Entrevista con Lars Strömbäck (Director Tecnológico de Noctua) sobre el desarrollo del ventilador NF-A12x25

Noticias-Noctua: ¿Cuánto tiempo se tardó en desarrollar el ventilador NF-A12x25? ¿Por qué es tan especial para Noctua?

Lars Strömbäck (Director Tecnológico de Noctua): El NF-A12x25 ha sido el proyecto de Noctua más complicado de desarrollar en cuanto a ventiladores. Nos ha llevado más de 4 años completarlo y motivarnos para mejorar la calidad tanto en investigación y desarrollo como en fabricación. Para superar los distintos retos en diseño y fabricación hemos aumentado considerablemente nuestras metodologías. Por ejemplo, actualmente hemos implementado el uso de tecnologías de medición de última generación, hemos establecido un protocolo de medición totalmente nuevo y hemos desarrollado el nuevo compuesto de polímero de cristal líquido Sterrox®. Todo esto, además de los conocimientos adquiridos a lo largo de todo el proyecto también contribuirán a otros proyectos, por lo que no solo estamos muy satisfechos por tener finalmente este ventilador en el mercado, sino también somos conscientes de las nuevas perspectivas que hemos adquirido para seguir desarrollándolas en el futuro.

Noticias-Noctua: Suena muy emocionante. ¿Puede darnos más detalles o ejemplos en relación con las nuevas herramientas de investigación y desarrollo?

Lars Strömbäck (Director Tecnológico de Noctua): Por ejemplo, hemos comenzado a utilizar un dispositivo de imagen acústica que permite trazar un esquema del ruido en imágenes. De esta forma, podemos ver realmente dónde se origina cada tipo de ruido, tanto en las aspas del ventilador como en el marco. Se ha demostrado que esto es especialmente útil a la hora de ajustar el diseño para obtener un espectro de frecuencia que suene lo más agradable posible al oído humano. Ahora que podemos visualizar directamente donde se causan los picos de frecuencia tonal no deseados, es mucho más fácil tratar de solucionarlos desde el diseño. También hemos comenzado a utilizar vibrómetros láser Doppler para la medición de la vibración sin contacto. Esto ha resultado ser un factor clave para abordar las pequeñas vibraciones de la superficie de las aspas que pueden provocar ruidos o resonancias no deseados. Es muy complicado medir estas vibraciones con los sensores tradicionales ya que, cuando se colocan sobre las aspas del ventilador, la masa de los sensores influye en el modo en el que las aspas responden a las vibraciones por lo que los resultados serán precisos. En cambio, los nuevos métodos de medición láser sin contacto nos permiten trabajar a un nivel mucho más pequeño que no sería posible detectar con los sensores de vibración convencionales. Por lo tanto, ahora podemos trabajar mucho mejor en el ajuste de sonido para este ámbito.

Noticias-Noctua: Cuando se observan las especificaciones del NF-A12x25 en relación con el caudal del aire, la presión y el ruido, parece que este ventilador se encuentra en el punto medio entre el NF-F12, optimizado en presión, y el NF-S12A, optimizado en caudal de aire. ¿Es así? ¿Permanecerán los tres ventiladores en la línea de productos?

Lars Strömbäck (Director Tecnológico de Noctua): Es normal tener esta impresión al mirar las especificaciones pero no es totalmente correcto. Es cierto que a unos niveles similares de presión de flujo libre de sonido, el NF-F12 presente unas especificaciones máximas más altas en cuanto a presión, y el NF-S12A presente unas especificaciones máximas más altas en cuanto a caudal de aire que el NF-A12x25. Sin embargo, hay que tener en cuenta lo que estas especificaciones significan realmente y que tienen muy poca importancia para las aplicaciones habituales del mundo real. Para simplificar, es posible imaginar una medición de presión máxima como una situación en la que un ventilador empuja el aire contra una pared sin ninguna apertura, y una medición de caudal de aire máximo como una situación en la que el ventilador está funcionando completamente al aire libre en lugar de contra o dentro de algún objeto. Ninguna de las dos situaciones se produce normalmente en aplicaciones habituales del mundo real en las que el ventilador está funcionando contra alguna resistencia, pero nunca contra una resistencia del 100% ni resistencia cero. Por esto, en primer lugar hay que observar la curva total presión/caudal (P/Q) del ventilador para obtener una idea aproximada sobre el funcionamiento del mismo y, si se realiza esto con el NF-A12x25, se observará que a pesar de que no destaca en la presión o caudal máximo, tiene una sección media muy pronunciada. Esto le permite superar al NF-F12 y al NF-S12A en las aplicaciones convencionales. En segundo lugar, es necesario tener en cuenta que la situación es similar con las especificaciones relacionadas con el ruido: si los ventiladores están en un entorno de flujo libre, lo que realmente cuenta es cómo suena el ventilador una vez ha sido instalado en la caja, en el disipador o en el radiador, y muchos usuarios han experimentado el hecho de que un ventilador que suena de un modo aceptable en un entorno de flujo libre, puede tener un sonido más molesto cuando se encuentra dentro de una aplicación. Por eso invertimos tanto tiempo en ajustar el sonido del NF-A12x25, para conseguir una acústica óptima dentro de la aplicación. El resultado de todo esto es que las especificaciones relacionadas con el caudal del aire, la presión y el ruido únicamente informan, y en la mayoría de las aplicaciones se observan mejores resultados con el NF-A12x25 en comparación con el NF-F12 y el NF-S12A.

