El sueño del movimiento perpetuo

Los inventores de todas las épocas han intentado reiteradas veces crear lo que se llama una “máquina de movimiento perpetuo”. Los científicos, por su lado, demostraron una y otra vez, diseño tras diseño, que no iban a funcionar. 

Ejemplo de una máquina de movimiento perpetuo.

Ejemplo de una máquina de movimiento perpetuo.

Una máquina de movimiento perpetuo no necesita energía externa para trabajar. Mejor dicho, una vez que le diéramos un impulso inicial, una cierta cantidad de energía para que arranque, su movimiento no se detendría jamás. No hay que ser un genio para darse cuenta de que, si existiera, solucionaría el problema de la demanda constante de energía de nuestra civilización actual.

La primera mención que se conoce a uno de estos artefactos corresponde al matemático y astrónomo hindú Báskara, aproximadamente en el año 1160. La idea aparece más tarde en escritos árabes y de allí llega a Europa. El mismísimo Leonardo Da Vinci se ocupó del tema, aunque casi siempre para demostrar la imposibilidad de que ese tipo de máquinas funcionaran. Sin embargo, existen algunos dibujos donde parece utilizar el concepto de movimiento perpetuo en sus diseños de artefactos hídricos.

Leonardo Da Vinci y sus diseños para elevar agua. ¿Utilizó el movimiento perpetuo o simplemente desconocía las leyes de la hidráulica descubiertas mucho tiempo después?

Para aclarar los conceptos repasemos primero dos principios básicos de la termodinámica: la conservación de la energía y la entropía. En el primer caso podemos decir, en forma simple, que la energía no se crea ni se destruye. Al principio y al final de un proceso físico la energía puede manifestarse de diferentes formas, pero nunca desaparecer o aparecer de la nada. Este es el “primer principio de la termodinámica”. El concepto de entropía es algo más complicado. Podríamos decir que representa el desorden en un sistema, por eso naturalmente siempre aumenta. Consideramos normal que un vaso se rompa en decenas de pedazos de vidrio si cae al suelo, pero nunca vimos que espontáneamente estos vidrios sueltos se ordenen para formar un vaso. No es posible llegar a este estado ordenado si no actuamos sobre el sistema, si no agregamos el trabajo que nos cuesta armar el vaso. Esto se conoce como “segundo principio de la termodinámica”. Otra forma de expresar este principio es notar que no es posible extraer calor de una fuente térmica y convertirlo cíclicamente en trabajo, sin utilizar otra fuente a una temperatura diferente en el proceso. Ambas formas de expresarlo son equivalentes, aunque en un principio parezcan diferentes.

Perpetuum mobile 2

Perpetuum mobile 2
Ilustración de Mariela Ballesta
http://www.facebook.com/marie.enchastrada.3

Existen dos tipos de máquinas de movimiento perpetuo: las que contradicen el primer principio o de primera especie y las que contradicen el segundo o de segunda especie. Las primeras generarían más energía de la que consumen, permitiéndoles autoabastecerse y además utilizar el excedente para realizar trabajo sobre lo que fuera necesario, por ejemplo para mover algún mecanismo. Las otras serían capaces de convertir el calor extraído de una fuente térmica en energía utilizable en la práctica, consiguiendo un estado más ordenado para el sistema sin necesidad de ninguna acción externa sobre el mismo.

Perpetuum mobile 1

Perpetuum mobile 1
Ilustración de Mariela Ballesta
http://www.facebook.com/marie.enchastrada.3

Desde el punto de vista científico se sabe que estas máquinas no pueden existir en la realidad, o que no pueden funcionar para siempre como sus inventores declaran. Entonces, ¿por qué siguen apareciendo periódicamente ejemplos de ellas? Para quienes las construyen o diseñan se trata del sueño de pasar a la historia por haber solucionado los problemas energéticos de la humanidad. Para los científicos, por su parte, es un desafío encontrar la explicación de por qué no es posible que la máquina funcione, aplicando todos los conocimientos a su alcance. Se pueden encontrar numerosos ejemplos de máquinas de movimiento perpetuo en libros y en internet, generalmente acompañados de la explicación de por que no funcionarían en la práctica. Se convierten así en una especie de juego de ingenio, para inventarlas o para explicar en que lugar el razonamiento del inventor deja de funcionar.

3 comentarios en “El sueño del movimiento perpetuo

  1. Daniel Eduardo Troichuque
    4 junio, 2013 a las 19:17

    Mi pregunta seria si ¿ este principio del movimiento perpetuo es el mismo principio del movimiento continuo del universo?

  2. 4 junio, 2013 a las 22:25

    Gracias por tu comentario.

    Un “principio” es algo que se da por cierto como base de una teoría (por ejemplo la velocidad constante de la luz en la Relatividad). Esto significa que el movimiento perpetuo no es un principio, sino algo que se quiere demostrar o refutar. La idea es que una máquina pueda funcionar con una cierta cantidad de energía inicial, sin recibir nada adicional desde afuera. Lo más obvio es que siempre algo de energía se pierde de manera que no puede volver a utilizarse, por ejemplo generando calor por rozamiento. Es por eso que no es posible conseguir el movimiento perpetuo. En el caso del Universo también vale que la energía total se conserva y que todo va cambiando un poco cada vez, evoluciona hacia un estado que no es reversible, en el sentido de no poder volver por sí solo (sin trabajo externo) al estado anterior. Pero como la cantidad de energía disponible es enorme nos parece que todo en el Universo se mueve eternamente.

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