Transformidad

En 1996, HT Odum definió la transformidad como:

"La emergía de un tipo necesaria para producir una unidad de energía de otro tipo. Por ejemplo, dado que se requieren 3 emjulios de carbón (cej) de carbón y 1 cej de servicios para generar 1 J de electricidad, la transformidad del carbón en electricidad es de 4 cej/J".

El concepto de transformidad fue introducido por primera vez por David M. Scienceman en colaboración con Howard T. Odum. En 1987, Scienceman propuso que las frases « calidad energética », «factor de calidad energética» y «coeficiente de transformación energética», todas utilizadas por HT Odum, fueran reemplazadas por la palabra «transformidad» (p. 261). Este enfoque busca resolver un problema de larga data sobre la relación entre fenómenos cualitativos y cuantitativos, frecuentemente analizados en las ciencias físicas, lo que a su vez constituye una síntesis de racionalismo y fenomenología . Es decir, busca cuantificar la calidad.

Transformidad: la racionalización de la calidad

Definición de transformidad en palabras

Scienceman definió entonces la transformidad como,

«Una variable cuantitativa que describe la propiedad medible de una forma de energía, su capacidad de amplificarse como retroalimentación, en relación con la energía fuente consumida en su formación, bajo condiciones de máxima potencia . Como variable cuantitativa análoga a la temperatura termodinámica, la transformidad requiere la especificación de unidades.» (1987, p. 261. Énfasis mío).

En 1996, HT Odum definió la transformidad como:

"La emergía de un tipo necesaria para producir una unidad de energía de otro tipo. Por ejemplo, dado que se requieren 3 emjulios de carbón (cej) de carbón y 1 cej de servicios para generar 1 J de electricidad, la transformidad del carbón en electricidad es de 4 cej/J".

GP Genoni amplió esta definición y sostuvo que «la energía de un tipo necesaria para mantener una unidad de energía de otro tipo se utiliza para cuantificar la posición jerárquica » (1997, p. 97). Según Scienceman, el concepto de transformidad introduce una nueva dimensión básica en la física (1987, p. 261). Sin embargo, existe ambigüedad en el análisis dimensional de la transformidad, ya que Bastianoni et al. (2007) afirman que la transformidad es una razón adimensional.

Definición como una razón

Una parte de la perspectiva racionalista asociada a la modernidad y la ciencia consiste en contrastar fenómenos cualitativamente diferentes en transformación mediante ratios cuantitativos, con el objetivo de descubrir cualquier constancia en medio del cambio transformacional. Al igual que el ratio de eficiencia , la transformidad se define cuantitativamente mediante una simple relación entrada-salida. Sin embargo, el ratio de transformidad es el inverso de la eficiencia e involucra flujos de energía tanto indirectos como directos, en lugar de simplemente la relación directa entrada-salida de la eficiencia energética. Es decir, se define como la relación entre la energía de entrada y la energía de salida.

Versión original: : ${\mbox{Transformidad}}={\frac {\mbox{entrada de energía}}{\mbox{salida de energía}}}$

Desarrollo

Sin embargo, se comprendió que el término "producción de energía" se refiere tanto a la producción de energía útil como a la no útil . (Nota: como señala P.K. Nag, un nombre alternativo para "energía útil" es "disponibilidad" o exergía , y un nombre alternativo para "energía no útil" es "inasistencia" o anergia (Nag 1984, p. 156)). Pero como observaron E. Sciubba y S. Ulgiati, la noción de transformidad pretendía capturar la emergía invertida por unidad de producto o producción útil. Por lo tanto, el concepto de transformidad se especificó además como la relación entre la "emergía de entrada disipada (disponibilidad consumida)" y la "exergía de salida unitaria" (Sciubba y Ulgiati 2005, p. 1957). Para Jørgensen (2000, p. 61), la transformidad es un fuerte indicador de la eficiencia del sistema.

Versión revisada : ${\mbox{Transformidad}}={\frac {\mbox{entrada de emergía}}{\mbox{salida de exergía}}}$ o $Tr={\frac {E_{m}}{E_{x}}}$ (según Giannantoni 2002, pág. 8).

Sustituyendo la definición matemática de emergía que se da en ese artículo.

