El fin está cerca. Por qué el colapso es inevitable. Parte 2: Crecimiento infinito en un entorno finito

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Por Andre Sevenius Nilsen / 16 de agosto 2021 · 14 min de lectura

Traducido por L. Domenech

El fin del mundo tal como lo conocemos es un pensamiento realmente aterrador. Al principio sentí curiosidad. El auge y la caída de los imperios siempre ha sido un tema fascinante para mí. Pero cuanto más leo, más me doy cuenta de que no estamos hablando del fin del imperio estadounidense, ni de la hegemonía europea, ni de ningún país en particular. Es el colapso de la civilización moderna.

En la parte 1, ¿Qué es el colapso ?, definí el colapso como una reducción drástica y persistente de la complejidad social, el nivel de población, la capacidad tecnológica y la calidad de vida en general.

Pero, ¿es inevitable el colapso? ¿Cuáles son las fuerzas que operan detrás de las cortinas?

En esta serie, exploro el colapso de la civilización moderna.

- ¿Qué es el colapso?

- Por qué el colapso es inevitable [estás aquí]

- ¿Cuándo colapsará la sociedad?

- Cómo colapsará la sociedad

- ¿Se puede evitar el colapso? (próximamente)

- ¿Qué hacer ante el colapso? (próximamente)

- Resumen (próximamente)

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“… Y en el pedestal aparecen estas palabras:

Mi nombre es Ozymandias, Rey de reyes;

¡Mirad mis Obras, oh valiente, y desesperaos!

No queda nada al lado. Alrededor de la decadencia

De ese colosal naufragio, ilimitado y desnudo

Las arenas solitarias y niveladas se extienden muy lejos ".

Ozymandias— P.B. Shelley

Es un hecho innegable que incluso los imperios más poderosos se convierten en polvo y solo queda un vago recuerdo en las ruinas de palacios que alguna vez fueron grandiosos. Sería una locura creer que somos la excepción.

Pero ninguna civilización antes que nosotros ha dividido el átomo, aterrizado en la luna y hecho "todas las demás cosas" como J.F.K. Ponlo. ¿Quizás podríamos ser la excepción? ¿Quizás podamos pasar al siguiente nivel?

Después de todo, no ha habido escasez de tiempos finales a lo largo de la historia. Todos ellos invariablemente van y vienen con poca fanfarria. Sin embargo, a diferencia de antes, esta vez los científicos están dando la alarma. El argumento se basa en una simple imposibilidad.

Crecimiento infinito en un mundo finito

La razón por la que el colapso social global es inevitable puede reducirse a dos conceptos simples.

Primero, el crecimiento infinito en un entorno finito es imposible. Esto significa que todos los ambientes tienen una capacidad de carga, un límite superior de cuánto crecimiento puede haber de un organismo dado. Podría ser un límite estricto en el espacio físico o un límite más suave en la producción anual de alimentos.

En segundo lugar, si el límite subyacente depende de otro proceso de crecimiento, entonces un organismo podría sobrepasar la capacidad de carga, reducir el límite en el proceso y, finalmente, caer de nuevo al nuevo límite inferior. La dinámica de depredadores y presas es una excelente ilustración de este concepto.

Las ecuaciones de Lotka-Volterra - de Wikipedia.

A medida que aumenta la población de depredadores, cazarán a sus presas hasta que no haya suficiente para mantener su número. Es importante tener en cuenta el tiempo que transcurre entre la caída de las presas y la caída de los depredadores.

Para nosotros, los humanos, es un poco más complicado. A diferencia de la mayoría de los animales, somos lo suficientemente inteligentes como para aprovechar diferentes procesos de crecimiento. Podemos cambiar entre nuestros limitadores. Profundicemos un poco más.

Retorno de la inversión energética

Un granjero vive solo en una granja. Cada primavera planta sus cosechas y cada otoño cosecha las recompensas. Estos apenas lo sostienen hasta la próxima cosecha. El problema es que el trabajo agrícola le consume todo su tiempo y energía. Tiene un retorno de la inversión de energía (EROI) de 1.

Una primavera hay un granizo que daña su casa. Dado su EROI de 1, tiene que tomar una decisión: arreglar la casa o concentrarse en la agricultura. En otras palabras, el sistema (agricultor, granja) encontró un problema que requiere energía / recursos (estos son intercambiables) para solucionarlo. Con un EROI de 1, el sistema no puede solucionar todos los problemas.

El granjero consigue una esposa y algunos niños que ayudan en la granja. A través de esta mayor capacidad, pueden extraer más energía (alimento) del suelo de la que necesitan (o no usan todo su tiempo para hacerlo).

