Sistema abierto

Un sistema abierto es aquel que intercambia materia, energía o información con su entorno. Esa relación constante es lo que le permite mantenerse, adaptarse y evolucionar. Un ser vivo, una ciudad o una empresa son sistemas abiertos: dejan de funcionar si se les corta el flujo con el exterior.

¿Qué es un sistema abierto?

Es un sistema cuyos límites son permeables: recibe entradas del entorno, las transforma mediante sus procesos internos y devuelve salidas. En termodinámica se define con precisión: un sistema abierto puede intercambiar con el exterior tanto materia como energía. Fuera de la física, el término se extiende también al intercambio de información, por ejemplo en organizaciones y sistemas sociales.

El concepto se difundió gracias al biólogo Ludwig von Bertalanffy, que en 1950 publicó en la revista Science «The theory of open systems in physics and biology». Observó que los organismos vivos no son sistemas en equilibrio estático: se mantienen en un estado estable gracias a un flujo continuo de materia y energía.

Características

• Intercambio con el entorno: recibe recursos y emite productos o residuos.
• Estado estacionario (equilibrio dinámico): mantiene una forma estable, aunque sus componentes se renueven sin cesar. Una llama o un río conservan su forma mientras la materia que los compone cambia.
• Entropía negativa (neguentropía): importa energía e información que le permiten mantener su orden interno, es decir, contrarrestar la tendencia natural al desorden.
• Retroalimentación: usa información sobre sus resultados para corregir su funcionamiento.
• Equifinalidad: puede alcanzar el mismo estado final a partir de condiciones iniciales y caminos distintos.
• Adaptación: modifica su estructura o conducta ante los cambios del entorno.
• Homeostasis: regula sus variables internas, como la temperatura corporal.

Cómo funciona

El funcionamiento de un sistema abierto se puede describir en tres fases:

1. Entrada: el sistema capta recursos, energía o información del entorno.
2. Procesamiento: los transforma. Una célula metaboliza nutrientes; una fábrica fabrica productos.
3. Salida: devuelve al entorno productos, calor, residuos o información.

Una parte de las salidas vuelve como entrada gracias a la retroalimentación, lo que permite que el sistema se autorregule.

Ejemplos

Sistemas abiertos en las organizaciones

La teoría de las organizaciones adoptó este modelo en los años sesenta. Daniel Katz y Robert Kahn, en Psicología social de las organizaciones (The Social Psychology of Organizations, 1966), describieron la empresa como un sistema abierto que importa energía (personas, materias primas, capital), la transforma y exporta un producto, y que necesita vigilar su entorno para sobrevivir.

Desde esta perspectiva, una organización no se explica solo por su estructura interna, sino por su relación con clientes, proveedores, competidores, normativas y tecnología. Esto trae ventajas y riesgos:

• Ventajas: mayor capacidad de adaptación, de innovación y de aprendizaje.
• Riesgos: mayor dependencia del exterior, exposición a crisis y a la competencia, y necesidad de gestionar la incertidumbre.

Sistemas abiertos y estructuras disipativas

El químico Ilya Prigogine, Premio Nobel de Química en 1977, estudió cómo ciertos sistemas abiertos alejados del equilibrio pueden generar espontáneamente estructuras ordenadas a costa de disipar energía al entorno. Las llamó estructuras disipativas. Los seres vivos son su ejemplo más complejo. El orden local no viola la segunda ley de la termodinámica, porque el aumento de entropía se produce en el entorno.

Diferencia con el sistema cerrado

El sistema cerrado no intercambia materia con el exterior (aunque sí puede intercambiar energía), mientras que el sistema aislado no intercambia ninguna de las dos. Solo los sistemas abiertos pueden sostener la vida y mantener o aumentar su orden interno de forma indefinida, siempre que dispongan de un aporte exterior.

Preguntas frecuentes

Referencias

• Bertalanffy, L. von. «The theory of open systems in physics and biology». Science, 111, 1950.
• Katz, D. y Kahn, R. L. Psicología social de las organizaciones. México: Trillas.
• Prigogine, I. y Stengers, I. La nueva alianza. Madrid: Alianza Editorial.