea ni se destruye: solo se
transforma".
Esta ley permite definir el calor como la energía necesaria que debe
intercambiar el sistema para compensar las diferencias entre trabajo y energía
interna. La ecuación general de la conservación de la energía es la siguiente:
Que aplicada a la termodinámica teniendo en cuenta el criterio de signos
termodinámico, queda de la forma:
Donde U es la energía interna del sistema (aislado), Q es la cantidad de calor
aportado al sistema y W es el trabajo realizado por el sistema. Esta última
expresión es igual de frecuente encontrarla en la forma ∆U = Q + W. Ambas
expresiones, aparentemente contradictorias, son correctas.
Segunda Ley de la Termodinámica
Esta ley arrebata la dirección en la que deben llevarse a cabo los procesos
termodinámicos y, por lo tanto, la imposibilidad de que ocurran en el sentido
contrario (por ejemplo, que una mancha de tinta dispersada en el agua pueda
volver a concentrarse en un pequeño volumen). También establece, en algunos
casos, la imposibilidad de convertir completamente toda la energía de un tipo en
otro sin pérdidas. De esta forma, la segunda ley impone restricciones para las
transferencias de energía que hipotéticamente pudieran llevarse a cabo teniendo
en cuenta sólo el Primer Principio. Esta ley apoya todo su contenido aceptando la
existencia de una magnitud física llamada entropía, de tal manera que, para un
sistema aislado (que no intercambia materia ni energía con su entorno), la
variación de la entropía siempre debe ser mayor que cero.
Debido a esta ley también se tiene que el flujo espontáneo de calor siempre
es unidireccional, desde los cuerpos de mayor temperatura hacia los de menor
temperatura, hasta lograr un equilibrio térmico.
“La entropía puede entenderse como una medida de la falta de
disponibilidad de materia o energía”.
La aplicación más conocida es la de las máquinas térmicas, que obtienen
trabajo mecánico mediante aporte de calor de una fuente o foco caliente, para
ceder parte de este calor a la fuente o foco o sumidero frío. La diferencia entre los
dos calores tiene su equivalente en el trabajo mecánico obtenido.
Existen numerosos enunciados equivalentes para definir este principio,
destacándose el de Clausius y el de Kelvin.
Enunciado de Clausius
En palabras de Sears es: "No es posible ningún proceso cuyo único resultado
sea la extracción de calor de un recipiente a una cierta temperatura y la absorción
de una cantidad igual de calor por un recipiente a temperatura más elevada".
Enunciado de Kelvin
No existe ningún dispositivo que, operando por ciclos, absorba calor de una
única fuente (E.absorbida), y lo convierta íntegramente en trabajo (E.útil).
Enunciado de Kelvin - Planck
Es imposible construir una máquina térmica que, operando en un ciclo, no
produzca otro efecto que la absorción de energía desde un depósito, y la
realización de una cantidad igual de trabajo.
Otra interpretación
Es imposible construir una máquina térmica cíclica que transforme calor en
trabajo sin aumentar la energía termodinámica del ambiente. Debido a esto
podemos concluir, que el rendimiento energético de una máquina térmica cíclica
que convierte calor en trabajo, siempre será menor a la unidad, y ésta estará más
próxima a la unidad, cuanto mayor sea el rendimiento energético de la misma. Es
decir, cuanto mayor sea el rendimiento energético de una máquina térmica, menor
será el impacto en el ambiente, y viceversa.
Ilustración de la segunda ley mediante una máquina térmica.
Tercera Ley de la Termodinámica
La Tercera de las leyes de la termodinámica, propuesta por Walther Nernst,
afirma que es imposible alcanzar una temperatura igual al cero absoluto mediante
un número finito de procesos físicos. Puede formularse también como que a
medida que un sistema dado se aproxima al cero absoluto, su entropía tiende a un
valor constante específico. La entropía de los sólidos cristalinos puros puede
considerarse cero bajo temperaturas iguales al cero absoluto. No es una noción
exigida por la Termodinámica clásica, así que es probablemente inapropiado
tratarlo de “ley”.
Es importante recordar que los principios o leyes de la Termodinámica son
sólo generalizaciones estadísticas, válidas siempre para los sistemas
macroscópicos, pero inaplicables a nivel cuántico. El demonio de Maxwell
ejemplifica cómo puede concebirse un sistema cuántico que rompa las leyes de la
Termodinámica.
