CvdB
disipativo
estructura disipativa
Definición: Se dice que un sistema es disipativo si su energía se degrada en forma de calor, que en parte no es transformable en otras formas de energía menos degradada. Una estructura es disipativa en la medida que ayuda a los mecanismos disipativos.
Segun la clásica segunda ley de la termodinámica, un sistema aislado ha de ir perdiendo (disipando) toda la energía libre que posee con lo cual su entropía se maximiza. Un sistema en equilibrio térmico ya no disipa más y se halla en un estado de máxima entropía. Si un sistema se halla en las cercanías del equilibrio, sus tendencias espontáneas e irreversibles lo son hacia el equilibrio. La fuerza impulsora es la de producir entropía.
Por definición, en el equilibrio ya no puede producir más entropía (principio de la mínima producción de entropía).
Pero no abundan los sistemas aislados, por lo cual puede haber sistemas alejados del equilibrio (como el planeta iluminado o el cerebro con nutrimentos) que no pueden llegar a él - aunque lo buscan espontáneamente - porque mientras tanto siguen recibiendo aportes de energía externa (el sol, la glucosa en sangre).
Con esos aportes las ecuaciones diferenciales descriptivas de la dinámica, ya no son más lineales. No están en el equilibrio sino en el desequilibrio.
Como hay sistemas disipativos con estructuras, es lícito llamarlas, con Prigogine, "estructuras disipativas", aunque a primera vista su estudio parezca poco interesante. Pero hay algo muy real: las condiciones "lejos del equilibrio" o "en el desequilibrio" implican leyes no-lineales.
Toda la física interesante en nuestro universo es no-lineal |
Se deduce que lo que recién parecía poco interesante sería una afirmación apresurada.
La única regla general para las ecuaciones diferenciales no-lineales es que no hay reglas generales. El caos es una posibilidad, como tambien la presencia de atractores, repulsores, bifurcaciones, autoorganizaciones.
Lo que afirma Prigogine es que aunque no halló para esta rama de la física incorporada a la mecánica estadística, una nueva constante universal, por lo menos ha encontrado una desigualdad matemática, un "criterio de evolución universal". Así como hay transiciones de fase en la física lineal, con roturas de simetría, muy cercanas al equilibrio (como el hielo que se funde), también las hay en la física no-lineal donde las estructuras disipativas se vuelven inestables y tienden a veces hacia patrones de organización coherente que minimizan la energía libre y disminuyen los grados de libertad.
Prigogine propone que dentro de un sistema complejo no-lineal lejos del equilibrio existen subsistemas fluctuantes. De vez en cuando se combinan y amplifican las fluctuaciones y se disrrumpe la estructura previa, ocasión en la cual aparece una bifurcación, un punto de bifurcación. La teoría no puede predecir, por adelantado, si el resultado será una estructura de dinámica caótica o una estructura autoorganizada con un orden "superior", un "orden por fluctuaciones". En este último caso, como la estructura necesita de energía externa para seguir organizada, es aceptable llamarla "estructura disipativa", puesto que necesita más energía externa que la estructura no-disipativa (más simple) previa reemplazada. Tiene un límite para su evolución y es la falta de capacidad para eliminar más y más calor. Los seres vivientes funcionan como sistemas disipativos, autoorganizados por fluctuaciones ambientales.
25.ene.2001
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Glosario de Carlos von der Becke.