Una reflexión alrededor del rol de la entropía en la capacidad de las tecnologías y su relación en la optimización de proyectos, a la luz de la urgencia de revertir la crisis ambiental actual.
Por Camilo Botero*
En mis últimos artículos he venido escribiendo sobre temas como la seguridad alimentaria, en un entorno de crecimiento de la población mundial que ya llegó a los 8.000 millones de habitantes y continúa creciendo en forma exponencial, y sobre los pocos resultados que se están teniendo para combatir el calentamiento global, que está conduciendo a una gran escasez de alimentos. Todo esto con la intención de motivar al gremio a que contribuya con su acervo de conocimientos en ciencia y tecnología para promover soluciones a esta crítica problemática.
Científicamente, aun cuando hay demasiados negacionistas, está confirmado que hay un cambio climático que está produciendo un calentamiento global excesivo que nos está conduciendo vertiginosamente a una catástrofe climática, que afectará severamente las cosechas y que conducirá a la humanidad a una hambruna sin precedentes si no proponemos soluciones reales, concretas y diferentes a los enfoques que hemos conocido hasta ahora.
Como lo he expresado en mis artículos anteriores, creo que hay soluciones para evitar estos desastres, y en las cuales nuestro gremio de la climatización y la refrigeración pueden contribuir de manera decisiva. Trataré de explicarlo y concretarlo en estas cortas líneas, desde mi perspectiva, que obviamente estoy dispuesto a revisarla si se me presentan los argumentos válidos.
Desde hace más de medio siglo, en mis épocas de estudiante de Ingeniería Mecánica (años 60s) y Maestría en Ingeniería Térmica (1971), me han fascinado la primera y la segunda ley de la termodinámica, y sobre todo su propiedad termodinámica intrínseca: “Su majestad” la entropía, la cual investigo y estudio con frecuencia sin lograr llegar a su máxima profundidad, pero sí he adquirido un manejo ingenieril y académico que me permite especular respecto a la cercana correlación entre la entropía y los fenómenos que son motivo de esta y de mis anteriores columnas.
Tuve excelentes profesores de termodinámica, transferencia de calor, turbomaquinaria, plantas térmicas e hidráulicas y por supuesto aire acondicionado, refrigeración y todos los fenómenos de climatización. Soy docente de esas disciplinas desde 1997 (antes de graduarme) en mi Academia CBG y las he dictado en universidades, empresas y gremios. También con profesores, colegas y amigos que amablemente me llaman para hacerme una “consultica” de las cuales siempre aprovecho para discutir sobre la entropía y su importancia para optimizar nuestros proyectos.
He trabajado en casi todos los campos de la Ingeniería Mecánica, como docente, gerente de ingeniería en Carvajal S.A (1974 – 1989), contratista de ingeniería térmica (1989 – 2004) y desde esa fecha hasta ahora, como consultor en ingeniería térmica.
También he sido miembro activo de los gremios de esta profesión. En todas estas actividades siempre han estado omnipresentes las leyes de la termodinámica y por supuesto la entropía, como en artículos anteriores en varias revistas (por ejemplo: “¿Y de la entropía, qué?” en ACR año 2012; mis libros de termodinámica, los textos especializados de las materias mencionadas, y de mi experiencia propia concluyo a priori que los conceptos de sobrepoblación, catástrofe climática, mala gobernanza, grandes desastres y catástrofes, tienen todo que ver con la generación de entropía.
La segunda ley de la termodinámica se enuncia de dos maneras equivalentes teóricamente. Para los ciclos de potencia el enunciado es el de Kelvin – Planck: “No es posible generar trabajo en un proceso que recibe calor a alta temperatura, sin entregar parte de ese calor a un nivel de temperatura más baja”, lo cual conduce a que la eficiencia de los ciclos de potencia sea ridículamente baja, del orden de un tercio de la energía recibida.