Asimismo, cabe destacar que el primer principio, el de conservación de la
energía, es la más sólida y universal de las leyes de la naturaleza descubiertas
hasta ahora por las ciencias.
La Naturaleza Entrópica del Proceso Económico
Economía:
La economía es la única ciencia en la que la mecánica newtoniana,
considerada trozo de museo desde mediados del siglo XIX, sigue estando activa, a
pesar de que los trabajos del economista matemático Georgerscu-Roegen
determinan la naturaleza entrópica del proceso económico.
La conocida igualdad entre recursos y empleos muestra el espíritu
mecanicista de la visión convencional de la dinámica económica, por la que el
sistema económico es un sistema permanentemente equilibrado y autosuficiente.
Un sistema en el que el crecimiento puede ser infinito pues tomando como
mecánico al proceso económico considerando, por definición, que no existen
irreversibilidades ni escaseces, por lo cual, un barril de petróleo puede ser usado
una y otra vez. La epistemología mecanicista del proceso económico implica una
representación circular del mismo, esto es, un movimiento pendular entre
producción y consumo en un sistema completamente cerrado y auto sostenido.
Entropía:
La primera definición dada del 2º Principio de la Termodinámica
correspondió a Clausius en 1850 al establecer que el calor no puede pasar
espontáneamente de un cuerpo a temperatura más baja a otro a temperatura más
alta; también se reconoció, por Thonmson, que una vez que la temperatura de un
sistema cerrado sea uniforme en todo el sistema, el movimiento de calor no se
puede invertir sin la intervención externa.
Lo que nos interesa son las implicaciones que esto tiene al nivel económico.
Pues bien, la energía, y también los materiales, existe en dos estados
cualitativamente diferentes: energía disponible y no disponible esta distinción no
tiene que ver con aquella otra de energía accesible y no accesible cuya distinción
radica en la posibilidad de disponer de energía en función de la tecnología y de los
precios existentes. Mientras que la primera puede ser utilizada, la segunda ya no
es susceptible de reemplearse nunca más.
Una equivalencia más puede ser hecha: la energía disponible presenta una
estructura ordenada mientras que el desorden caracteriza a la energía no
disponible. De esta forma, la entropía también puede ser definida como una
medida del desorden o de la energía no disponible. Un incremento de la entropía
nos indicará un mayor desorden, una pérdida de energía disponible. En cambio,
una baja entropía hará referencia a una estructura organizativa ordenada, a una
alta capacidad para generar trabajo.
La Visión Entrópica del Proceso
Es conocida como irreversibilidad, pérdida de cualidad en los flujos de
energía y materiales a través del proceso económico que ocurren en un sistema
abierto como el económico por lo tanto, el sistema económico permanece en
constante desequilibrio y no está aisladamente por los imprescindibles vínculos
que establece con el sustrato material.
Norgaard y Georgescu-Roegen , ambos autores llegan a conclusiones
similares: primero, que el hombre debe aprender cual es su papel en el proceso
evolutivo con el riego de seguir el camino del dinosaurio tarde o temprano;
segundo, que la mayor parte de las tecnologías que se asocian con el desarrollo
nos permiten, simplemente utilizar los stocks de baja entropía más rápidamente, y
en último lugar que nuestro conocimiento y esfuerzo de investigación actuales son
directamente aplicables a la inmensa tarea de influenciar la coevolución para
nuestro beneficio.
En virtud de la Primera Ley de la Termodinámica podemos decir que el
proceso económico ni crea ni destruye energía, sino que solamente la absorbe y
expulsa continuamente, cuestión de la que sí da cuenta la mecánica newtoniana,
existe una diferencia cualitativa entre lo que entra y lo que sale del proceso
económico. Según la Segunda Ley de la termodinámica la materia y la energía
entran en el proceso económico en un estado de baja entropía y salen en estado de
alta entropía.
De esta forma, frente a la naturaleza mecánica del proceso económico por la
que existe una equivalencia entre lo que entra y lo que sale, la naturaleza entrópica
del proceso económico defendida por la economía ecológica supone la
transformación ineludible de recursos materiales valiosos en desperdicios sin
valor.
Segunda Ley de la Termodinámica nos indica que en un sistema cerrado la
entropía, la energía no disponible, se incrementa inexorablemente. Las
implicaciones de esta Ley para la vida humana, en general, y para la vida
económica, en particular, son de enorme trascendencia.