Tr={\frac {\int _{t=-\infty }^{t_{0}}P_{x}\,dt}{E_{x}}}

desarrollo contemporáneo

Dos transformidades

Albertina Lourenci y João Antonio Zuffo, del Departamento de Ingeniería de Sistemas Electrónicos de São Paulo, han planteado que existen dos valores de transformidad; $Tr_{ex}$ y $Tr_{theta}$ (Lourenci y Zuffo 2004, p. 411).

$Tr_{ex}$ : compensa la disipación de exergía y se define en palabras como el Factor de Calidad que tiene en cuenta la Calidad emergente asociada a otras formas de Energía
$Tr_{theta}$ : explica el aumento de la transformidad como consecuencia de la emergía generada por los términos fuente del universo.

Podemos afirmar que, si bien el término $Tr_{ex}$ toma en cuenta el aspecto cuantitativo de la información, el término $Tr_{theta}$ tiene en cuenta el aspecto de calidad de dicha información.

Según estas definiciones, la "emergia" siempre puede estructurarse de la siguiente manera:

$Em_{U}=Tr_{theta}.Tr_{ex}.Ex_{U}$

Referencias

BR Bakshi (2000) 'Un marco termodinámico para la ingeniería de sistemas de procesos con conciencia ecológica', Computers and Chemical Engineering 24, pp. 1767–1773.
S. Bastianoni (2000) 'El problema de la coproducción en la contabilidad ambiental mediante el análisis de emergía', Ecological Modelling 129, pp. 187–193.
S. Bastianoni, FM Pulselli, M. Rustici (2006) Flujo de exergía versus emergy en los ecosistemas: ¿Existe un orden en las maximizaciones?, Ecological Indicators 6, pp. 58–62
S. Bastianoni, A. Facchini, L. Susani, E. Tiezzi (2007) 'Emergía en función de la exergía', Energy 32, 1158-1162.
MT Brown y S. Ulgiati (2004) Calidad energética, emergía y transformidad: contribuciones de HT Odum a la cuantificación y comprensión de los sistemas, Ecological Modelling , vol. 178, págs. 201–213.
TT Cai, TW Olsen y DE Campbell (2004) Máxima (em)potencia: un principio fundamental que vincula al hombre y la naturaleza', Ecological Modelling , Volumen 178, Número 1–2, pp. 115–119.
DE Campbell (2001) Propuesta para incluir lo que es valioso para los ecosistemas en las evaluaciones ambientales', Environmental Science and Technology , Volumen 35, Número 14, pp. 2867–2873.
GQ Chen (2006) 'Escasez de exergía y evaluación ecológica basada en la exergía incorporada', Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation , 11, pp. 531–552
BD Fath, BC Patten y JS Choi (2001) Complementariedad de las funciones de objetivos ecológicos', Journal of Theoretical Biology , Volumen 208, Número 4, pp. 493–506.
GP Genoni (1997) 'Hacia una síntesis conceptual en ecotoxicología', OIKOS , 80:1, pp. 96–106.
GP Genoni, EI Meyer y A. Ulrich (2003) 'Flujo de energía y concentraciones elementales en el ecosistema del río Steina (Selva Negra, Alemania)', Aquat. Sci. , Vol. 65, pp. 143–157.
C. Giannantoni (2000) 'Hacia una formulación matemática del principio de máxima em-potencia', en MTBrown (ed.) Síntesis de emergía: teoría y aplicaciones de la metodología de emergía , Actas de la primera conferencia bienal de investigación sobre análisis de emergía, Centro de Política Ambiental, Departamento de Ciencias de Ingeniería Ambiental, Universidad de Florida, Gainesville, FL.
C. Giannantoni (2002) El principio de máxima potencia Em como base de la termodinámica de la calidad , Servizi Grafici Editoriali, Padua.
C. Giannantoni (2006) 'Matemáticas para procesos generativos: sistemas vivos y no vivos' Journal of Computational and Applied Mathematics 189, pp. 324–340.
Shu-Li Huang y Chia-Wen Chen (2005) 'Teoría de la energética urbana y mecanismos del desarrollo urbano', Ecological Modelling , 189, pp. 49–71.
