Civilización y Energía: la Escala de Kardashev y las Civilizaciones Tipo I, II y III.

Si miramos en retrospectiva la historia de la especie humana, podemos observar fácilmente que todos los sucesos que nos han hecho progresar se concentran en los últimos 10 000 años, cuando las tribus nómadas comenzaron a llevar una vida sedentaria y descubrieron las ventajas de cosechar su propia comida. Si tenemos en cuenta que la antigüedad de la especie humana se estima en unos 2 millones de años, tan sólo hemos progresado durante un 0,5% de nuestro tiempo de estancia en la tierra. Asimismo, los avances hechos desde el Renacimiento en los últimos 500 años son muy superiores a toda la evolución que hubo hasta la Edad Media, y suponen un 0,00025% de nuestro tiempo de estancia en la tierra. Por último, nuestros últimos 20 años de internet representan un 0,00001% de nuestra historia. De estos datos es fácil concluir que tecnológicamente avanzamos cada vez más rápido, multiplicando nuestros conocimientos de un modo exponencial, en proporción a lo que sabemos.

Todo nuestro avance, como bien sabemos, se debe al aprovechamiento de la energía. Ése es el modo del que hace ya mucho tiempo comenzamos a diferenciarnos del resto de los seres vivos de nuestro planeta.

Cuando el hombre (técnicamente no era un hombre, pero no soy biólogo) era un triste animal indefenso que recorría sabanas desnudo su consumo de energía medio (potencia) era muy inferior al de grandes animales como el oso, que podían beneficiarse de sus grandes zarpas para derribar pequeños árboles y romper los huesos de sus presas.

Tiempo después, cuando el hombre descubrió que podía fabricar objetos afilados rompiendo piedras y usándolas para tallar lanzas , su potencia media incrementó considerablemente. Ya estaba a su disposición el poder escarbar en la tierra, o cortar en pedazos la comida, y lógicamente el poder cazar otros animales. Tanto progreso debido sencillamente al uso de la presión (la densidad de fuerza sobre una superficie), que al empujar con una determinada fuerza un objeto pequeño y afilado como una punta de lanza se intensificaba rasgando más fácilmente los tejidos corporales que, por ejemplo, con un puñetazo, donde la superficie de contacto es mayor.

Posteriormente llegaría el conocimiento de la fuerza de restitución elástica, conforme la cual si un cuerpo era dilatado alterando su estado de equilibrio tarde o temprano rebotaba con una fuerza proporcional a la elasticidad del medio. Surgen así los arcos, que daban a los humanos primitivos la ventaja de atacar a distancia a sus enemigos o presas. En este punto su potencia media era ya equiparable a la de grandes animales.

Un gran salto en la escala energética se dio cuando en distintos rincones del planeta, el ser humano fue descubriendo de uno u otro modo el fuego, beneficiándose de la energía liberada en la reacción química que transforma los compuestos de carbono en dióxido de carbono y vapor de agua al entrar en contacto con oxígeno. Ejemplos de cómo se pudo descubrir esta fuente de energía son la caída de un rayo que incineró un árbol, la sequía con mucho calor, o el roce de piedras a gran velocidad.

La humanidad alcanzó el estado de superioridad energética con respecto a las otras especies, en cambio, no con la llegada del fuego sino con la del sedentarismo, hace 10 000 años. El hecho de que un conjunto de personas estuviese asentada en un lugar (generalmente cuevas) donde realizaban todos los días las mismas tareas (plantar vegetales, cortar comida, garabatear en la pared de las cuevas su conocimiento, almacenar provisiones…) dio las bases para una estabilidad que les permitiría, según la pirámide de Maslow, dejar de preocuparse exclusivamente por sus necesidades fisiológicas para comenzar a “pensar”, o por hacerlo más bonito, “filosofar”. Durante esta etapa los seres humanos aprendieron también a domesticar animales y a usarlos como medio de transporte de personas y demás cosas.