Puntos de Reflexion de la Segunda Ley de la Termodinamica:
a) Los organismos vivos, el hombre entre ellos, tienen la capacidad de eludir
el crecimiento de su propia entropía. Pueden tener una estructura cada vez más
ordenada. Sin embargo, el 2º. Principio para mantener su orden deben absorber
baja entropía del entorno. Como consecuencia, la entropía total del sistema se
habrá incrementado.
Por su parte, los vegetales mediante el proceso de la fotosíntesis almacenan
parte de la radiación solar de tal forma que de no tener actuado parte de esta
radiación se convertiría en alta entropía, en energía no disponible. Esta es la razón
por la que hoy es posible utilizar en la forma decombustibles fósiles la energía
solar emitida hace millones de años.
b) Al reconocer que el proceso económico transforma recursos naturales
valiosos en desperdicios sin valor debemos añadir, para argumentar la secuencia
de un proceso de tal naturaleza, que el verdadero producto del proceso económico
es un flujo inmaterial mediante el disfrute de la vida. Solamente mediante este
reconocimiento podremos diferenciar nuestro campo de estudio (el proceso
económico) de otros procesos físicos cuyo comportamiento es similar.
c) Este proceso entrópico, con capacidad para satisfacer las necesidades
humanas, sólo continuará en la medida en que seamos capaces de alimentarlo de
baja entropía. En este sentido, la economía ecológica afirma que todo objeto con
valor económico posee una estructura ordenada, esto es, baja entropía. Lo cual no
significa que todos los objetos con baja entropía tengan un alto valor económico:
los hongos venenosos tienen una baja entropía pero su valor económico es nulo.
d) Por último, reafirmar la irreversibilidad de la degradación entrópica de la
materia y la energía. No es posible sostenerla, dado el estado actual del
conocimiento en las ciencias naturales, una visión circular del proceso económico,
una visión de continuo recomienzo de la actividad económica con los mismos
recursos. El proceso económico está sostenido sólidamente en una base material,
la naturaleza y sujeto a determinadas restricciones que lo convierten en
unidireccional e irrevocable en el uso de la energía.
Desde el punto de vista de la economía ecológica puede concluirse que el
proceso económico debe realizarse en términos distintos a los típicos de la
economía convencional.
Según Valero, A. Y Naredo, J.M mediante la realización de una serie de
investigaciones afirman que el proceso económico se puede expresar con la
formula siguiente:
F - P = L + R = I
Siendo,
F: Recursos utilizados en el proceso
P: Producto obtenido en el proceso
I: Irreversibilidad total
L: Pérdida de cualidad interna
R: Residuos generados
Irreversibilidad Total:
El principal hecho a resaltar de una formulación de este tipo es que toda
actividad económica, en términos de energía, conduce a una pérdida. Esto quiere
decir; que la irreversibilidad, I, siempre será mayor que cero o, dicho de otra
forma, la energía utilizable que entra en el proceso, F. Siempre será mayor que el
producto obtenido, P.
La irreversibilidad es siempre positiva; es decir, que en todo proceso económico,
sea de la escala que sea, existe una pérdida de cualidad generada por su naturaleza
entrópica; esto frente a los problemas ecológicos existentes parecería razonable
una estrategia que persiguiese reducir a su mínima expresión las pérdidas de
cualidad en que se incurre al asignar recursos. Sin embargo, la formulación del
proceso económico en diversos términos anteriores permite únicamente conocer
los costes termodinámicos del proceso productivo, esto es la cantidad de recursos
utilizados en producir todos y cada uno de los flujos físicos de los sistemas
energéticos, cualquiera que sea su complejidad estructural.
Las unidades de medida tienen la virtud de ser objetivas respecto a tiempo,
lugar y apreciación social de un tipo u otro de manifestación material o energética.
La exergía, o energía utilizable, será la medida que permita la obtención de una
base objetiva para medir los costos de producción.
La Economía Ecológica en Términos Energéticos
El Reciclaje:
Para revertir la entropía y convertir o reciclar los residuos en recursos disponibles (materiales, energía), la economía necesitaría fuentes de energía extra, las que de ser utilizadas aumentarían aún más la entropía total producida por la actividad económica.
Mientras la actividad económica no exceda los límites de la biosfera, el flujo continuo de energía solar puede revertir en parte el flujo de entropía dentro de la
biosfera. Es decir la energía del sol puede convertir nuevamente una parte de los residuos en recursos.
