Cómo funciona el ventilador sin aspas Dyson

En octubre de 2009, la empresa de electrónica de consumo de James Dyson, famosa por su línea de aspiradoras, introdujo un nuevo dispositivo en el mercado llamado Dyson Air Multiplier. El Air Multiplier era un ventilador con una característica inusual: sin aspas visibles. Parecía ser solo un tubo circular poco profundo montado en un pedestal.

Desde entonces, Dyson ha ampliado su familia de productos de tratamiento de aire, que utilizan la misma tecnología de ventilador sin aspas y ahora incluyen capacidades de purificación de aire. Algunos de ellos también funcionan como humidificadores para cuartos secos, y algunos funcionan tanto como calentadores como ventiladores que mueven el aire.

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Pero con solo mirar estos dispositivos, no esperaría sentir una brisa cálida o fresca proveniente de ellos. No hay partes móviles a la vista. Pero cuando están encendidos, sientes que sopla aire. Asique, como trabajan? ¿Cómo puede un círculo abierto empujar aire sin aspas de ventilador?

Como puede imaginar, hay algunos principios científicos en juego aquí. También hay un elemento electrónico. Si bien el tubo no tiene aspas en su interior, el pedestal del ventilador contiene un motor eléctrico sin escobillas que toma aire y lo introduce en el tubo circular. El aire fluye por el interior del dispositivo hasta que llega a una hendidura dentro del tubo. Esto proporciona el flujo de aire básico que crea la brisa que sientes si estás frente al ventilador.

Según Dyson, la brisa generada por estos dispositivos es más consistente y constante que la de un ventilador estándar con aspas. Como no hay aspas giratorias, la brisa del ventilador no lo golpea con pequeñas ráfagas de aire.

¿Cuál es el secreto detrás de la tecnología?

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Llamar a un Dyson Air Multiplier un ventilador sin aspas es quizás un poco engañoso. Tienen cuchillas; simplemente no puedes verlos porque están escondidos dentro de los pedestales. Un motor hace girar nueve aspas alineadas asimétricamente para introducir aire en el dispositivo. Según Dyson, las iteraciones más recientes pueden proyectar más de 77 galones de aire por segundo para enfriar el flujo de aire.

El flujo de aire se desvía por la parte trasera de la máquina. Pero, ¿cómo multiplica el ventilador la cantidad de aire que ingresa al pedestal del dispositivo?

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Se reduce a la física. Si bien es cierto que la atmósfera es gaseosa, los gases obedecen las leyes físicas de la dinámica de fluidos. A medida que el aire fluye a través de las ranuras del tubo circular y sale por la parte delantera del ventilador, el aire detrás del ventilador también pasa por el tubo. Esto se llama incentivo. El aire que fluye empujado por el motor induce al aire detrás del ventilador a seguirlo.

El aire que rodea los bordes del ventilador también comenzará a fluir en la dirección de la brisa. Este proceso se llama arrastre. A través de la inducción y el arrastre, Dyson afirma que sus ventiladores aumentan la salida del flujo de aire en 15 veces la cantidad que toma a través del motor del pedestal.

Sin embargo, hay un problema que Dyson no superó del todo con su exclusivo ventilador. A continuación, verá por qué Dyson cambió el diseño de su Air Multiplier cuando llegó el momento de hacer una segunda versión.

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A pesar de su concepto de vanguardia, el Dyson Air Multiplier original tenía un defecto notable. No fue realmente muy tranquilo. Dyson tomó nota y decidió renovar la segunda generación de su ventilador.

Hacerlo requirió una gran inversión por parte de la empresa. Dyson invirtió más de $60 millones en investigación y asignó 65 ingenieros al proyecto. Juntos, crearon 640 prototipos y presentaron cientos de patentes, ajustando cada diseño un poco más, para investigar el movimiento del aire dentro de su original ventilador.

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Como puedes imaginar, parte del problema del ruido se originó por la turbulencia. El Air Multiplier original absorbió aire en su base, donde rebotó de cualquier manera, creando caos... y ruido. Para identificar este ruido, los investigadores colocaron el ventilador en una cámara insonorizada con 10 micrófonos escuchando cada zumbido y zumbido.

Luego construyeron prototipos translúcidos y pasaron pintura ultravioleta y humo a través del dispositivo. Las cámaras de alta velocidad proporcionaron una reproducción cuadro por cuadro, ofreciendo pistas visuales sobre dónde se estaba acumulando el aire y causando un alboroto.

Los ingenieros de Dyson abordaron los problemas de turbulencia integrando cavidades de Helmholtz en la base del ventilador. Si alguna vez ha sostenido una concha marina en su oído o ha soplado sobre la parte superior de una botella de vidrio, ha experimentado el efecto de estas cavidades, en las que el sonido rebota y se desliza sobre una superficie dura.

Las cavidades de Helmholtz hacen ruido, por supuesto. Averigüe exactamente cómo funcionan estas cavidades y luego podrá controlar ese ruido. Al agregar cavidades de Helmholtz en la base del Air Multiplier, los ingenieros aumentaron la presión del aire y, en última instancia, estas cavidades comenzaron a funcionar como silenciadores.

Los fabricantes de automóviles están muy familiarizados con los principios de las cavidades de Helmholtz. Los manipulan a su favor cuando silencian los sistemas de escape. En el caso del Air Multiplier, los ingenieros básicamente ajustaron las cavidades para silenciar específicamente los sonidos en el rango de 1,000 Hertz, que los humanos tienden a encontrar especialmente molestos.

Sus esfuerzos (y los montones de dinero en efectivo para la investigación) valieron la pena. Según Dyson, el ventilador de segunda generación era un 75 por ciento más silencioso que su predecesor. Y debido a que el aire se movió de manera más suave y eficiente a través de todo el Multiplicador de aire, Dyson pudo reducir la escala del motor. Dicen que el motor más nuevo requería un 40 por ciento menos de energía.

Por su silencio, la Sociedad de reducción de ruido otorgó al Air Multiplier de segunda generación un premio Quiet Mark en 2014. El premio se otorga a los productos que reprimen la contaminación acústica innecesaria.

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Dyson ahora ha ampliado lo que Air Multiplier puede hacer mucho más allá de simplemente soplar aire frío. El Dyson Cool es un ventilador que se mantiene fiel a sus raíces Air Multiplier. Pero los nuevos modelos también tienen filtros HEPA en la base que, según la empresa, crean un aire un 50 por ciento más limpio al atrapar el 99,95 por ciento de los contaminantes, incluido el formaldehído.

Y los compradores pueden elegir entre un dispositivo que puede humidificar, purificar y enfriar una habitación o purificar, calentar y enfriar una habitación. Siendo el siglo XXI, muchos de estos se pueden conectar a la red Wi-Fi de su hogar y pueden ser compatibles con su asistente de voz.

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Ninguna de estas tecnologías es barata, con precios que comienzan en $400 por un ventilador con un purificador de aire. Cuantas más características tenga el ventilador, mayor será el precio, con algunos modelos que cuestan alrededor de $ 1,000.

No hay duda de que Dyson Air Multiplier es un invento sorprendente. Su diseño elegante y su tecnología innovadora causaron revuelo en la blogosfera cuando se lanzó. Quizás en el futuro, ninguno de nuestros ventiladores tendrá aspas visibles.

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Publicado originalmente: 26 de octubre de 2009