Sistemas abiertos y cerrados

En 1971, Gergescu-Roegen publicó su obra La segunda ley de la termodinámica y el proceso económico. Un libro que sienta las bases de la bioeconomía: la economía biofísica. En esta obra, el autor relaciona las leyes de la termodinámica con el proceso económico, poniendo de manifiesto la dependencia de la economía en el contexto biofísico en el que se desarrolla.

Antes de pasar a hablar de las implicaciones que tienen estas leyes en el estudio de la economía, revisaremos algunos conceptos que nos servirán para poder tratar estos temas.

Eugene Odum fue un biólogo estadounidense, que junto con su hermano Howard, son muy conocido por su trabajo pionero en ecología de los ecosistemas. Odum distingue 3 tipos de ecosistemas: a) ambientes naturales, b) ambientes domesticados y c) ambientes fabricados. Los primeros hacen referencia a los ecosistemas alimentados por la energía del sol; dan soporte básico a la vida y se auto-mantienen. Los ambientes domesticados son aquellos ecosistemas alimentados por la energía del sol pero subsidiados por los humanos. Producen alimentos y fibras, y son apoyados por la energía industrial. Ejemplos de ellos son los cultivos agrícolas y las plantaciones forestales, cuyos productos son fruto de la fotosíntesis, pero que necesitan de energía en forma de trabajo o energía comercial (e.g. petróleo, electricidad) para obtener la producción esperada. Finalmente, están los ambientes fabricados: sistemas urbanos industriales alimentados por combustibles fósiles, principalmente. Estos sistemas no se mantienen a si mismos. Por lo que se puede afirmar que los sistemas naturales y domesticados están subsidiando al sistema económico, que viene a ser un sistema fabricado. Los ambientes fabricados dependen de los outputs de los sistemas naturales y domesticados.

Por otro lado, se tiene la representación que suelen hacer los economistas convencionales del sistema económico (Figura 1). Según esta representación, el sistema económico es considerado como un ciclo eterno en el que los hogares proveen de trabajo a las empresas a cambio de remuneración o salarios. Así, las empresas producen bienes y servicios que son vendidos a los hogares a cambio de dinero. Esta representación se puede hacer más complicada incluyendo al estado, el pago de impuestos y los servicios ofrecidos por éste. Pero la representación no cambiará de manera substancial.

Figura 1. Representación circular del sistema económico (Fuente: http://2.bp.blogspot.com/-yVRlco75L9w/UJ5K96iK5xI/AAAAAAAADSA/4XNThCzX-PM/s1600/flujo_circular_1.jpg)

En realidad, y considerando la visión de la economía biofísica, podemos decir que el sistema económico es parte de un sistema que lo contiene: la sociedad. La sociedad se caracteriza por representar un contexto institucional (sistema político y organizativo), una determinada asignación de derechos de propiedad, un conjunto de servicios de cuidado fuera del mercado, una cultura determinada (e.g. tradiciones, valores éticos), y una tecnología y know-how. Todos aspectos que determinan el funcionamiento del sistema económico (e.g. distintos países presentan diversos sistemas económicos dependiendo de todos estos factores diferenciadores). A su vez, la sociedad está inmersa en un medio natural, que contiene e.g. recursos naturales, reservas naturales y ciclos de materiales, y la energía de la tierra. Este sistema es el planeta tierra que forma parte del universo.

Es así que podemos diferenciar ente sistemas abiertos y cerrados. Los primeros mantienen su estructura en base a inputs y outputs desde y hacia el exterior. Los organismos vivos somos sistemas abiertos. Por otro lado, están los sistemas cerrados. En este caso, los outputs de las partes del sistema están relacionados con inputs de otras partes del mismo sistema. Aquí no hay inputs ni outputs desde el exterior. De hecho, no hay un exterior.

De acuerdo con ésto, el sistema económico y la sociedad que lo contiene son sistemas abiertos a flujos de materiales y energía. Desde el medio natural se obtienen recursos naturales que son transformados en productos y servicios, y retornados al medio en forma de residuos y emisiones (i.e. materia degradada). En términos energéticos, se obtiene energía solar directa y energía de la tierra (e.g. petróleo, geotérmia), las cuales son transformadas y utilizadas en los procesos productivos y actividades humanas, para luego disipar calor (i.e. energía degradada).