El sistema (familia, granja) ahora tiene un EROI> 1. Este excedente se puede utilizar para el ocio, para mejoras en la granja (mejor calidad de vida), para invertir en equipos agrícolas o contratar ayuda (aumentar el EROI) o para ayudar otros. Sin embargo, a medida que construyen una casa mejor, contratan ayuda y compran equipos, se enfrentan a un nuevo problema: un mayor costo de la energía.

Complejidad del sistema

Con un EROI> 1, el agricultor que realmente conoce sus granos puede cuidar los cultivos, mientras que la esposa que ama a los animales atiende a las gallinas. Esta división del trabajo aumenta los rendimientos. Además, al colaborar, la familia puede incrementar su EROI más cuando trabaja en conjunto que cuando trabaja individualmente.

El crecimiento significa una mayor complejidad del sistema. Si bien esto permite una mayor eficiencia, alcance, opciones, etc., la complejidad tiene un costo energético propio. Hay más problemas que deben resolverse (por ejemplo, mayor consumo de agua) y un costo asociado con el manejo de estos problemas (por ejemplo, el agricultor necesita llevar más agua además de cuidar los cultivos). También existe un costo involucrado en el mantenimiento de la estructura del sistema, por ejemplo, cuando el agricultor y su esposa no están de acuerdo sobre si el grano debe usarse para pan o para alimento. Este argumento requiere tiempo y energía, y en casos extremos, instituciones enteras para resolver (como el sistema judicial).

Siempre que el EROI esté por encima de 1, se puede tomar parte de ese excedente para aumentar la eficiencia. La esposa podría, por ejemplo, construir un acueducto que elimine la necesidad de transportar agua. Sin embargo, el acueducto necesita algo de energía para su mantenimiento, aunque es mucho menos que transportar agua.

Avance rápido unos años y la granja ahora es realmente rica. Quizás la familia quiere más tiempo libre y contratan a alguien del pueblo cercano para que la ayude. Pagarles, supervisarlos, proporcionarles comida y refugio, todo cuesta energía, pero compra libertad para el agricultor y su familia.

Sin embargo, el costo real es que la granja se vuelve cada vez más compleja y surgen más problemas. ¿Qué pasa si uno de los trabajadores contratados se enferma? ¿Qué pasa si hay una sequía?

La granja es un análogo de pequeña escala para la sociedad. A medida que crecemos en número y progresamos en tecnología, podemos especializarnos e innovar. Ambos aumentan nuestro EROI a costa de la complejidad. Siempre que el EROI se mantenga lo suficientemente alto, podemos resolver cualquier problema nuevo que encontremos.

El Puñetazo Doble - 1) Rendimientos decrecientes

Hasta ahora, la finca es sostenible. Sin embargo, a medida que crece, los problemas se multiplican tanto en número como en complejidad. Los problemas más complejos cortan los márgenes. Tomemos, por ejemplo, el costo cada vez mayor de crear nuevos medicamentos que ayuden a una fracción cada vez menor de la población.

La penicilina fue creada por "una persona", pero ha aumentado nuestra esperanza de vida promedio en más de 20 años. Compare eso con un medicamento moderno contra el cáncer que podría aumentar la esperanza de vida promedio en solo un año, pero su desarrollo requiere una enorme cantidad de tiempo y recursos. ¿Cuál tiene el mayor retorno de la inversión?

Otro término para este fenómeno es "rendimientos decrecientes". Si bien la ciencia avanza cada vez más rápido a medida que cada nuevo hallazgo se basa en resultados anteriores, cada hallazgo cuesta más en términos de tiempo y dinero.

En otras palabras, a medida que la sociedad se vuelve más grande y compleja, también lo hacen los obstáculos para un mayor crecimiento. El EROI se encoge. Pero, ¿por qué se encoge?

Las tierras solo pueden generar una cantidad determinada de recursos cada año, y aunque podemos capturar más de esos recursos renovables, su acceso cuesta cada vez más. Hay un límite para el crecimiento. Cuanto más nos acercamos al límite, menor es el EROI y, lo que es más importante, menor es el retorno de la inversión en EROI.

Por analogía, la finca se enfrenta a una cantidad infinita de problemas que resolver, lo que requiere personas y recursos, pero solo puede producir X cantidad de alimentos. La expansión siempre es una opción, hasta que no lo es.

Este es el primer puñetazo.

El Puñetazo Doble - 2) Recursos acumulados

Antes de la revolución industrial, la sociedad estaba en gran parte limitada por la capacidad de carga de la Tierra en términos de recursos renovables. No podíamos comer más de lo que podíamos cultivar. Luego encontramos combustibles fósiles.