Para los ciclos de refrigeración el enunciado es el de Clasius: “No es posible ningún proceso, cuyo resultado sea la extracción de calor de una fuente de baja temperatura a un recipiente de mayor temperatura, sin el consumo de energía externa”. La eficiencia (hay múltiples maneras de expresarla) es mejor que la de los ciclos de potencia, pero se han generado problemas que impactan el calentamiento global y deterioran la capa de ozono, que incrementa la radiación solar hacia la tierra, principalmente por los refrigerantes usados; en este sentido se han hecho grandes avances, pero el problema aún persiste.
Ha habido intentos importantes de corregir estos problemas, por ejemplo las reuniones llamadas COP, que son las Conferencias Mundiales sobre el Clima, sobre todo la COP 21 de Paris en el 2015, pero en mi opinión, lamentablemente, este mecanismo no está resolviendo el problema, pues los asuntos políticos, conducidos por “líderes” que ni entienden ni les importan estos temas retrasan y/o cambian todo (son terriblemente politrópicos), y por tanto está aumentando el calentamiento global y las catástrofes climáticas de todo tipo, acercándonos peligrosamente a una generalizada hambruna.
Por otro lado hay iniciativas individuales como el movimiento que inició la niña sueca Greta Thumberg (ahora tiene 20 años y su sitio web es: fridayforfuture.org). Es activista ambiental hace más de 5 años, y con su contundente manera de expresarse sobre el cambio climático, ha creado el “Efecto Greta Thumberg”, que consiste en haber inspirado a una inmensa cantidad de jóvenes para que exijan a sus gobiernos que corrijan estos graves problemas que afectan a toda la humanidad.
El Papa Francisco publicó su encíclica “Laudato Si”, que llamaba la atención de todo el mundo católico para cuidar “nuestra casa”, como llamó a la tierra, pero lamentablemente su impacto fue muy limitado, (escribí una columna sobre esta encíclica en ACR en el 2019).
Conclusión
Hago un llamado al gremio de la climatización y de la refrigeración, para que nos dediquemos a diseñar, operar, mantener y actualizar, todos los sistemas y equipos que tengan que ver con nuestro negocio con el concepto de “Contraentropía”, si se le puede llamar razonablemente así, es decir, todos los esfuerzos para optimizar la operación de todos los equipos, sistemas y cuidar el medio ambiente, para evitar la catástrofe climática y la hambruna de este mundo sobrepoblado.
Creo que la solución está en las manos de los científicos, ingenieros, técnicos y en las iniciativas particulares: millones y millones de personas aportando a la solución de los problemas con grandes, medianos y pequeños esfuerzos.
En mi caso particular estoy aportando mi gota de agua para apagar este incendio, colocando un sistema fotovoltaico (FV) en mi casa, que ya casi llega los primeros 9.000 kWh de generación eléctrica.
Este año montaré generación hidráulica de al menos 1 kW de potencia; instalaré calentador de agua con energía solar (estoy atrasado con esto), fabricaré un horno solar, haré un manejo de aguas lluvias y una huerta casera en compañía de mi esposa.
Además seguiré escribiendo artículos como este y diseñando sistemas de climatización con la máxima eficiencia y el mínimo impacto en el medio ambiente y utilizando mi cátedra para enseñar todos estos principios.
* Camilo Botero fue Secretario de la Federación de Asociaciones Iberoamericanas del Aire Acondicionado y la Refrigeración - FAIAR; fue presidente de ACAIRE y es presidente de Camilo Botero Ingenieros Consultores Ltda. Actualmente es profesor en su Academia CBG. También se ha desempeñado como docente en varias universidades colombianas, gremios y actualmente en ACAIRE en cursos de diplomado de proyectos de aire acondicionado, eficiencia energética en aire acondicionado y refrigeración, cogeneración y trigeneración, psicometría aplicada, termodinámica, mecánica de fluidos, transferencia de calor y turbomaquinaria.
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