Por su parte, el planeta tierra, el medio natural que contiene al sistema económico y a las sociedades, es un sistema cerrado en términos materiales (hasta ahora los recursos naturales disponibles a los humanos son aquellos que se encuentran en la corteza terrestre) y abierto en términos energéticos (en términos de entrada de energía solar y disipación de calor desde y hacia el universo). Pero, en cuanto a la principal fuente de energía, los combustibles fósiles, la tierra es un sistema cerrado a los inputs energéticos.

Así, el sistema económico se puede ver como un sistema abierto unidireccional; con inputs de energía y materiales, y outputs de residuos y emisiones (i.e.e energía y materia degradada). Es un sistema inmerso en un sistema más grande que es la tierra, la cual se puede aproximar a un sistema cerrado.

Recordar la idea propuesta por Kennet  Boulding, de la tierra como una nave espacial sin reservas ilimitadas, ya sea para la extracción o como sumideros. Donde los ciclos ecológicos y la reproducción material no pueden escapar de los inputs de energía. Por lo mismo, la evaluación/medición de la economía no se puede basar en la producción y el consumo, sino más bien en la naturaleza, el alcance, la calidad y la complejidad del stock de capital.

Así, la economía ecológica reconoce la base biofísica del proceso económico (i.e. flujos de materiales y energía). Como se comentó al comienzo, las leyes de la termodinámica determinan los límites del proceso económico. Así, la Primera ley de la termodinámica dice que la energía y la materia no se crean ni se destruyen, sino que se conserva. Según esto, los sistemas abiertos (como el sistema económico) la masa de materia que se tiene en un sistema tiene que cambiar en la misma proporción a la diferencia entre la materia que entra al sistema y la materia que sale de él. Por ejemplo, los residuos no desaparecen cunado se queman en una incineradora, solo cambian de estado. De hecho, lo que nos dice la primera ley de la termodinámica es que los insumos utilizados en un proceso productivo se convierten finalmente en una mezcla de productos finales y residuos.

La Segunda ley de la termodinámica, o principio de la entropía, dice que todos los procesos de cambio consumen o disipan energía. Cuando se disipa energía, la energía disponible se transforma en trabajo y calor. Este calor, no obstante, no puede convertirse nuevamente en trabajo mecánico sin agregar más energía (Hall et al, 1986).

Las implicaciones de la segunda ley de la termodinámica son variadas. En términos ambientales, cualquier uso de recursos que suponga ir más allá de los ciclos ecológicos provocará una degradación del medio que será irreversible. Por otro lado, el objetivo de contaminación cero es físicamente imposible, especialmente si se considera que el reciclaje es intensivo en energía útil. A pesar del reciclaje, en cualquier proceso de conversión se genera más entropía ya que nunca se puede conseguir una eficiencia del 100% en la conversión.

Georgescu-Roegen (1971) critica que se analicen los procesos económicos como procesos mecánicos que se basan en el principio de conservación, como también la completa reversibilidad es regla. LA actividad humana transforma la energía y materia de baja entropía (o buena calidad) en residuos y contaminación, que no son utilizables y tienen alta entropía. Según Daly (1996: 53) “no consumimos materia/energía, sino que consumimos (usamos de forma irrevocable) la capacidad de reorganizar la materia/energía”.

Según lo anterior, el sistema económico (en su contexto) sería mejor representado por la Figura 2.

Figura 2. Representación de la economía ecológica. Recursos y energía de la naturaleza que mueven al sistema económico.

Así, la economía no tendría sólo dos sectores: el financiero y el productivo. Sino que serían tres. Además de los dos anteriores está lo que se le podría llamar la economía real-real: La de los stocks de materia y energía producidas geológicamente hace mucho tiempo, y produciendo residuos más allá de la capacidad de asimilación de la naturaleza.