Tecnologia desenvolvida no centro Langley permite visualizar movimento do ar em túneis de vento com um sistema óptico compacto e autoalinhado, simplificando um método usado há mais de um século e ampliando a precisão de pesquisas aeronáuticas e espaciais realizadas pela NASA.
Uma tecnologia desenvolvida no Centro de Pesquisa Langley, da NASA, está mudando a forma de observar o escoamento do ar em testes aeronáuticos e espaciais.
Batizado de Self-Aligned Focusing Schlieren (SAFS), o sistema foi criado por Brett Bathel e Joshua Weisberger e recebeu da agência o prêmio Government Invention of the Year 2025, distinção reservada a invenções consideradas de maior impacto dentro da instituição.
Como funciona a visualização do fluxo de ar
A novidade ataca um problema antigo da engenharia: tornar visíveis variações de densidade no ar, algo essencial para estudar ondas de choque, turbulência, separação de fluxo e outros fenômenos que influenciam diretamente o desempenho e a segurança de aviões, foguetes e veículos hipersônicos.
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Embora o ar não possa ser visto a olho nu, pequenas mudanças em sua densidade desviam a luz, e esse efeito óptico permite registrar o comportamento do escoamento.
Essa base física não é nova.
O método schlieren, associado ao cientista August Toepler, remonta ao século XIX, com descrição ligada a 1864, e se consolidou como ferramenta clássica para visualizar perturbações em meios transparentes.

Ao longo do tempo, a técnica ganhou variações e aplicações em aerodinâmica, mas continuou exigindo montagens delicadas, sensíveis e demoradas.
Limitações da técnica schlieren tradicional
Na prática, os sistemas tradicionais de focused schlieren imaging dependem de alinhamento óptico extremamente preciso, com componentes instalados em lados opostos da região observada.
Qualquer vibração, ajuste indevido ou alteração no arranjo pode comprometer a leitura, o que historicamente aumentou o tempo de preparação e reduziu a disponibilidade de túneis de vento e outras instalações de ensaio.
A própria NASA descreve esse processo como complexo e manual.
Nova tecnologia SAFS desenvolvida na NASA
Foi nesse cenário que o SAFS surgiu em 2020 como uma tentativa de simplificar o que por décadas exigiu grande esforço operacional.
Em vez de depender do alinhamento minucioso de grades separadas em lados opostos do objeto testado, o sistema utiliza polarização da luz e uma arquitetura autoalinhada para produzir a visualização com uma montagem mais compacta e estável.
O ganho mais imediato aparece na rotina dos laboratórios.
Segundo a NASA, o que antes podia levar semanas de ajustes passou a ser preparado em minutos, com possibilidade de alterar sensibilidade, campo de visão e foco sem desmontar todo o aparato.
Além disso, o sistema exige acesso a apenas um lado do objeto ensaiado, reduzindo limitações de espaço e tornando o uso mais prático em diferentes tipos de teste.
Aplicações em túneis de vento e foguetes

A lógica do SAFS também melhora a qualidade da imagem obtida.
Em registros publicados pela agência, a tecnologia consegue destacar estruturas relevantes do fluxo e reduzir artefatos associados a camadas‑limite do túnel, ondas de choque fora do plano de interesse e variações térmicas externas ao ambiente principal do ensaio.
Esse refinamento ajuda pesquisadores a separar com mais clareza o que pertence ao fenômeno estudado e o que é ruído da medição.
Esse tipo de avanço tem efeito direto sobre programas de pesquisa.
A NASA informa que o SAFS vem sendo empregado para observar separação de fluxo no High Lift Common Research Model, usado em estudos de desempenho de decolagem e pouso.
A tecnologia também foi utilizada para investigar estruturas de choque no modelo do Space Launch System, ampliando a capacidade de análise em campanhas experimentais de alto custo.
Impacto global da invenção
O impacto já extrapolou o ambiente interno da agência.
De acordo com a NASA, a tecnologia foi adotada por mais de 50 instituições em mais de oito países, com licenciamento em andamento e versões comerciais chegando ao mercado.
Esse alcance indica que a solução não ficou restrita a um laboratório específico e passou a ser incorporada por universidades, centros de pesquisa e empresas interessadas em ensaios aerodinâmicos mais ágeis.
A repercussão também apareceu em outras premiações.
A agência registrou que o SAFS entrou na lista do R&D 100 Awards de 2025, reconhecimento internacional voltado a inovações científicas e tecnológicas.
Antes disso, a equipe ligada ao projeto já havia sido citada nos honores de tecnologia e inovação da área de Aeronáutica da NASA.
Ao explicar a importância do invento, Brett Bathel afirmou que o avanço produz um «efeito cascata», porque permitir que pesquisadores vejam e compreendam o movimento do ar de modos antes difíceis de alcançar tende a resultar em projetos de aeronaves melhores e voos mais seguros.
A declaração foi publicada pela NASA ao apresentar o prêmio e o estágio atual de adoção da tecnologia.
Mais do que substituir um arranjo óptico antigo, o SAFS representa uma mudança de lógica na instrumentação experimental.
Em vez de ampliar a complexidade para obter imagens mais úteis, a solução simplifica a montagem e, ao mesmo tempo, aumenta a flexibilidade de uso.
Essa combinação interessa especialmente à engenharia aeronáutica, onde tempo de túnel, repetibilidade de ensaio e qualidade do dado costumam definir o ritmo de desenvolvimento de novas aeronaves e sistemas espaciais.
O projeto foi apoiado pelo portfólio Aerosciences Evaluation and Test Capabilities e pelo Transformational Tools and Technologies, dentro do Transformative Aeronautics Concepts Program da diretoria de pesquisa aeronáutica da NASA.
Nesse contexto, a nova câmera se insere em uma agenda mais ampla da agência voltada a ferramentas que acelerem a previsão de desempenho, a validação experimental e o aprimoramento de conceitos para a aviação e para missões espaciais.
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