El colapso termodinámico

"No sabemos lo que nos pasa y eso es lo que nos pasa" Ortega y Gasset

El futuro es un estado incierto de la línea temporal que puede estar condicionado por acciones anteriores. Aunque desconocido, es posible especular o calcular posibles escenarios en base a tendencias, a comparaciones históricas e incluso al sentido común.

Torre de Babel. Fuente: indalics.com 

En 1988 el antropólogo e historiador norteamericano Joseph Tainter publicó su obra fundamental, El Colapso de las Sociedades Complejas, en la que presentó una teoría original sobre la dinámica de la complejidad social de las civilizaciones a través de la historia. En esencia sostiene que las sociedades humanas se vuelven socialmente más complejas a medida que tratan de resolver los problemas a los que se enfrentan. Esta complejidad que inicialmente proporciona una rentabilidad neta para la sociedad, requiere de un subsidio sustancial de energía y recursos. Con el tiempo los beneficios derivados del incremento de la complejidad disminuyen y los costes relativos aumentan.

La complejidad en una sociedad es una variable multifactorial que se reconoce por la cantidad de miembros que la componen, por los numerosos roles sociales y económicos diferenciados y especializados, y por la cuantía de organismos o instituciones encargadas del funcionamiento correcto de la sociedad a través de los que se coordinan de un modo coherente y pragmático. 

Las sociedades más complejas son más costosas de mantener, necesitando de mayores niveles de soporte per cápita. Al aumentar la complejidad se crean nuevas redes entre los individuos, se procesa más información, por lo que son necesarios más controles jerárquicos capaces de regular estos incrementos y especialistas que no están directamente envueltos en la producción de recursos. Toda esta evolución social depende de una escalada creciente del flujo de energía, por tanto toda civilización compleja está influida por las leyes de la Termodinámica.

El Principio de conservación de la energía o primera ley de la Termodinámica (la energía ni se crea ni se destruye, sólo se transforma), nos indica que para poder realizar cualquier acción, transformación, transporte o trabajo siempre se necesita energía. Esta energía que sirve para hacer un trabajo está concentrada y decimos que tiene una alta calidad. Por el segundo principio termodinámico, sabemos que en una transferencia energética parte de la calidad de la energía se reduce no siendo efectiva para realizar el trabajo, por tanto las transformaciones no son 100% eficientes. El concepto de entropía, que establece la posible evolución de un proceso, nos señala la tendencia de todos los sistemas energéticos a adoptar la configuración más estable, que es la menos compleja y más desordenada. 

Las sociedades más complejas son las que mejor obtienen la energía del medio en el que viven, pero un sistema más complejo requiere más energía para mantener las instituciones organizativas que un sistema simple. Para Tainter, las sociedades humanas son sistemas energéticos con la finalidad de resolver problemas. La mayoría de esos problemas están relacionados con la obtención de energía del medio donde se asientan, es decir alimentos, combustible, y demás recursos necesarios. En base a la función termodinámica de la entropía, de no ser por ese suministro de energía la estructura del sistema tendería a distribuirse en pequeños sistemas desorganizados. Por tanto, una parte de la energía obtenida debe destinarse al propio mantenimiento de la complejidad de la sociedad. Un aumento de la entrada de energía irá ligado a un aumento en la complejidad y ese aumento de la complejidad exigirá un mayor aporte de energía. Las instituciones sociales acaparan la energía del sistema para crecer lo máximo posible en tamaño y complejidad, entrando en conflicto con otras instituciones de la sociedad, lo que aumenta los requerimientos energéticos. Constantemente deben desarrollarse nuevas soluciones económicas y de organización, lo que se traduce en un coste creciente y un rendimiento marginal en disminución.