En el caso de nuestro granjero, descubrió un día una manada de bisontes increíblemente grande. Estas majestuosas criaturas vagaban por las tierras y consumían energía a la que él y los otros agricultores no podían acceder; césped.

Cuando se descubrió el bisonte (recursos "no renovables" ricos en energía), la granja de repente tuvo un excedente de energía asombroso. El EROI se disparó por las nubes. Durante las siguientes décadas, él y su familia se hicieron realmente ricos, y las aldeas circundantes explotaron en población, ya que ahora había recursos para todas sus necesidades y todos sus problemas.

Pero la manada de bisontes se hizo más pequeña con el tiempo a medida que se intensificaba la caza, y EROI descendió de nuevo a medida que los cazadores necesitaban viajar cada vez más lejos. Un día no hubo suficientes bisontes para mantener la demanda. El día del pico del bisonte.

Si bien el "pico del bisonte" es simplemente otro límite del crecimiento, es un límite que tiene su propio proceso de crecimiento subyacente. ¿Recuerdas la relación depredador-presa antes? El consumo de algunos recursos reduce la tasa de reposición de esos recursos y algunos recursos no se reponen en absoluto.

Si alimenta su crecimiento con recursos no renovables, tendrá pocos recursos cuando se agoten. En otras palabras, ha sobrepasado la capacidad de carga. Este es el segundo puñetazo.

Excederse

A estas alturas, el área en la que vivía el agricultor tenía una población y una sociedad que consumían más de lo que la tierra podía producir y no había más recursos almacenados para consumir.

A medida que se derrumbaba el hambre en la sociedad con todos sus roles especializados. La mayoría de la gente huyó a tierras más fértiles, algunos se dedicaron a robar, mientras que otros se quedaron y torturaron la tierra para obtener los nutrientes restantes.

Sin embargo, todos estos esfuerzos fueron sólo provisiones provisionales, ya que la población y su consumo estaban muy por encima de la capacidad de carga. Y así la población se desplomó.

¿Se conformó con la capacidad de carga? No. Collapse tiene un impulso propio. Además, violando la tierra por más tiene tendencia a reducir su capacidad. Al igual que con el bisonte, la naturaleza necesita tiempo para volver a niveles "normales".

Podemos ver que este escenario se desarrolla con imperios antiguos. Al conquistar otras tierras, pueden tomar lo que se ha construido a lo largo de los años y usarlo para impulsar un mayor crecimiento.

Pero en algún momento no hay más tierras que conquistar y Alejandro llora porque para entonces la sociedad ha crecido a un nivel por encima de la capacidad de carga local y se dirige al abismo. Ningún animal, la mayoría de los humanos incluidos, reduce intencionalmente su calidad de vida. Entonces, cuando las fronteras se contraen y los tiempos se vuelven más difíciles, se producen luchas internas.

“Todos los mamíferos de este planeta desarrollan instintivamente un equilibrio natural con el medio ambiente circundante; pero ustedes los humanos no. En su lugar, multiplica y multiplica hasta que se consumen todos los recursos. La única forma de sobrevivir es propagarse a otra área ". La matriz

La ciencia

La dinámica de la oración del depredador es un modelo excelente de cómo un consumidor (depredador) aumenta al comer un recurso renovable (presa), y cómo la población se desploma una vez que ha comido demasiado.

Sin embargo, los recursos excedentes pueden, en ciertos casos, almacenarse para más tarde. Se puede considerar que estos recursos no renovables, como el petróleo, están creciendo si el consumo está muy por debajo de su capacidad. Una población creciente de depredadores puede, en principio, alimentarse tanto de la población de presas como de los recursos almacenados que produce la presa.

La sociedad moderna se enfrenta a este problema. Antes de la revolución industrial, estábamos limitados en gran medida por lo que se podía cultivar y extraer de la tierra. Luego descubrimos combustibles fósiles densos en energía que permitieron a un hombre hacer el trabajo de 100. Por supuesto, extrajimos tanto como pudimos, tan rápido como pudimos. El resultado fue un inmenso crecimiento.

Pero EROI, como todos los procesos de crecimiento, enfrenta rendimientos decrecientes. Combine eso con una base no renovable (por ejemplo, aceite, materiales para células fotovoltaicas o turbinas eólicas, etc.) y el resultado es evidente.

