La innovadora cámara de la NASA que ha revolucionado la forma en que vemos lo invisible

Imagina intentar fotografiar el viento. Es similar a lo que los ingenieros de la NASA experimentaron recientemente durante un estudio sobre 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.

Durante 80 años, los investigadores utilizaron una técnica llamada «imágenes Schlieren enfocadas». Se trata de un sistema de cámara especial que puede «ver» el movimiento del aire al detectar pequeños cambios en su densidad. Es el mismo efecto que permite ver las ondas de calor que se elevan desde el pavimento caliente en un día soleado, solo que con mucha más precisión.

El sistema de Schlieren autoalineado y enfocado (SAFS) es revolucionario. Se trata de una herramienta de visualización compacta, económica y fácil de usar, menos compleja que los sistemas de Schlieren de enfoque tradicionales.

«Lo que hace que este avance sea tan convincente es su efecto dominó. Cuando los investigadores pueden ver y comprender el movimiento del aire de maneras que antes eran difíciles de lograr, se logran mejores diseños de aeronaves y vuelos más seguros para todos», afirmó Brett Bathel, de la NASA, quien inventó el SAFS junto con su colega ingeniero Joshua Weisberger en el Centro de Investigación Langley de la agencia en Hampton, Virginia.

El cambio de sistemas antiguos a SAFS en túneles de viento y otros entornos de investigación especializados permite a los ingenieros aeroespaciales recopilar datos de visualización de flujo a alta velocidad de forma más eficiente, con menos tiempo de inactividad en las instalaciones y menores costes. Para la industria aeronáutica, abre las puertas a nuevos descubrimientos, revolucionando potencialmente la forma en que diseñamos todo, desde aviones comerciales hasta naves espaciales.

Con SAFS en su arsenal, la NASA también está mejor posicionada para cumplir con los objetivos de su misión en materia de eficiencia y seguridad en la aviación y el espacio. Los investigadores utilizan SAFS para capturar la separación del flujo en el Modelo Común de Investigación de Alta Sustentación (HSRM), una herramienta para mejorar la precisión con la que podemos predecir el rendimiento de despegue y aterrizaje de nuevas aeronaves. Además, les ayuda a investigar las estructuras de las celdas de choque (formas de diamante que se forman en las columnas de escape) para el modelo del Sistema de Lanzamiento Espacial (SLS).

La tecnología de la NASA ya se utiliza en todo el mundo, adoptada por más de 50 instituciones en más de ocho países, desde Notre Dame hasta la Universidad de Liverpool. Las empresas siguen licenciando la tecnología y ya están llegando versiones comerciales al mercado.

La NASA también nombró al SAFS como Invención del Gobierno de la NASA del Año 2025, el premio más alto que otorga la agencia a tecnologías innovadoras. Para entender por qué el SAFS es tan importante, es necesario saber con qué trabajaban los investigadores antes.

El antiguo sistema de imágenes Schlieren enfocadas requería que los investigadores tuvieran acceso a ambos lados del objeto que estaban analizando. Necesitaban instalar rejillas separadas de fuentes de luz en cada lado y alinearlas perfectamente. Es el equivalente a alinear dos mosquiteros en lados opuestos de una habitación para que sus patrones coincidan con precisión.

Configurar uno de estos sistemas podía llevar semanas de ajustes minuciosos, y si alguien golpeaba el sistema accidentalmente o necesitaba hacer un ajuste, había que empezar de nuevo.

Entra el sistema SAFS. De hecho, ya en 2020 investigadores de la NASA se plantearon una pregunta crucial: ¿Qué pasaría si pudieran eliminar toda esa complejidad aprovechando las propiedades de la propia luz?

¿La solución? Polarización de la luz. Las gafas de sol polarizadas filtran la luz en direcciones específicas. El sistema SAFS hace algo similar: utiliza la polarización de la luz para crear el mismo efecto que la antigua y engorrosa configuración de doble rejilla. El sistema SAFS solo requiere acceso a un lado del objeto que se está analizando. Y, en lugar de necesitar dos rejillas separadas que deben estar perfectamente alineadas, utiliza una sola rejilla con doble función.

Lo que antes requería semanas de configuración ahora solo toma minutos. ¿Necesitas hacer ajustes? No hay problema. El sistema SAFS puede ajustar la sensibilidad, cambiar el campo de visión o el enfoque sobre la marcha. El sistema es compacto e inmune a las vibraciones (adiós a tener que empezar de cero porque alguien pasó por allí).

A veces, los avances revolucionarios no se logran añadiendo complejidad, sino encontrando nuevas soluciones creativas a problemas antiguos. El SAFS demuestra que siempre hay espacio para la innovación, y este ya está dejando huella en el mundo.

El trabajo en SAFS contó con el apoyo de la oficina de Capacidades de Evaluación y Prueba de Aerociencias de la NASA y del proyecto Herramientas y Tecnologías Transformacionales , cuyo objetivo es desarrollar nuevas herramientas computacionales para predecir el rendimiento de las aeronaves. El proyecto forma parte del Programa de Conceptos Aeronáuticos Transformativos de la NASA, bajo su Dirección de Misiones de Investigación Aeronáutica.