El descubrimiento de la rueda beneficiándose de las fuerzas de rozamiento fue sin duda el primer gran invento de la historia del hombre (si excluimos el fuego porque no es esencialmente un invento), que le permitió trasladar grandes masas en pequeños tiempos. Sobre su origen no se sabe gran cosa, salvo clamor popular y algunos textos de dudosa validez (al menos hasta donde yo sé). Mencionaré aquí una historia que en cierta ocasión nos contó mi profesor de filosofía y que nunca he tenido ocasión de falsear: “La primera rueda fue cuadrada”.

Esta historia fundamentalmente decía que la primera persona que fabricó algo parecido a una rueda la hizo con forma de cuadrado, de forma que periódicamente, 4 veces en una vuelta completa, el carruaje que sujetaba la rueda tenía “turbulencias” debido a la brusquedad de pasar por una de las esquinas de la rueda. Su inventor, preocupado por la incomodidad de las esquinas, concluyó que cuantas menos mejor, y su siguiente rueda fue triangular. Lógicamente, ésto se volvió en su contra, pues ahora las “turbulencias” eran mucho más bruscas que antes al llegar a las esquinas. Tiempo después, alguien se daría cuenta de que no había que reducir el número de esquinas, sino hacerlas más “abiertas”, es decir, de un ángulo más próximo a los 180º, para que no se notasen. Este efecto se conseguía con el círculo, un polígono regular de infinitos lados en el que las esquinas se habían hecho infinitamente pequeñas.

Con el control de la rueda las civilizaciones se expandieron rápidamente por tierra, y las guerras se aceleraron. Los carruajes tirados por caballos y mulas dominaron Europa, y pronto surgió la necesitad de cruzar el Mediterráneo. Para ello fue necesario recurrir al principio de Arquímedes, según el cual cuando un cuerpo es sumergido en un fluido es empujado hacia arriba con una fuerza proporcional al peso de fluido desplazado. En caso de que este empuje fuese mayor que el peso del cuerpo, el cuerpo flotaba. Gracias a este conocimiento, comenzaron a construirse barcos de madera que hicieron posible el transporte marítimo.

Durante el Imperio Romano, poco más se avanzó en cuanto a medios de transporte y la potencia media se estancó. La cosa no mejoró durante  toda la Edad Media, pues hasta hace unos 500 años la Iglesia oprimió todo el pensamiento científico, discrepando con grandes científicos de época como Nicolás Copérnico.

Décadas después del renacimiento, hace 300 años, Isaac Newton obtuvo su ley de la gravitación universal y sus leyes del movimiento, así como la definición matemática de las energías cinética y potencial. Gracias al conocimiento de que la energía potencial se transformaba en energía útil si se sabe tratar podemos comprender las centrales hidráulicas. En paralelo a las leyes de Newton, surgió la primera máquina de vapor oficial, si bien las primeras evidencias de una máquina de vapor nos remontan hasta Egipto. Gracias a ellas, la potencia media de la humanidad incrementó considerablemente.

No sería hasta hace unos 150 años cuando la tecnología se dispararía de nuevo, de mano de las recién descubiertas leyes del electromagnetismo de Maxwell, con las cuales se comprendió la naturaleza de la electricidad y la consecuente revolución tecnológica que, en esta ocasión sí, supuso todo un avance para la humanidad que la separó por completo del resto de especies del planeta.

Finalmente, liberaríamos nuestra mayor cantidad de energía con la bomba nuclear de Einstein, y actualmente la potencia media consumida por el planeta es de 10 billones de vatios, en una sociedad gobernada por la energía nuclear, la física cuántica y las leyes de Maxwell.

Así pues, la civilización progresa con la potencia de la que dispone, y dicha potencia sólo sufre importantes incrementos con el descubrimiento de nuevas leyes físicas y su aprovechamiento.

Entonces, ¿qué podemos esperar de nuestra civilización? ¿Qué fuentes de energía nos quedan por explorar? Lo cierto es que es difícil anticipar las cosas que lograremos conseguir, pero en lo que todos los científicos están de acuerdo es en que las mayores fuentes de energía no las encontraremos en nuestro planeta. Hoy en día, agotando muchos de nuestros recursos, construimos aceleradores de partículas de energías aparentemente inmensas cuando se mencionan en los medios de comunicación, pero que en realidad son diminutas si las comparamos con la energía de la radiación que nos llega del espacio exterior. Constantemente partículas superenergéticas de naturaleza confusa atraviesan nuestra atmósfera y se precipitan sobre nosotros, dejando en evidencia la potencia de nuestros aceleradores. El problema de esta radiación, que podría solucionar perfectamente nuestra crisis energética, es que no tenemos ningún tipo de control sobre ella, y todavía se está analizando con detectores de rayos cósmicos. Por ahora sabemos que tan sólo son residuos de la radiación de púlsares estelares (estrellas de neutrones).

