estabilidad, inestabilidad, metaestabilidad

 Estabilidad

En ciencias, una situación es estable si se mantiene en estado estacionario, es decir, igual en el tiempo y una modificación razonablemente pequeña de las condiciones iniciales no altera significativamente el futuro de la situación. Dependiendo del área en particular, estabilidad tiene significados ligeramente diferentes.

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El equilibrio mecánico es un estado estacionario en el que se cumple alguna de estas dos condiciones:

Cn1kF

C is obviously the most stable point here, and another physical example is the shape of a soap bubble which minimises it’s surface area and potential energy.

 

inestabilidad

Una inestabilidad Kelvin-Helmholtz, IKH o cirrus Kelvin-Helmholtz puede ocurrir cuando un flujo se presenta dentro de un fluido continuo o cuando hay suficiente diferencia de velocidad a través de la interfaz entre dos fluidos. La teoría puede usarse para predecir la presencia de inestabilidad y transición hacia un flujo turbulento en fluidos de diferentes densidades moviéndose a varias velocidadesHelmholtz estudió la dinámica de dos fluidos de diferentes densidades cuando se presenta una pequeña perturbación, tal como una onda introducida en la superficie que separa los fluidos.

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metaestabilidad

La metaestabilidad es la propiedad que exhibe un sistema con varios estados de equilibrio, cuando permanece en un estado de equilibrio débilmente estable durante un considerable período de tiempo. Sin embargo, bajo la acción de perturbaciones externas (a veces no fácilmente detectables) dichos sistemas exhiben una evolución temporal hacia un estado de equilibrio fuertemente estable.

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Si representamos un sistema físico-químico por su energía potencial, un estado metaestable estará caracterizado por un estado que corresponde a un mínimo local de energía. Para que el sistema pueda alcanzar el estado de energía mínima que corresponde al estado de equilibrio termodinámico, es necesario suministrarle una cantidad de energía llamada energía de activación.

En Simondon: “La transición entre estos dos estados le parece un esquema
insuficiente para expresar los procesos de individuación, y por ello le concede
una gran importancia a la noción de metaestabilidad, introducida en la físicoquímica
por Ostwald y en la ciencia de los materiales por Gibbs. Los estados
de equilibrio metaestable son aquellos en los que una pequeña adición exterior
de energía es suficiente para que un sistema devenga inestable y finalmente
estable; también existe la posibilidad, tal como muestra Simondon en el
ejemplo de las formas alotrópicas del azufre (Simondon, 2005: 79-80), de una
sucesión de equilibrios metaestables”. Miguel Penas López

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ESTADOS ALEJADOS DEL EQUILIBRIO

Estado de equilibrio vs estado de no-equilibrio.

En la materia en estado de equilibrio todo es lineal y existe una sola posibilidad o solución, en cambio en el estado de no-equilibrio las ecuaciones no son lineales y hay muchas propiedades posibles. Se trata de ecuaciones de no linealidad. La materia es más flexible. En el equilibrio es posible linealizar, todos los puntos que yacen sobre un mismo plano tienen las mismas propiedades, en cambio en el no-equilibrio hay una no linealidad de los comportamientos de la materia. Siempre aparecen nuevos estados físicos de la materia, una riqueza de comportamientos y multiplicidad que no es posible hallar en el equilibrio porque debemos introducir el elemento de la historicidad, del tiempo.2

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Para la dinámica de sistemas, un sistema en equilibrio no puede tener una historia ya que lo único que puede hacer es persistir en su estado, en el cual las fluctuaciones son nulas. No podemos comprender nuestro mundo si no tomamos en cuenta el no-equilibrio. Es fundamental entender las fluctaciones de todo sistema dinámico.

Para Prigogine es la función la que crea la estructura y los fenómenos irreversibles son el origen de la organización biológica, es decir, de la vida.

Prigogine piensa en tres exigencias para la física – irreversibilidadprobabilidad y coherencia – para poder concebir un Universo evolutivo, para concebir las condiciones para la existencia de nuevas estructuras alejadas del equilibrio.

Estas concepciones sobre el orden, desorden, equilibrio y no-equilibrio corresponden a un cambio de paradigma en la ciencia, ya que hasta ese momento los científicos asociaban el orden con el equilibrio y el desorden con el desequilibrio.

Prigogine demuestra que el no-equilibrio es un fenómeno también ordenado, de otra forma, pero otro orden al fin. Sus ideas, contradicen todo lo que se pensaba hasta entonces.

La concepción clásica de las ciencias era determinista. El cálculo de las probabilidades se debía a que se suponía que se tenía una información imperfecta, pero que si se mejoraba la información, y se conocían todas las variables del inicio, se podría predecir el resultado final exactamente.

Probabilidad e irreversibilidad son conceptos estrechamente ligados. Para el determinismo, se necesitan calcular las probabilidades solamente porque se desconocen las condiciones iniciales. Si conociera todas las condiciones iniciales con exactitud podría determinar el resultado también con exactitud. Esa es la diferencia entre resultado determinista y resultado probablilístico.

A partir de Prigogine las estructuras de la naturaleza obligan a introducir el concepto de probabilidad independientemente de la información que se posea, con lo cual la descripción determinista solamente puede aplicarse a situaciones idealizadas no representativas de la realidad física de nuestro mundo. Con esto el determinismo científico fue derrotado definitivamente.

En todos los fenómenos que estudian los científicos se observan el papel creativo de los fenómenos irreversibles, el papel creativo del tiempo, el papel creativo de las estructuras disipativas y del no-equilibrio.


dos esquemas que derivan de la ciencia posnormal, y que ponen en relación el rol de lo colectivo con la evolución de escenarios de incertidumbre. hemos utilizado estos esquemas (2009-12) para entender procesos complejos donde diversos futuros pueden predisponer las composiciones de los colectivos en el presente como en el caso de la re-composición de la cuenca Matanza-Riachuelo.

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