La energía del cambio

Volviendo a las leyes de la ciencia y su uso como metáfora para el cambio en el acontecer humano (ver mis posts de 19 diciembre 2015 y 30 enero 2016), consideraremos en este post la química. Esta es la ciencia del cambio por excelencia: las reacciones entre moléculas, que son su objeto de estudio, representan la transformación de una forma de agrupar átomos a otra – un cambio que puede ser muy sutil o más bien explosivo, así como los cambios en el mundo humano.

La reacción química

En una reacción química, dos o más moléculas se recombinan para formar una o más moléculas de otro tipo. El verbo “recombinarse” se refiere a que las moléculas intercambian átomos y electronos. En la reacción que aquí utilizaremos como ejemplo, la creación de agua a partir de una molécula de oxígeno y dos de hidrógeno, la recombinación ocurre de la siguiente manera: la molécula de oxígeno se separa en dos átomos de oxígeno, cada una de las cuales se unen a una molécula de hidrógeno, formando así dos moléculas de agua. En la anotación química, esto se escribe así:

2H2 + O2 → 2H2O

Esta reacción es de tipo exotérmica, es decir que produce energía, en la forma de calor. Esto se debe a que se requiere menos energía para formar el producto (dos moléculas de agua) que los reactivos (las dos moléculas de hidrógeno y una de oxígeno). Por lo tanto, al destruir los reactivos se obtiene más energía de la que se necesita para construir el producto. Esto implica que la reacción tiende a proceder sola.

Sin embargo, para que la reacción pueda ocurrir, hay que romper el doble enlace que existe entre los dos átomos de oxígeno (O) en la molécula de oxígeno (O2), e igualmente se requiere romper los dobles enlaces entre los átomos de hidrógeno (H), para que los átomos queden libres y puedan recombinarse y así formar agua (H2O). Además, se requiere que las distintas moléculas se acerquen hasta entrar en sus esferas de influencia química, algo que generalmente es difícil. Todo esto requiere de energía (que se denomina la “energía de activación”). En la práctica, la energía de activación se aporta al sistema aumentando la temperatura de la mezcla de los reactivos.

Pero cuidado: al producirse una llama (o chispa) en una mezcla de oxígeno e hidrógeno, la reacción entre los dos va a ser tan rápida que se produce una combustión fulminante. Esto es lo que pasó en 1937 con el dirigible Hindenburg (joya de la Alemania nazista), cuando al llegar por vez primera a los Estados Unidos se incendió y el hidrógeno (que se utilizaba para mantener los zeppelins flotando en el aire) explotó, destruyendo la aeronave y causando decenas de víctimas[i] (ver la foto en el encabezado de este post). Por otro lado, si se logra controlar la reacción entre oxígeno e hidrógeno, se puede utilizar el hidrógeno como fuente de energía; en particular, ya está sirviendo como combustible para una nueva generación de vehículos[ii], reemplazando a la gasolina y el diésel.

Blog 1705XX - Energia del cambio - Fig 1

En la figura 1A, la curva roja muestra cómo cambia la energía a lo largo de una reacción (exotérmica, por cierto). La reacción procede desde la izquierda, dónde los reactivos tienen un cierto nivel energético, hasta la derecha, donde se encuentran los productos, los cuales tienen un nivel energético inferior al de los reactivos. El nivel energético de un compuesto químico equivale a la energía que se requiere para crearlo, y en este caso, por tratarse de una reacción exotérmica, la energía del producto es menor que la energía de los reactivos.

La curva roja muestra una “montaña” entre los reactivos y los productos. Esta se refiere a la fase de transición, en la cual aumenta la energía del sistema debido a la ruptura de enlaces entre los átomos de los reactivos y, en muchos casos, la formación de productos intermedios. Para que la reacción pueda proceder, es preciso añadirle suficiente energía (calor) al sistema para alcanzar el tope de la “montaña”. Esta energía añadida es la energía de activación.

El concepto de la energía de activación se ilustra en la imagen insertada en la esquina superior derecha de la figura 1A. El proceso de una reacción química exotérmica es como una roca que tiene que ser bajada a un valle, pero con una montaña en el camino. La persona que rueda la roca tiene que hacer un esfuerzo para pasar por encima de la montaña, a sabiendas de que una vez alcanzada la cima de la misma, la roca rodará por si sola al valle. Este esfuerzo que hay que hacer, equivale a la energía de activación.

Los químicos conocen un truco para reducir la energía de activación de muchas reacciones. Este consiste en el uso de algún catalizador. Catalizadores son substancias que agilizan una reacción química sin ser consumidas durante la misma. Generalmente funcionan proporcionando una superficie a la cual pueden adherirse los reactivos, de manera que estos puedan acercarse sin que ello requiera mucha energía. Existe una gran variedad de catalizadores: entre los catalizadores sólidos encontramos carbono y ciertas arcillas; en la biología, los catalizadores son complejas moléculas llamadas enzimas[iii].

