La tecnología detrás de la invisibilidad

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Estoy seguro de que muchos de vosotros habréis deseado alguna vez ser invisibles y desaparecer por un tiempo durante algunas situaciones de vuestra vida. Como comentamos en el post de nanotecnología, hoy en día existen aplicaciones que hasta hace poco tiempo parecían futuristas e imposibles. Pues bien, el futuro está aquí y científicos han conseguido realizar incluso una capa de invisibilidad. A continuación vamos a ver la tecnología que se esconde bajo este efecto tan curioso.

Hoy en día existen varias formas de conseguir el efecto de invisibilidad:

  1. Mediante el efecto del espejismo
  2. Mediante el uso de metamateriales
  3. Mediante la tecnología del camuflaje óptico

Es posible realizar este efecto basándonos en el fenómeno que se produce en los espejismos. Los espejismos son bastante frecuentes en el desierto, ya que se producen por una acusada diferencia de temperaturas, en este caso entre la arena y el aire, produciendo que este último tenga una densidad desigual, y por tanto, varios índices de refracción. Esto produce que la luz reflejada por un objeto lejano experimente refracciones sucesivas, llegando directamente a los ojos del observador en lugar de rebotar en el suelo. Por lo tanto, el cerebro interpreta una especie de “mezcla” de imágenes, que será la del suelo y la de una especie de charco que refleja la luz del cielo. Este fenómeno ocurre también en el asfalto de las carreteras en verano, que parecen estar mojadas.

espejismos

Investigadores de la Universidad de Dallas consiguieron realizar este efecto empleando láminas de nanotubos de carbono, que son excelentes conductores del calor. En el experimento calentaron las láminas eléctricamente, transfiriendo el calor al área adyacente (una placa de petri con agua) y alejando la luz de la lámina,  produciéndose la invisibilidad a través de ella. Este caso no es muy práctico para usarlo como prenda, ya que una fina capa supercalentada que debe estar sumergida en agua no parece ser muy cómoda. Sin embargo, el efecto queda demostrado. En el siguiente link podéis ver un video del experimento:

http://phys.org/news/2011-10-mirage-effect-video.html

Otra posibilidad es el uso de metamateriales. La definición de metamateriales es algo compleja, pero los podemos definir como materiales compuestos por una gran cantidad de elementos de un tamaño más reducido que el de la longitud de onda con la que se va a trabajar y que tienen propiedades que no se encuentran en ningún material natural.  De esta manera podemos conseguir propiedades tan sorprendentes como un índice de refracción negativo.

En la Universidad de Maryland consiguieron desarrollar un metamaterial que desviaba la luz visible alrededor de un objeto. Se emplearon anillos concéntricos de oro (de unos 10 micrómetros) inyectados con luz cian polarizada, consiguiendo desviar los rayos de luz visible del objeto, produciendo la invisibilidad. Este caso tiene la limitación del tamaño y también que sólo puede emplearse para 2 dimensiones.

Por último, vamos a explicar la tecnología del camuflaje óptico desarrollada por la Universidad de Tokio. Si queremos ver a través de un cuerpo, ¿no sería lógico filmar lo que hay detrás de dicho cuerpo y proyectarlo en él posteriormente? Esta es su base de funcionamiento.

Esta tecnología emplea ciertos elementos de la denominada realidad aumentada, que añade elementos digitales a entornos reales. Los componentes necesarios para conseguir la invisibilidad son:

  • Prenda realizada de elementos reflectantes
  • Cámara de video digital
  • Ordenador
  • Proyector
  • Espejo especial

Los elementos reflectantes, reflejan la luz en la misma dirección de donde proviene, por lo tanto permite observarlos desde lejos y al aire libre bajo la luz solar, dos requisitos para obtener la ilusión de la invisibilidad. El funcionamiento es el siguiente:

  1. La cámara se situa detrás del objeto, capturando la escena detrás de la persona
  2. El ordenador recibe las imágenes, calcula el ángulo apropiado y las transforma en las imágenes que se proyectarán en la prenda reflectante
  3. El proyector recibe la imagen y la envía hacia el espejo
  4. El espejo refleja la imagen proyectada sobre la prenda
  5. La prenda reflectante refleja la luz de nuevo hacia el espejo
  6. La luz atraviesa la parte transparente del espejo y llega al ojo del observador

De esta manera vemos una mezcla de realidad e imagen producida por ordenador, observando esta realidad aumentada que comentábamos antes. En la imagen vemos lo curioso del experimento:

                                                            capa invisibilidad

Como hemos visto, la invisibilidad se puede conseguir de varias maneras, empleando diversos elementos y sistemas, pero su base es la misma, la creación de la ilusión empleando conocimientos de óptica, ciencia de materiales e informática. Estos sistemas que hemos visto son todavía muy recientes y seguro que en los próximos años se realizarán proyectos con mucha menos complejidad y mayor efectividad.

Se piensa que esta tecnología puede ser útil por ejemplo para pilotos de aviones, que podrían ver a través del suelo de la cabina la pista de aterrizaje, facilitando la maniobra. También se piensa en su uso en vehículos para permitir la visión de los puntos ciegos y ver directamente a través de la carrocería del vehículo.

Fuentes:

http://www.howstuffworks.com

http://www.phys.org

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