¿Por qué las computadoras, las máquinas y los autos se desgastan con el tiempo? ¿Por qué no se quedan igual o mejoran?

Por la segunda ley de la termodinámica.

Cualquier objeto físico, sin importar su duración, sufrirá cambios aleatorios ocasionales. Estadísticamente, la mayoría de los cambios que podrían ocurrir lo alejarán de su estructura prevista, mientras que solo hay unos pocos cambios que lo acercarán . Como consecuencia, el sistema se aleja lentamente de cómo se supone que es, acumula daños. Su entropía aumenta.

Esto sucede en cualquier sistema físico, incluso en sistemas que se reparan o intentan explícitamente contrarrestar el daño en el tiempo, como el cuerpo humano. Si bien el cuerpo humano logra hasta cierto punto deshacer el daño aleatorio que le sucede, lo hace reconstruyéndose continuamente a partir de partes nuevas e intactas que extraemos de nuestros alimentos, mientras excretamos la basura a través de una variedad de canales. Si incluye alimentos, bebidas y excreciones en el sistema, entonces la cantidad de daño a este sistema en su totalidad también aumenta, es solo que la mayoría termina en el inodoro.

Definitivamente, podríamos intentar hacer máquinas que contrarresten la segunda ley de la termodinámica de manera similar: mediante la autoconstrucción en cualquiera de una variedad de formas. Pero este es un problema de ingeniería muy difícil en el que la naturaleza ha demostrado ser mucho mejor que los humanos.

Un dispositivo donde el aumento de la entropía se detiene deliberadamente al menos localmente es un refrigerador (o un aire acondicionado). Aquí la frialdad del interior es la “estructura” que queremos preservar, y los cambios aleatorios (interacciones con la habitación alrededor del refrigerador) tenderán a calentarse. El refrigerador contrarresta esto, pero esto no puede suceder gratis; La segunda ley de la termodinámica establece que, en cuanto a los humanos, la entropía del sistema en su conjunto siempre debe aumentar. Y para los refrigeradores como para los humanos, esto sucede en la parte posterior, donde un gran disipador de calor hará que el calor se disperse continuamente, aumentando la entropía del exterior del refrigerador.

Pero esto es solo sobre la temperatura. Es mucho más difícil hacer con objetos y partes sólidas. Parece que todavía no podemos hacerlo. Si bien hay una gran cantidad de éxitos de YouTube para “materiales de autocuración”, la mayoría de ellos se trata de materiales que, si bien tienen propiedades interesantes, no podrían, por ejemplo, eliminar las contaminaciones; como tal, todavía acumulan daño con el tiempo. Si no lo hicieran, tendrían que excretar cosas, como nosotros.

Bien, veamos:

  • La fricción Las cosas se frotan contra las cosas, y las cosas se borran. No vuelve (por ejemplo, autopartes).
  • La oxidación La atmósfera interactúa con los materiales, creando materiales ligeramente diferentes que no funcionan igual que el original (por ejemplo, el óxido no es tan fuerte como el acero).
  • Entropía . Si la función de algo depende de la diferencia entre una parte y otra, esa función disminuirá a medida que las dos partes comiencen a parecerse entre sí a través del contacto (por ejemplo, las baterías pierden su carga).
  • Obsolescencia programada . El desgaste es acelerado por los fabricantes que se dieron cuenta de que si hacían cosas que duraban mucho tiempo, saldrían del negocio porque todos ya tendrían su producto. (por ejemplo, incompatibilidad de software con versiones antiguas)