¿Por qué la entropía es importante para la biología?

La entropía es un impulsor clave del alineamiento celular para el ensamblaje y la función del tejido vivo, toda una revelación para la medicina regenerativa porque permite la fusión de la termodinámica con la biología y la mecánica computacional.

Medida del desorden de un sistema. Una masa de una sustancia con sus moléculas regularmente ordenadas, formando un cristal, tiene entropía mucho menor que la misma sustancia en forma de gas con sus moléculas libres y en pleno desorden.

La cantidad de entropía del universo tiende a aumentar, pero en los organismos vivos se produce un incremento continuo del grado de orden, contradiciendo -aparentemente- este principio. La vida es una constante lucha contra la entropía y de hecho, son los sistemas biológicos quienes tienden a reducirla.

En física, el desorden de un sistema está determinado por una magnitud llamada entropía. El segundo principio de la termodinámica dice: En toda transformación la entropía total aumenta. Esto quiere decir que todos lo procesos que ocurren en el universo se realizan de manera que siempre aumenta el desorden global.

La entropía negativa, sintropía o neguentropía es aquella entropía que un sistema exporta o libera para mantener bajos sus niveles de entropía. Este concepto fue desarrollado por el físico Erwin Schrödinger en 1943 y retomado posteriormente por diversos estudiosos.

Los seres vivos somos de baja entropía y para poder vivir necesitamos comida que sea de baja entropía. La comida se procesa y libera energía dentro de nuestro organismo, por lo que su entropía aumenta en el camino, este proceso nos permita realizar trabajo y seguir viviendo.

El naufragio de un barco. La formación de arena en el mar. La formación de montañas, sierras y mesetas. La formación de piedra pómez.

La entropía es una función de estado que, evaluada para todo el universo, aumenta en una transformación irreversible y permanece constante en una transformación reversible.

La entropía sirve para medir cómo de grande o pequeño es el trastorno de un sistema cerrado. Se la considera una variante o tipo de medida no disponible de dicho trastorno en un sistema termodinámico.

La "muerte caliente" del universo se da cuando este alcanza un estado de máxima entropía. Esto acaece cuando toda la energía se ha movido a lugares de menor energía, y todo el universo se encuentra en equilibrio térmico. Una vez esto ha sucedido, cesa el flujo de energía.

Entropía es sinónimo de desorden. El concepto apareció en la física del siglo XIX para designar la capacidad de un sistema termodinámico para aumentar su energía en forma de calor mientras mantiene su temperatura; esa energía no se podrá emplear en realizar un trabajo útil por el sistema.

La entropía positiva (o el aumento de la entropía del sistema) es característica de sistemas en los que aumenta el desorden de los átomos, al finalizar la reacción.

Cuando un sistema recibe un flujo de calor, las velocidades de las partículas aumentan, lo que dispersa la distribución y hace aumentar así la entropía. Así, el flujo de calor produce un flujo de entropía en la misma dirección.

La entropía es un impulsor clave del alineamiento celular para el ensamblaje y la función del tejido vivo, toda una revelación para la medicina regenerativa porque permite la fusión de la termodinámica con la biología y la mecánica computacional.

La segunda ley de la termodinámica sostiene que todos los procesos que ocurren en el universo se realizan de manera que siempre aumenta el desorden, y por tanto la entropía, a nivel global aunque no necesariamente a nivel local, esto es en un espacio pequeño y/o un intervalo de tiempo pequeño.

Entropía negativa.

De este modo pueden almacenarla y adquirir entropía negativa, es decir, capacidad para defenderse de los fallos del sistema, lo que no pueden hacer los sistemas cerrados, que caminan hacia la entropía, el desorden, la falta de recursos y el colapso final.

La idea de que la energía ordenada tiende a transformarse en energía desordenada esta contenida en el concepto de entropía1. La entropía es una medida de la cantidad de desorden.

Por su propia naturaleza, la entropía es irreversible. Por lo tanto, cualquier intento por alterar cualquier cosa, incluido el curso de la entropía, generará más entropía, y por lo tanto sólo conseguirá acelerar el fin del universo.

En todo proceso irreversible, la entropía del universo aumenta. “Los sistemas aislados al evolucionar, tienden a desordenarse, nunca a ordenarse”. La entropía entropía mide el grado de desorden o de orden del sistema y depende únicamente de los estados inicial y final de dicho sistema.

Lo que importa es que Rudolf Clausius, en 1850, inventa una cantidad a la que llama "entropía" (palabra tomada del griego cuyo significado está relacionado con transformación) para satisfacer ciertos requerimientos matemáticos de la termodinámica, con unas propiedades bastante atípicas para ser una cantidad física.

La entropía es la magnitud física que mide el desorden. Si consideramos un sistema físico determinado, el grado de desorden del mismo se expresa mediante la entropía (en el caso de considerar el universo entero, el grado de desorden total se expresa mediante la entropía total o del universo).

Para expresar el calor perdido no aprovechable definió la entropía —etimológicamente, una transformación del contenido de energía—, que mide cómo de forma espontánea un cuerpo caliente cede calor a otro frío mientras el sistema tiende al equilibrio, a menos que se interfiera para impedirlo.

La segunda ley de la termodinámica se expresa mejor en términos de un cambio en la variable termodinámica conocida como entropía, que se representa con el símbolo S. La entropía, como la energía interna, es una función de estado.

La segunda ley de la termodinámica establece que la entropía –esto es, el desorden- de un sistema aislado nunca puede disminuir. Por tanto, cuando un sistema aislado alcanza una configuración de máxima entropía, no puede volver a cambiar: ha llegado a su equilibrio.

Si un ser vivo no consume Energía del exterior (no come ni toma agua) para bajar su entropía se muere. Al consumir E baja la propia pero aumenta la entropía del exterior. Al consumir E se mantiene vivo más tiempo porque su entropía decrece, pero no del todo.

Entropía en Términos de Calor y Temperatura

En el caso de un proceso isotérmico, se puede evaluar simplemente por ΔS = Q/T. En este contexto, el cambio en la entropía se puede describir como el calor añadido por unidad de temperatura y sus unidades son los Julios/ºKelvin (J/K) o eV/ºK.

Analizando con detalle la Entropía en la Empresa, ésta afecta a los aspectos no formales que tienen lugar en la organización, tales como su Cultura, Clima Laboral, Gestión de Conflictos, Toma de Decisiones, Proceso de Comunicación, Trabajo en Equipo, nivel de Empatía, Competencias necesarias, gestión de los errores, ...