Proceso de Reciclaje
Sin la capacidad de las plantas, a través de la fotosíntesis, de captar algo de esa energía entrante de baja entropía, que es el flujo continuo de energía solar, la economía no podría existir.
Las Fuentes de Energía en la Actividad Económica
La actividad económica se alimenta de dos fuentes de energía:
El flujo constantemente renovado de energía solar directa. Este flujo es permanente y la actividad económica puede usarlo sin agotarlo ni destruirlo.
Depósitos de energías fósiles (carbón, petróleo, gas). Provienen de la energía solar de épocas geológicamente remotas. En otras palabras, es energía solar que ha sido captada y se ha depositado en los suelos de la tierra a través del tiempo.
Fuentes de Energía Preindustriales e Industriales
a) Fuentes de energía preindustriales
Las economías preindustriales usaron la energía solar directa:
Las sociedades recolectoras vivieron de los frutos del sol. Las sociedades de pescadores o cazadores vivieron de la energía solar
almacenada en la carne de los animales. En la cadena alimentarla la
energía se encuentra en un estado más avanzado de transformación.
Esquema 2.2.: El proceso de reciclaje
Proceso producto (flujo de entropía)
Energía solar
Recursos Residuos
La producción de biomasa en la agricultura mediante el flujo de energía
solar y de la fotosíntesis. Se podría decir que la agricultura sedentaria
utiliza sistemáticamente el suelo como captador y convertidor de energía
solar.
b) Fuentes de energía industriales
Las economías industriales usan combustibles energéticos fósiles y de
materiales minerales (petróleo, gas, carbón). Este es un cambio en la dependencia
energética, desde la energía proveniente a cada momento del sol, hacia la energía
almacenada en la Tierra. Esos combustibles fósiles se extraen y son quemados a
un ritmo mucho mayor que el de su producción geológica.
A través de la combustión la energía se transforma en calor disipado y una
vez en este estado, es incapaz de proporcionar energía utilizable para el proceso
industrial. Por otra parte las posibilidades de explotación de las fuentes de
energías fósiles, no están sometidas a ningún ritmo natural y se agotan tanto más
rápidamente, que su utilización crece en forma exponencial.
Los cambios en el uso de la energía a partir de la revolución industrial, son
muy importantes desde el punto de vista de la dependencia de la economía. La
energía del sol es prácticamente infinita en relación a su cantidad total pero está
estrictamente limitada en su tasa de flujo, o cantidad en que llega a la Tierra en un
determinado período.
La energía almacenada en los combustibles fósiles y los minerales está
estrictamente limitada en su cantidad total (acervo), pero es relativamente
ilimitada en su tasa de flujo. La economía la utiliza a una tasa que está
determinada por su propia definición de necesidades.
La Intensidad Energética de las Economías
La intensidad energética es el gasto de energía por unidad de producción.
En relación con la intensidad energética las siguientes nociones son importantes:
El consumo endosomático de la energía.
El uso exosomático de la energía.
La elasticidad-ingreso de la energía.
a) El consumo endosomático de la energía
Llamaremos consumo endosomático de energía al consumo de energía a
través de la alimentación (medida en kilocalorías).
El consumo endosomático está determinado por la biología humana y es
equivalente a 2000 o 3000 kcal. diarias para una persona adulta.
b) El uso exosomático de la energía
Llamaremos uso exosomático de energía al uso: a) directamente en los
hogares (calefacción, cocina, refrigeración, etc.), b) transporte y c) al uso indirecto
a través de energía gastada en la producción.
El uso exosomático de energía depende de la economía, la cultura, la política
y las diferencias sociales.
La demanda de energía aumenta en relación con los ingresos. Por ejemplo,
en los países ricos ha aumentado la demanda de energía en el sector doméstico y
en el transporte, aunque también está aumentando la eficiencia del uso de energía
en los procesos industriales. Sin embargo, por otra parte tienen una eficiencia
energética decreciente en la agricultura (moderna), a causa del uso creciente de
insumos de petróleo o sus derivados (fertilizantes, pesticidas).
c) La elasticidad-ingreso del uso de la energía
La elasticidad ingreso en el uso de energía mide la relación entre el aumento
porcentual del consumo de energía y el aumento porcentual del ingreso.
En el caso del consumo exosomático, la elasticidad-ingreso es mayor que
cero, pudiendo ser igual o mayor que la unidad. En cambio, la elasticidad-ingreso
del consumo endosomático de energía es muy baja.
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