Asimismo, la potencia de radiación del Sol, si pudiésemos absorberla íntegramente para nuestro beneficio en el espacio y redireccionarla a La Tierra, supondría un gran avance energético. Salta a la vista entonces que si queremos progresar como civilización en términos energéticos, será necesario dominar las fuentes del espacio exterior, más allá incluso de nuestro sistema solar. La necesidad de conquistar estas inmensas fuentes serán discutidas en una futura entrada sobre las dificultades a las que se enfrentará la humanidad debidas a la naturaleza del universo, a las cuales sólo podremos hacer frente con tecnologías hoy en día muy futuristas.

En base a esto, se puede considerar necesario que alguien haya diseñado un modo de valorar las distintas civilizaciones según su energía disponible. Hoy por hoy, para clasificar así las civilizaciones usamos la escala logarítmica de Kardashev, en la que la valoración de una civilización incrementa 0,1 cada vez que su potencia disponible se multiplica por 10, y de forma que a 0 W se le asocia el valor 0,6 veces negativo.

Dado que nuestra potencia actual es de 10 billones de vatios, es decir, un 1 con 13 ceros detrás, nuestra civilización tendría una valoración de 0,7 en la escala de Kardashev. Según sus expectativas, y las de los científicos que han pensado en el tema, sólo una civilización valorada en un número igual o superior a 3 tendría opciones de garantizar su existencia permanente en el universo. Así pues, por motivos que comentaré en futuras entradas, se nos antoja de vital importancia alcanzar el rango de civilización tipo III.

En las próximas entradas, hablaré sobre la problemática de ascender a las civilizaciones tipo I, II y III, pero por ahora, para finalizar, comentaré por encima en qué nivel energético se encuentra cada una de ellas:

  • Civilización Tipo I: esta valoración sólo la obtendremos cuando toda la población del planeta actúe como una unidad activa que consuma todos los recursos de una forma organizada, equitativa y sostenible, alcanzando una potencia de 10 000 billones de vatios. Tal y como están las cosas ahora a muchos se nos antoja una posibilidad utópica, pero con un cambio radical en la estructura orgánica de la sociedad que estamos viviendo podría ser posible. A este tema dedicaré la siguiente entrada.
  • Civilización Tipo II: esta valoración es la correspondiente a una civilización que aprovecha los recursos de todo un sistema estelar (en nuestro caso el solar), sobre todo de su estrella. En principio no sería necesario, aunque sí recomendable, sitiar otros planetas o astros como Marte para alcanzar este nivel. La energía que se estima que podríamos aprovechar asciende a los 100 cuatrillones de vatios.
  • Civilización Tipo III: esta valoración es la correspondiente a una civilización futurista al nivel del Imperio Galáctico de Star Wars. En esta ocasión deberíamos haber escapado de nuestro sistema solar a conquistar los planetas que orbitan en torno a todas las estrellas de la Vía Láctea, recogiendo la energía de todas ellas y, sobre todo, de los agujeros negros supermasivos del centro de nuestra galaxia. Podríamos alcanzar así la potencia de 1 sextillón de vatios.
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Comments
4 Responses to “Civilización y Energía: la Escala de Kardashev y las Civilizaciones Tipo I, II y III.”
  1. Juan dice:

    Oye, que igual Carlos se enfada con que hayas utilizado su foto sin permiso en este post.

  2. Zapathan dice:

    Brillante, me encanta el modo en el que dos conceptos tan complejos mantienen una relación tan sencilla

  3. Hills dice:

    Copérnico no murió en la hoguera. Que hayan quemado se me ocurren ahora Giordano Bruno y Servet, pero seguramente se hayan cargado a alguno más.

Preguntas, correcciones y debate son bien recibidos.

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