La cámara de la NASA que captura lo invisible: cómo revoluciona la aviación
Imagina intentar fotografiar el viento. Eso es similar a lo que enfrentaron los ingenieros de la NASA durante un esfuerzo reciente para estudiar cómo se mueve el aire alrededor de aviones, cohetes y otros vehículos aeroespaciales. El aire es invisible, pero comprender cómo fluye es crucial para construir aeronaves mejores y más seguras.
De 80 años de técnica a una revolución visual
Durante ocho décadas, los investigadores utilizaron una técnica llamada “imágenes schlieren enfocadas”. Piensa en ella como un sistema de cámara especial que puede “ver” el movimiento del aire detectando pequeños cambios en su densidad. Es el mismo efecto que te permite ver las ondas de calor que suben del pavimento caliente en un día soleado, solo que mucho más preciso.
El sistema SAFS: compacto, económico y fácil de usar
El sistema Self-Aligned Focusing Schlieren (SAFS) es un cambio radical. Es una herramienta de visualización compacta, de bajo costo y fácil de usar que es menos compleja que los sistemas schlieren enfocados tradicionales.
“Lo que hace que este avance sea convincente es el efecto dominó”, dijo Brett Bathel de la NASA, quien inventó el SAFS junto con el ingeniero Joshua Weisberger en el Centro de Investigación Langley de la agencia en Hampton, Virginia. “Cuando los investigadores pueden ver y comprender el movimiento del aire de maneras que antes eran difíciles de lograr, conduce a mejores diseños de aeronaves y vuelos más seguros para todos”.
Impacto práctico en la industria aeroespacial
Cambiar de sistemas más antiguos al SAFS en túneles de viento y otros entornos de investigación especializados permite a los ingenieros aeroespaciales recopilar datos de visualización de flujo de alta velocidad de manera más eficiente, con menos tiempo de inactividad de las instalaciones y costos más bajos.
Para la industria de la aviación, abre puertas a nuevos descubrimientos, revolucionando potencialmente cómo diseñamos todo, desde aviones comerciales hasta naves espaciales. Con el SAFS en su caja de herramientas, la NASA también está mejor posicionada para cumplir sus objetivos de misión relacionados con la eficiencia y seguridad en la aviación y el espacio.
Aplicaciones específicas que están cambiando el juego
- Captura de separación de flujo: Los investigadores están usando SAFS para capturar la separación de flujo en el High Lift Common Research Model, una herramienta para mejorar la precisión en la predicción del rendimiento de despegue y aterrizaje de nuevas aeronaves.
- Investigación de estructuras de celdas de choque: También los ayuda a investigar estructuras de celdas de choque, las formas de diamante que se forman en las columnas de escape, para el modelo del Sistema de Lanzamiento Espacial.
Reconocimiento global y adopción internacional
La tecnología de la NASA ya se está utilizando en todo el mundo, adoptada por más de 50 instituciones en más de 8 países, desde Notre Dame hasta la Universidad de Liverpool. Las empresas continúan licenciando la tecnología y las versiones comerciales están llegando al mercado.
El impacto ha sido tan significativo que los investigadores de la NASA ganaron múltiples premios. R&D World le dio al SAFS un lugar en sus Premios R&D 100 de 2025, seleccionados por un panel de expertos globales. La NASA también nombró al SAFS como la Invención Gubernamental del Año 2025 de la NASA, el premio más alto que la agencia otorga a tecnologías innovadoras.
¿Por qué el SAFS es tan importante?
Para entender por qué el SAFS es un gran avance, necesitas saber con qué trabajaban los investigadores antes. La configuración anterior de imágenes schlieren enfocadas requería que los investigadores tuvieran acceso a ambos lados de lo que estaban probando. Necesitaban configurar rejillas separadas de fuentes de luz en cada lado y alinearlas perfectamente entre sí.
El viejo sistema: semanas de ajustes meticulosos
Es el equivalente de alinear dos pantallas de ventana en lados opuestos de una habitación para que sus patrones coincidan exactamente. Configurar uno de estos sistemas podría tomar semanas de ajustes minuciosos, y si alguien accidentalmente golpeaba el sistema o necesitaba hacer un ajuste, había que comenzar de nuevo.
La solución creativa: polarización de la luz
Entra el sistema SAFS. En 2020, los investigadores de la NASA hicieron una pregunta crítica: ¿Qué pasaría si pudieran eliminar toda esa complejidad usando las propiedades de la luz misma? La solución: polarización de la luz.
Tus lentes de sol polarizados funcionan filtrando la luz en direcciones específicas. El sistema SAFS hace algo similar, usando la polarización de la luz para crear el mismo efecto que la configuración anterior y engorrosa de doble rejilla.
Ventajas prácticas del nuevo enfoque
- Acceso unilateral: El sistema SAFS solo requiere acceso a un lado del objeto que estás probando.
- Configuración simplificada: En lugar de necesitar dos rejillas separadas que deben estar perfectamente alineadas, usa solo una rejilla que hace doble función.
- Ahorro de tiempo radical: Lo que solía tomar semanas de configuración ahora toma solo minutos.
- Flexibilidad operativa: ¿Necesitas hacer ajustes? No hay problema. El sistema SAFS puede ajustar la sensibilidad, cambiar su campo de visión o ajustar el enfoque sobre la marcha.
Innovación que viene de la simplicidad
El sistema es compacto e inmune a las vibraciones (adiós a comenzar de nuevo porque alguien pasó caminando). A veces, los avances revolucionarios no vienen de agregar complejidad, sino de encontrar nuevas soluciones creativas a problemas antiguos. El SAFS es prueba de que siempre hay espacio para la innovación, y esta ya está dejando su huella en el mundo.
El trabajo en SAFS fue apoyado a través de la oficina de portafolio de Capacidades de Evaluación y Prueba de Aero-ciencias de la NASA y el proyecto de Herramientas y Tecnologías Transformacionales, que trabaja para desarrollar nuevas herramientas computacionales para ayudar a predecir el rendimiento de las aeronaves. El proyecto es parte del Programa de Conceptos de Aeronáutica Transformadora de la NASA bajo su Dirección de Misión de Investigación en Aeronáutica.
