3 de octubre de 2013

Punto de inflexión

"Las causas están ocultas. Los efectos son visibles para todos" Ovidio

El término "punto de inflexión" surge con frecuencia, sobre todo en las discusiones de los acontecimientos globales como el colapso financiero y el cambio climático. Un punto de inflexión se puede definir como un pequeño cambio que puede tener un gran efecto sobre el estado final de un sistema. Como en el proverbio bien conocido de la gota que colma el vaso.

Fuente: alesinchains.com
Es fácil ver que nuestro mundo se ha vuelto cada vez más complejo, especialmente desde la revolución industrial y la introducción de los subsidios masivos de energía en forma de combustibles fósiles. No sólo la explosión de la población, sino también el crecimiento espectacular en casi todos los aspectos de la sociedad humana. La cantidad de recursos que utilizamos, el número de objetos disponibles para ayudarnos a consumir esos recursos, la cantidad de residuos producidos por estos dispositivos, o el tamaño y la complejidad de nuestros sistemas políticos y financieros, por poner algunos ejemplos.

Las personas tienen diferentes puntos de vista sobre el futuro de estos sistemas cada vez más complejos, desde el optimismo extremo del progreso tecnológico sin límites, al pesimismo extremo de un colapso catastrófico inminente seguido de un futuro de dificultades post-apocalíptico. La insostenibilidad de nuestro sistema actual se hace cada vez más evidente, como demuestra el colapso casi total del sistema financiero en 2008, por lo que la cuestión del riesgo se vuelve de vital importancia.

El riesgo puede ser difícil de cuantificar, en especial un riesgo catastrófico, por lo que una manera de obtener una respuesta es mediante un modelo de densidad. Por ejemplo, imaginemos un tablero de ajedrez. Colocamos aleatoriamente unas pocas fichas de dominó en posición vertical en las casillas blancas de ese tablero, espaciadas entre ellas de manera que la caída de una, arrastre como mucho a una o dos fichas contiguas. La baja densidad de fichas significa menos riesgo de contagio. Ahora colocamos un gran número de fichas de dominó en el tablero ocupando las casillas antes vacías. Derribar cualquiera de ellas, supone sin duda la caída de todas o casi todas las restantes. El riesgo ha crecido considerablemente con el aumento de la densidad de fichas de dominó. ¿Es esta una relación lineal simple? ¿O hay un punto de inflexión a partir del cual la adición de una ficha más nos conduce a un casi seguro desastre?

En Física existe un proceso conocido como Percolación, también llamado Geometría del Desorden o Geometría del Contagio, que estudia los fenómenos que se presentan cuando una substancia quiere cruzar de un lado a otro de un espacio cubierto por otra, e investiga en qué condiciones se puede dar y en cuales no (percolación significa infiltración).

La teoría de la percolación consiste en la búsqueda y el análisis de modelos matemáticos para explicar el comportamiento aleatorio de un fluido en un medio poroso. Está determinado por la porosidad del medio. Cuando la porosidad es alta, por arriba de cierto umbral, el fluido se cuela por toda la estructura. Si por el contrario es baja, como ocurre con el café muy molido, el líquido no pasa. Este fenómeno es considerado crítico, de todo o nada. Es el modelo más sencillo para un número considerable de fenómenos físicos en los cuales el desorden está presente. Algunas aplicaciones de la teoría de la percolación son diversos estudios como el de la propagación de incendios forestales, de terremotos y fallas, de redes eléctricas aleatorias y semiconductores, la extracción de petróleo del subsuelo a través del medio rocoso/poroso bajo el que se encuentra e incluso el contagio y diseminación de epidemias en humanos.

Propagación de un incendio. Fuente: redinformacion.es
Este modelo también puede ser aplicado a otras estructuras de entidades conectadas por rutas de red, tales como nuestro cada vez más complejo sistema financiero. Al igual que los bosques, al aumentar la densidad de conexiones se arriesga a cruzar un umbral más allá del cual se incrementa en gran medida la posibilidad de que todo el sistema puede colapsar, contrariamente al pensamiento de que la ingeniería financiera reduciría el riesgo de propagación alrededor del mundo.

Otro de los sistemas con riesgo de contagio es el climático. A consecuencia de la quema de hidrocarburos en forma de combustibles fósiles, la cantidad de CO2 en la atmósfera está creciendo exponencialmente. Quizás no hay punto exacto en el que podemos decir que la adición de una parte más por millón de CO2 disparará una catástrofe climática, pero la comunidad científica si que puede aproximar un límite de seguridad. Esto es especialmente importante si tenemos en cuenta el tiempo de permanencia del CO2 en la atmósfera, que se mide en décadas, si no siglos, debido al hecho de que la porción no absorbida por los océanos o secuestrado por la vegetación enterrada, se elimina exclusivamente por procesos geológicos muy lentos. Si a partir de mañana los siete mil millones de habitantes en la Tierra dejaran de emitir CO2,  existe la probabilidad de que ahora sólo estemos sintiendo los efectos del carbono emitido hace décadas, debido a la complejidad del sistema y los efectos retardados de retroalimentación.

El clima es un sistema dinámico que se puede decir que existe en un equilibrio inestable. Este equilibrio es variable, las complejas interacciones del sol, el mar y la atmósfera dan lugar a oscilaciones que se miden en décadas y, en el caso de las eras glaciales e interglaciales, en milenios. Dentro de ese estado sin embargo se ha formado un conjunto de fenómenos de ordenación que conducen a la vida, el equilibrio entre las reacciones positivas que crean bucles de refuerzo y las retroalimentaciones negativas que crean lazos de regulación.

Es en este equilibrio donde se encuentra el mayor peligro de un punto de inflexión. Si alguno de los factores que contribuyen a la retroalimentación positiva se aleja demasiado de los límites, entonces esto puede inclinar la balanza a favor un comportamiento que, una vez iniciado, puede tomar rápidamente una vida propia y desbordar nuestra capacidad para regularlo, lo que conduciría inexorablemente a la aceleración o a un cambio climático "fuera de control".

Fuente: area12.blogspot.com
Es importante entender la diferencia entre los puntos de inflexión directos y contextuales. El ejemplo de la gota que colma el vaso es un punto de inflexión directo, mientras que en los incendios forestales es un punto de inflexión contextual. Un aumento de la densidad de árboles en un bosque de un 1% más, no causa directamente el incendio, pero lo puede hacer cruzar un umbral crítico en el que las posibilidades de propagación aumentan mucho. Más allá de ese punto todo lo que se necesitaba es una chispa, al igual que la crisis hipotecaria subprime fue la chispa, y no la causa, que fundió el sistema financiero global.

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