La presencia de un catalizador ayudando a facilitar una reacción química, resulta en una reducción significativa de la energía de activación de la misma. Tal como muestra la figura 1B, una reacción catalizada tiene que escalar una montaña mucho menos alta para poder llevarse a cabo. Esto implica que no sólo se facilita la reacción en el sentido de que no hace falta aportar mucha energía para que empiece, sino que además la reacción procederá mucho más rápidamente.

Lo arriba mencionado acerca de las reacciones químicas, por escueto y simplificado que esté, nos va a servir a la hora de utilizarlas como analogía de los cambios que afectan a nuestra sociedad.

Reacciones en la sociedad

Después de revisar cómo, en una reacción química, cambia la energía a lo largo de la reacción, podemos ahora proceder a aplicar la analogía de la reacción química al quehacer humano. En este caso, vamos a considerar el cambio político en sociedades humanas. Por estar hablando de política, pudiéramos utilizar, en lugar del término genérico de “sociedad humana”, el término “país” o “nación”.

No se trata de pretender que las leyes de las ciencias puedan regir los fenómenos humanos; lo que se intenta hacer es acercarse a los mismos utilizando estas leyes como un punto de partida.

En prácticamente todos los países existen tensiones internas. Una parte de la población puede estar oprimiendo a otra (por ejemplo, los ricos a los pobres, o una etnia a otra), o un gobierno autocrático o dictatorial, de la izquierda o derecha que sea, a la población. En principio, ni hace falta que haya una dictadura: siempre que haya un grupo de excluidos existe un semillero para conflictos, aun en una democracia madura, tal como nos muestran – por ejemplo – las actuales tensiones en varias sociedades europeas. Puede haber pugnas entre grupos dentro de la sociedad: entre distintas religiones o culturas, entre conservadores y progresistas, entre republicanos y monárquicos, entre jóvenes y mayores, etcétera. En algunos países, especialmente los que consideramos estables, las tensiones pueden ser bajas, y en otros más bien altas. En un extremo, pudiéramos encontrar países como los escandinavos; en otro, países al borde de la desintegración tales como Siria o Venezuela.

Llamemos el total de las tensiones dentro de un país su “temperatura interna”. Un país estable, sin mayores tensiones, tiene una temperatura interna baja, y países menos estables, con más tensiones, tienen temperaturas internas altas. Para los fines de nuestra comparación con reacciones químicas, utilizaremos la energía de la reacción como analogía para esta temperatura interna.

Veamos ahora la Figura 2. Para elaborar esta figura se utilizó como base la Figura 1 del post, que ilustra cómo procede una reacción química exotérmica. Recuérdense que el gráfico representa una curva con una montaña en el centro y un valle a la derecha, lo que significa que, para que la reacción pueda proceder, es preciso empezar añadiendo energía a los compuestos involucrados en la reacción (la montaña representa esta energía de activación), mientras que los productos de la reacción (representados por el valle a la derecha) tienen una energía más baja que la de los reactivos antes de la reacción. Los cambios de energía se dan generalmente mediante la transferencia de calor: para aumentar la energía se calientan los compuestos químicos que participan en la reacción, mientras que la reducción de energía se realiza mediante un desprendimiento de calor.

Blog 1705XX - Energia del cambio - Fig 2

Para realizar la comparación entre el cambio en la sociedad y una reacción química, sustituiremos la energía de la reacción por la temperatura interna de la sociedad. Tal como en una reacción exotérmica, en la cual la energía de los productos es menor que la de los reactivos, los cambios en la sociedad tienen (generalmente) como finalidad la reducción de la temperatura interna de la misma, o sea la disminución de las tensiones en la sociedad y un aumento de la estabilidad.

Umbrales del cambio

Como todos sabemos, cambiar cuesta. Tal como postulan las leyes de Newton, de las cuales hablamos en el post de 19 diciembre 2015, un objeto en movimiento sólo cambia de velocidad o dirección cuando actúa una fuerza sobre el mismo. Asimismo, los cambios en nuestra vida requieren de trabajo, de algún esfuerzo, y no es de maravillarse que a menudo existe una cierta resistencia al cambio. Muchos cambios solamente los realizamos si de verdad no hay alternativa, y a menudo sólo después de haber sido obligados (por el médico, por la pareja…). Un nuevo coche lo compramos cuando el viejo empieza a fallar; un nuevo trabajo lo empezamos a buscar al perder el anterior; etcétera. Parece que existe un umbral que nos cuesta cruzar, una barrera inhibidora del cambio.

Esta barrera equivale a la energía de activación de una reacción química. O, mejor dicho, la energía de activación nos sirve de analogía para esa barrera, aquel umbral que tenemos que superar antes de poder llevar a cabo el cambio.

En la sociedad humana pasa algo parecido. Muchos cambios en ella sólo se dan cuando existe una razón imperiosa para hacerlos. En la calle se coloca un semáforo o una rotonda después de los accidentes. Para que la mujer obtuviera el derecho de votar en muchos países europeos, fueron necesarias unas cuantas marchas de “suffragettes” por las calles. La precursora de la Unión Europea, la Comunidad Europea del Carbón y del Acero (CECA), fue creada después de la II Guerra Mundial para incorporar a Alemania en un conjunto de países y así evitar que ese país se fuera por un camino equivocado. Los países que tenían colonias, generalmente sólo les concedieron su independencia después de una guerra independentista o de presión extranjera.

