El análisis de la formación de torbellinos y de los distintos movimientos del aire, y la fuerza que ejerce sobre los objetos empleados en las industrias aeronáutica y automotriz, permite determinar la influencia de la temperatura y la densidad del aire sobre el desempeño de estos. 

Los cambios producidos cuando un rayo de luz pasa por una corriente de aire, y el comportamiento de la materia al ser atravesada por este, a veces son tan pequeños que no alcanzan a ser percibidos por el ojo humano, explica Nicolás Claro, estudiante del Departamento de Física de la Universidad Nacional de Colombia (U.N.). 

“El arreglo probado hace que la luz proporcionada por un led se dirija hacia un espejo, y una vez reflejada vuelva a caer sobre el mismo punto, de tal manera que puede recoger la información que se encuentra en la mitad del recorrido”, explica el estudiante. 

Aunque al registrar el proceso se observa una imagen blanca, variantes como cambios en la temperatura harían que los haces de luz tomen una dirección distinta a la habitual, con lo que se podrían observar zonas oscuras, evidencia de los cambios en el índice de refracción o paso de la luz. 

Como los patrones de refracción varían según el objeto que se quiera estudiar, la interpretación de los datos a partir de algoritmos de análisis de imagen permite determinar lo que en física se conoce como “campo de velocidades del flujo”, a partir del cual se pueden realizar estudios matemáticos más precisos. 

El “campo de velocidades” determina la forma en que el aire se mueve a través de un objeto en cada punto del espacio, dato que permite hacer nuevos análisis y además contar con información detallada sobre la densidad del aire y la temperatura en lugares muy específicos de la imagen, precisa el estudiante. Esta información sirve de base para elaborar objetos o materiales más funcionales, al disminuir su posible resistencia al aire. 

Cuando estos datos se capturan y analizan, el estudio detallado de la imagen facilita el hallazgo de diversos patrones sobre el comportamiento de las corrientes, cuya repetición y posibles variantes será evaluada en pares de fotogramas, con el fin de reconstruir los efectos que tiene el aire sobre el objeto. 

El estudiante explica que “normalmente colocamos objetos como pelotas y cilindros para verificar la eficacia del montaje o del arreglo para ese estudio. Contar con una infraestructura similar a un túnel de viento mejoraría las observaciones para optimizar el desempeño de los materiales analizados”. 

Trabajos posteriores a partir de este arreglo –que se encuentra a la vanguardia del estudio de fluidos– permitirían establecer la cantidad de vapor de agua que sale de la hoja de una planta, con el fin de optimizar aspectos como el riego y las horas que serían más adecuadas para llevarlo a cabo.