De Feng, J .; Feng, L .; Wang, J. Análisis del retorno de la inversión en energía en el punto de uso y los rendimientos energéticos netos de los combustibles fósiles convencionales de China. Energies 2018, 11, 313. https://doi.org/10.3390/en11020313, gráfico elaborado a partir del modelo de Dale M, Krumdieck S, Bodger P. A Dynamic Function for Energy Return on Investment. Sustentabilidad. 2011; 3 (10): 1972–1985. https://doi.org/10.3390/su3101972

Pasemos entonces al petróleo, ese recurso vital en todo, desde plásticos hasta fertilizantes y diésel.

De Hall, C. A., Lambert, J. G. y Balogh, S. B. (2014). EROI de diferentes combustibles y las implicaciones para la sociedad. Política energética, 64, 141-152.

Aún no es drástico, pero la tendencia es clara. Tenemos que perforar más profundo y sacar más de menos. Si bien los combustibles fósiles pueden ser reemplazados hasta cierto punto por energía renovable, no se puede decir lo mismo del cobre.

De https://www.slideshare.net/RichardSchodde/growth-factors-for-copper-schodde-sme-mems-march-2010-final

Si bien las reservas de cobre conocidas están aumentando, y el "pico de cobre" probablemente esté un tiempo fuera, el gráfico anterior muestra que el porcentaje de cobre en lo que extraemos está disminuyendo.

Lo mismo es cierto para la mayoría de los otros recursos no renovables que necesitamos para sostener y hacer crecer nuestra sociedad moderna. Incluso la arena se está acabando.

De Sverdrup, H. U., Koca, D. y Schlyter, P. BioPhys. Econ. Res. Qual. 2, 8 (2017).

Como muestra el gráfico, cuando los recursos que necesitamos escasean, el precio sube. Para la arena se ha vuelto tan malo que ahora existen operaciones mafiosas enteras que roban arena. Si sigue los futuros del cobre, el litio y otros minerales, el precio solo va en un sentido. Luego están los recursos renovables de los que dependemos para alimentar al mundo.

Este gráfico muestra que incluso con un manejo adecuado de las tierras de cultivo, el suelo que usamos para cultivar nuestros alimentos se está erosionando. Cuando cultivamos, vaciamos lenta pero seguramente el suelo de los nutrientes necesarios para que las plantas crezcan. Las sequías o las inundaciones también pueden arruinar nuestro suelo. Hasta el 23% del suelo gestionado de forma convencional y conservadora se erosionará en 100 años. Con el tiempo, la tierra que necesitamos para cultivar alimentos se convertirá en tierra y luego en arena.

Thomas Malthus predijo en 1798 que el aumento exponencial de la población debe conducir al colapso, ya que nuestro rendimiento agrícola no sería suficiente. Luego ocurrió la revolución industrial, con agricultura mecanizada y fertilizantes modernos.

Sin embargo, el fósforo, un ingrediente clave en los fertilizantes y necesario para la mayoría de las plantas, también se está agotando.

De Cordell, Dana & White, Stuart. (2011). Peak Phosphorus: aclarando las cuestiones clave de un vigoroso debate sobre la seguridad del fósforo a largo plazo. Sustentabilidad. 3. 2027–2049. 10.3390 / su3102027.

Quizás siempre podamos descubrir nuevos depósitos de recursos, encontrar reemplazos, reciclarlos o incluso crearlos artificialmente si es necesario. Sin embargo, es un simple hecho que en algún momento se nos acabará. Incluso el reciclaje nunca puede ser 100% efectivo.

También enfrentaremos rendimientos decrecientes, ya que mantener o aumentar los rendimientos cuesta cada vez más energía.

En algún momento, la energía necesaria para extraer los recursos necesarios para construir un panel solar sería más que la energía producida por ese panel solar durante su vida útil.

En otras palabras, el EROI social se contrae mientras crece nuestra complejidad.

Esto no es necesariamente equivalente a un colapso, pero recuerde que cualquier sistema complejo enfrenta factores estresantes que requieren energía para solucionarse. Cuanto más pequeño es el EROI, menos margen de maniobra tiene el sistema para solucionar los problemas que puedan surgir.

La era de la abundancia llegará a su fin y seguirán años de escasez. Si no podemos adaptarnos lo suficientemente rápido a un mundo que se encoge, los años de escasez pueden ser realmente malos.

Si bien finalmente colapsaremos cuando el sol se apague o el universo se enfríe a una fracción por encima del cero absoluto debido al aumento de la entropía, los modelos que incorporan los factores que mencioné anteriormente predicen que finalmente comeremos y contaminaremos nuestra manera de colapsar sin considerar eventos externos. de nuestro control.

De Meadows, D. H., Randers, J. y Meadows, D. L. (2013). Los límites del crecimiento (1972). Prensa de la Universidad de Yale.