La tesis central de Tainter es que la complejidad está sujeta a rendimientos decrecientes. Según explica, esto se debe a que los seres humanos siempre tienden a recoger primero la fruta que cuelga de la rama más baja, y una vez agotadas pasan a las más altas. De manera análoga, en la resolución de problemas de sistemas, las soluciones de bajo costo se adoptan antes que las más complejas y caras. En otras palabras, con el tiempo los aumentos de inversión en complejidad comienzan a producir incrementos más pequeños de retorno, que es otra forma de decir que el rendimiento marginal en la complejidad comienza a disminuir.

En la siguiente figura se puede observar como evoluciona la productividad marginal de complejidad creciente. Antes del punto (B1,C1) los beneficios eran abundantes; entre los puntos (B1,C1) y (B2,C2) el rendimiento de las inversiones en la complejidad disminuye. Después de pasar el punto (B2,C2), el rendimiento se vuelve negativo. En un punto, tal como (B1,C3), los costes superan los beneficios, y la complejidad es un inconveniente para la resolución de problemas. Los costos de la solución de cualquier obstáculo son superiores a las ganancias obtenidas. En este punto, las sociedades no quieren o no pueden resolver más problemas, y se vuelven vulnerables al deterioro o al colapso.

Ley retornos marginales decrecientes. Fuente: crashoil.blogspot.com

Otra forma de expresarlo es decir que llega un momento en la evolución de las sociedades, que toda la energía disponible para la sociedad se agota en el simple mantenimiento del actual nivel de complejidad. Cuando surgen nuevas dificultades, la falta de un excedente de energía significa que los nuevos problemas no pueden ser resueltos por lo que las sociedades se hacen responsables de su propio hundimiento catabólico.

Una sociedad hipotética que se enfrente a un factor de estrés, actúa incrementando sus inversiones en agricultura y otros elementos de producción de recursos, en jerarquías internas, en procesamiento de información, en defensa, en educación y en trabajos especializados. Esto genera una dinámica de feed-back positivo en que a mayor estrés, mayor inversión es necesaria. Los factores de estrés y las perturbaciones se hallan siempre presentes en las sociedades complejas. Teniendo en cuenta el efecto de los rendimientos marginales decrecientes, si el factor persiste debilitará a la sociedad de forma progresiva, lo que la expondrá en mayor medida a los efectos del colapso. 

Otro factor que incide es que si los retornos marginales decrecen, la solución de incrementar la complejidad se vuelve menos atractiva y surge como alternativa interesante la idea de independencia del sistema por parte de algunas unidades, lo que agrava el factor de estrés original.

El colapso es un proceso natural en todas las civilizaciones que puede resumirse como una disminución progresiva de la complejidad en la estructura social de una civilización, como consecuencia de una inversión de energía insuficiente para mantenerla. El colapso puede aparecer tras diversos motivos, ya sean económicos, ecológicos, catástrofes ambientales, pero en sociedades complejas que pueden controlar con cierta eficacia la naturaleza, como es el caso de la nuestra, los motivos son mayoritariamente energéticos. 

Cuando una civilización colapsa, el sistema adopta una configuración más simple, pasa de un estado de baja entropía (alta energía potencial) con estructuras sociales complejas y urbes masivas hacia una situación de alta entropía (menor energía potencial) con pequeños núcleos de población desorganizados y generalistas.

Para las sociedades humanas la mejor manera de continuar con el crecimiento económico y poder vencer los efectos de la producción marginal es encontrar nuevas fuentes de recursos energéticos o innovarse tecnológicamente para volver a iniciar una curva de rendimientos nueva, pero siempre el fantasma de los rendimientos decrecientes estará acechando con la amenaza del colapso.

Actualmente nos hallamos en medio de un modelo social de complejidad creciente, con una evolución tecnológica limitada, una dependencia cada vez mayor de unas fuentes de energía no renovables, y una expansión territorial denominada globalización, basada en un sistema económico y financiero que genera problemas sociales y ambientales graves. El problema del colapso de un sistema tan globalizado como el actual es que la catástrofe podría tener unos efectos tan amplios como nunca la historia de la humanidad haya conocido jamás.