JL Hau y BR Bakshi (2004) ' Promesas y problemas del análisis de emergía ', Ecological Modelling , número especial en honor a HT Odum, vol. 178, pp. 215–225.
SE Jorgensen, SN Nielsen, H. Mejer (1995) 'Emergy, environ, exergy and ecological modelling', Ecological Modelling , 77, pp. 99–109
SE Jorgensen. (2000) Termodinámica y modelado ecológico , CRC Press.
J. Laganisa y M. Debeljakb (2006) 'Análisis de sensibilidad de los flujos de emergy en el proceso de producción de sal solar en Eslovenia', Journal of Ecological Modelling , 194, pp. 287–295.
A. Lourenci y JA Zuffo 2004 La emergía incipiente expresa la actividad generativa de autoorganización de los sistemas ecomiméticos artificiales , en Ortega, E. y Ulgiati, S. (editores): Avances en estudios energéticos , Actas del IV Taller Internacional Bienal, Unicamp, Campinas, SP, Brasil. 16-19 de junio de 2004. Páginas 409-417.
PK Nag (1984) Termodinámica de la ingeniería , Tata McGraw-Hill Publishing Company.
HT Odum (1986) en N. Polunin, Ed. Teoría y aplicación de los ecosistemas , Wiley, Nueva York.
HT Odum (1988) 'Autoorganización, transformidad e información', Science , vol. 242, págs. 1132–1139.
HT Odum (1995) 'Autoorganización y máximo empoderamiento', en CAShall (ed.) Máximo poder; Las ideas y aplicaciones de HTOdum , Colorado University Press, Colorado, pp. 311–330.
HT Odum (1996) Contabilidad ambiental: Emergy y toma de decisiones ambientales , Wiley.
HT Odum (2002) 'Circulación de materiales, jerarquía energética y construcción de edificios', en CJKibert, J.Sendzimir y GBGuy (eds) Ecología de la construcción; la naturaleza como base para los edificios verdes , Spon Press, Nueva York.
HT Odum y EC Odum (1983) Panorama general del análisis energético de las naciones , Documento de trabajo, WP-83-82. Laxenburg, Austria: Instituto Internacional de Análisis de Sistemas Aplicados. 469 págs. (CFW-83-21)
HT Odum y EC Odum (2000) Un camino próspero hacia el abismo: principios y políticas , Colorado University Press, Colorado.
DM Scienceman (1987) «Energía y emergía». En G. Pillet y T. Murota (eds.), Economía ambiental: Análisis de una interfaz fundamental. Ginebra: R. Leimgruber. págs. 257-276. (CFW-86-26)
DM Scienceman (1989) 'El surgimiento de la emonomía'. En Actas de la Conferencia de la Sociedad Internacional para la Investigación de Sistemas Generales (2-7 de julio de 1989), Edimburgo, Escocia, 7 págs. (CFW-89-02).
DM Scienceman (1991) Emergy and Energy: The Form and Content of Ergon. Documento de debate. Gainesville: Center for Wetlands, University of Florida. 13 págs. (CFW-91-10)
DM Scienceman (1992) Emvalue y Lavalue , Documento preparado para la Reunión Anual de la Sociedad Internacional de Ciencias de Sistemas, Universidad de Denver, Denver, Colorado, EE. UU.
DM Scienceman (1997) 'Cartas al editor: definición de emergía', Ingeniería Ecológica , 9, pp. 209–212.
E. Sciubba, S. Ulgiatib (2005) 'Análisis de emergía y exergía: ¿métodos complementarios u opciones ideológicas irreductibles?' Energy 30, pp. 1953–1988.
SE Tennenbaum (1988) Gastos de energía de red para la producción de subsistemas , Tesis de maestría. Gainesville, FL: Universidad de Florida, 131 págs. (CFW-88-08)
S. Ulgiati, HT Odum, S. Bastianoni (1994) 'Uso de emergy, carga ambiental y sostenibilidad. Un análisis de emergy de Italia', Ecological Modelling , Volumen 73, Número 3–4, Páginas 215–268.
S. Ulgiati y MT Brown (1999) Evaluación de la emergía del capital natural y los servicios de la biosfera .
S. Ulgiati y MT Brown (2001) 'Contabilidad de emergía de ecosistemas a gran escala dominados por humanos', en SEJorgensen (ed) Termodinámica y modelado ecológico , CRC Press LLC, págs. 63–113.