Los límites del crecimiento

En 1972 se publicó el libro Los límites del crecimiento. El libro se basa en un modelo de consumidores (humanos, sociedad), riqueza (recursos renovables), riqueza almacenada (recursos no renovables), producción industrial (extracción de recursos) y contaminación como medida de externalidades (estresores).

Las externalidades son todas aquellas cosas que, como efecto secundario de la producción y el consumo, causan estrés en el sistema.

En el caso de nuestro agricultor, podrían ser enfermedades causadas por demasiados animales y personas demasiado juntas, o demasiados desechos humanos, o plagas atraídas por los cultivos.

Para la sociedad moderna, la externalidad más obvia de todas es el cambio climático, aunque el modelo original no modeló explícitamente el cambio climático. Colocando los números hasta 1972 y dejando que el modelo se desarrolle, ¿qué crees que encontraron?

1. Nuestra población superará la capacidad de carga de la Tierra.

2. A medida que aumenta la contaminación y disminuyen los recursos de fácil acceso, la productividad industrial y agrícola disminuirá con el tiempo.

3. Eventualmente, no podremos mantener nuestra población y nuestro nivel de complejidad social.

Su conclusión es siniestra: nos dirigimos a un colapso social global ya que no tendremos suficientes recursos para mantener nuestra forma de vida frente a todos los problemas que se nos presentan.

Resumen

Cualquier organismo (como nuestra sociedad) necesita energía para mantenerse. Si el sistema tiene un excedente de energía, puede usar esa energía para crecer y así acceder a más fuentes de energía a costa de un mayor costo de mantenimiento.

Finalmente, el sistema alcanzará la capacidad de carga de su entorno. Es decir, la energía utilizada para mantener el sistema coincidirá con la energía extraída.

En este punto, el sistema estará en equilibrio con el medio ambiente.

Sin embargo, el sistema se vuelve frágil ya que cualquier factor estresante externo, como un huracán, una epidemia o una cosecha fallida, causará sufrimiento ya que el sistema se ve obligado a contraerse temporalmente.

Hasta que se alcance la capacidad de carga, se puede transferir parte del excedente de energía en el medio ambiente. Los combustibles fósiles son un ejemplo de ese excedente de energía almacenado.

Si un sistema alcanza un nivel de complejidad suficiente, puede acceder a estos recursos almacenados y crecer más allá de los límites naturales de su entorno.

Con el tiempo, estos recursos almacenados se vuelven cada vez más difíciles de acceder a medida que el sistema consume más rápido de lo que se repone. En algún momento, el sistema se vuelve quebradizo nuevamente, pero ahora está muy por encima de la capacidad de carga. Lo que es peor, la capacidad de carga podría verse reducida permanentemente por la contaminación o el consumo excesivo del medio de crecimiento subyacente.

A medida que surgen problemas y sin un exceso de energía para resolverlos, el sistema eventualmente se quedará sin energía para mantener su complejidad o tamaño. Es entonces cuando el sistema se da cuenta de la vejez perogrullada:

• Cuanto más lejos del equilibrio, más rápida es la convergencia.

En otras palabras, no se puede tener un crecimiento infinito en un entorno finito, pero así es como se comportan la mayoría de los organismos si se les da la oportunidad. Y si un organismo agota su base de recursos, no puede mantener su nivel actual de organización o tamaño.

Si bien una cosa es decir que todos los organismos, sociedades y civilizaciones eventualmente mueren, otra es decir que es inminente.

La pregunta pertinente entonces es, ¿hemos sobrepasado nuestra capacidad de carga? ¿Cuánto tiempo más hasta que nuestra extracción de recursos no pueda satisfacer nuestra necesidad de crecer y los problemas que enfrentamos y que enfrentaremos en el futuro?

Continúe con la parte 3: ¿Cuándo colapsaremos?

Si quieres profundizar más o no confías en mí como tu única fuente de sabiduría (bien por ti si no es así), curiosea por aquí:

• Collapse Subreddit: Cámara de eco de desesperación o realismo sombrío, un poco de todo.
• Rompiendo; Collapse: Excelente podcast que analiza el colapso en todas sus facetas. Nota: el enlace es a su cuenta de patreon, el podcast se puede encontrar en la mayoría de las aplicaciones de podcast.
• Joseph Tainter Conferencia 1: La conferencia que me interesó en el colapso.
• Joseph Tainer Lecture 2: Una conferencia de seguimiento
• Conferencia de Hagens: excelente conferencia sobre nuestra sociedad global como un superorganismo y el futuro de ese organismo. 
• Conferencia 2 de Hagens: una conferencia de seguimiento que desacredita muchos de los argumentos en contra de lo que estoy discutiendo aquí.