Para los fines de nuestro ejercicio de utilizar la reacción química como analogía para el cambio en la sociedad, nos enfocaremos hacia el cambio del sistema político. Algunos sistemas políticos implican más tensiones internas que otros. Sistemas políticos en los cuales una persona o un grupo relativamente pequeño (el dictador, los oligarcas, la “nomenclatura”, etc.) controlan todo el resto de la población, tienen más tensiones internas que un sistema (tal como el democrático) en el cual cada ciudadano tiene derecho a opinar y participar en los procesos políticos. Opresión crea tensión, aunque no siempre observable a primera vista, mientras que la libertad tiende a reducirla.

Las tensiones internas de una sociedad determinan su temperatura interna. Al considerar la analogía con una reacción química (Figura 2A), observamos, así como una reacción química exotérmica implica una reducción de la energía, que la sociedad tiende a cambiar de tal manera que se reduzca la temperatura interna. Un pueblo oprimido por un régimen dictatorial tenderá a lanzar su yugo y buscar mayor libertad. Sólo hay un pequeño detalle: el régimen dictatorial generalmente no tiene muchas ganas de ceder el poder, y hará todo lo posible para impedir el cambio. Esta situación se refleja en la montaña en el gráfico: la barrera inhibidora del cambio, que corresponde con la energía de activación de la reacción química.

Para que la sociedad pueda cruzar la barrera inhibidora del cambio, es preciso que aumenten las tensiones internas, mediante manifestaciones y acciones subversivas en contra del régimen, las cuales obviamente el régimen reprimirá duramente, lo que a su vez causará más acciones contra el régimen, etcétera, hasta que las tensiones (la temperatura interna) sean tan altas que una chispa relativamente pequeña puede ser suficiente para provocar una conflagración seguida por la caída del régimen y la instauración de un gobierno de índole – se espera – más democrático. Esto es lo que se ilustra en la figura 2A.

Ejemplos de cambios de gobierno que sucedieron de esta manera, son la caída, en 1989, de Ceausescu, el dictador comunista de Rumanía[iv], y la primavera árabe que, desde finales de 2010, resultó en el derrocamiento de los presidentes autoritarios de varios países, principalmente en el norte de África[v].

A veces, el cambio de gobierno no es tan exitoso y el nuevo gobierno resulta ser igual de malo, o peor que, el anterior. Esta situación se ilustra en la figura 2B. La temperatura interna de la sociedad es más alta después del cambio de régimen que antes. Un ejemplo de esto se dio en la Revolución Francesa, cuando el reino de Luís XV fue reemplazado por la dictadura de Robespierre y la época del Terror. Otros ejemplos pudieran ser los países del centro de Europa que, después de haber sido liberados del yugo de la Alemania de Hitler, cayeron en las manos de la Unión Soviética comunista. O Libia, que después del derrocamiento de Gadafi se convirtió en un estado fallido.

Afortunadamente, también existen ejemplos de dictaduras las cuales desaparecieron tranquilamente y abrieron la puerta para el desarrollo de sus países: la de Franco, por ejemplo. Estos cambios de gobierno fueron bastantes fluidos: no se requirió de un fuerte aumento de las tensiones, de la temperatura interna de la sociedad, para que se pudiera dar el cambio. En otras palabras, la energía de activación era baja. Tal como se ilustra en la figura 2C, esta reducción de la energía de activación se puede atribuir a algún catalizador, cuya presencia facilita el cambio. Ejemplos de catalizadores son el apoyo de las fuerzas armadas al cambio, o la muerte del dictador.

Conclusión

Ninguna analogía es perfecta ni puede pretender serlo. Lo que he intentado hacer aquí, es acercarme al fenómeno del cambio utilizando como punto de partida ciertos aspectos del mundo de la ciencia – en este caso, reacciones químicas – con el propósito de entender un poco mejor el proceso del cambio en el contexto humano. Dejo al lector la libertad de determinar si se ha logrado este acometido.

Este post se basa en dos posts que publiqué en mi blog, ahora cerrado, “Los tiempos del cambio”.

Nota: la imagen en el encabezado del post es una foto tomada durante el desastre del dirigible Hindenburg, en Lakehurst, New Jersey (Estados Unidos), en 1937. Fuente: http://devastatingdisasters.com/hindenburg-disaster-1937.

[i]     Ver: https://es.wikipedia.org/wiki/Desastre_del_dirigible_Hindenburg.

[ii]    Ver: https://es.wikipedia.org/wiki/Veh%C3%ADculo_de_hidr%C3%B3geno.

[iii]   Ver: https://es.wikipedia.org/wiki/Cat%C3%A1lisis.

[iv]   Ver: https://es.wikipedia.org/wiki/Nicolae_Ceau%C8%99escu.

[v]    Ver: https://es.wikipedia.org/wiki/Primavera_%C3%81rabe.

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