Noticias-Noctua:: ¿Permanecerán los tres ventiladores en la línea de productos?

Lars Strömbäck (Director Tecnológico de Noctua): Sí. Aunque estamos seguros de que el NF-A12x25 es la mejor opción para prácticamente cualquier aplicación, el NF-F12 y el NF-S12A siguen siendo unos productos excepcionales y se mantendrán dentro de la gama de productos. Miles de usuarios están totalmente satisfechos con estos modelos y probablemente continuarán comprándolos. Además, aunque estamos seguros de que el NF-A12x25 es nuestro mejor ventilador de 120mm hasta la fecha, también es el más caro. Desafortunadamente, nuestro innovador material Sterrox®, utilizado para el rotor, es aproximadamente cuatro veces más caro que el PBT reforzado con fibra de vidrio que utilizamos para los ventiladores NF-F12 o NF-S12A. El NF-A12x25 también se caracteriza por un buje reforzado en acero y una pieza metálica de refuerzo adicional en el eje. Además, la fabricación es más cara debido unas tolerancias más estrechas. Todas estas medidas aumentan el coste de producción.

Noticias-Noctua: ¿Nos podría explicar por qué es necesario adoptar todas estas medidas adicionales en el NF-A12x25?

Lars Strömbäck (Director Tecnológico de Noctua): En pocas palabras, todo esto es necesario porque hemos apostado por una distancia punta de aspa-marco muy estrecha y por el fenómeno denominado fluencia del rotor: mientras que la distancia entre las puntas del aspa y el marco suele ser de 1mm en la mayoría de los ventiladores de 120mm, en el NF-A12x25 esta distancia disminuye a 0,5mm. Debido a las fuerzas centrífugas y a las tensiones del interior de los plásticos, los ventiladores se agrandan ligeramente al cabo de años de uso. Esto no supone un problema siempre que el hueco entre las aspas y el marco sea suficientemente grande pero es un tema muy importante cuando se trata de distancias tan pequeñas entre las puntas del aspa y el marco. Por esto necesitamos mucha más precisión a la hora de fabricar el NF-A12x25. Cualquier fluencia, deformación o desequilibrio sería muy perjudicial.

Noticias-Noctua: ¿De qué sirve apostar por una distancia punta de aspa-marco tan pequeña? ¿Merece la pena tanto esfuerzo extra?

Lars Strömbäck (Director Tecnológico de Noctua): *Risas* Hemos invertido más de un año en solucionar los problemas de fabricación por lo que sí que hubo momentos en los que nos preguntábamos si de verdad merecía la pena tanto esfuerzo, pero en Noctua siempre nos hemos esforzado por superar los límites, buscar la mejor solución y que sea técnicamente posible. Estamos totalmente convencidos de que nuestros clientes aprecian esta característica de Noctua y, al final, esto justifica nuestro esfuerzo. Desde el punto de vista técnico, la razón de buscar esa mínima distancia punta de aspa-marco es que cuando el ventilador funciona en contrapresión, como en disipadores o radiadores, una pequeña cantidad de aire retrocederá a través del hueco entre las aspas y el marco. Cuanto menor sea ese hueco, también se producirá menor pérdida de aire, por lo que, al reducir la distancia, se ayuda a conseguir un mejor rendimiento en disipadores y radiadores.

Noticias-Noctua: El NF-A12x25 parece totalmente distinto a cualquier ventilador Noctua de 120mm. ¿Por qué la caja tiene esta forma y cómo puede compararse el enfoque del diseño básico a los modelos populares como el NF-F12 o el NF-S12A?

Lars Strömbäck (Director Tecnológico de Noctua): Sí, hemos adoptado un enfoque totalmente distinto con el NF-A12x25. Hemos optado por un diseño de nueve aspas con una curvatura sólida. La geometría básica de las aspas se construye sobre la experiencia adquirida con otros modelos de la serie A y, al igual que con ellos, el objetivo es conseguir un rendimiento excepcional y silencioso en cuanto a refrigeración sobre cualquier aplicación, independientemente de si está en una caja de PC o en un radiador. En cambio, el NF-F12 y el NF-S12A están enfocados específicamente hacia una presión estática mayor para los radiadores y los disipadores en el caso del NF-F12, o hacia un caudal de aire máximo para la ventilación del chasis en el caso del NF-S12A. Se trata de soluciones específicas, mientras que el NF-A12x25, como otros modelos de la serie A, es totalmente versátil. Aunque esto no significa que estemos transigiendo, sino todo lo contrario. Gracias a nuestra tecnología de última generación, el NF-A12x25 supera positivamente al NF-F12 en los radiadores y funciona, al menos, tan bien como el NF-S12A cuando se usa como ventilador de caja.

Noticias-Noctua: Cuando se mostró el NF-A12x25 en el estand de Noctua en Computex 2017, algunos visitantes tuvieron la impresión de que, a primera vista, parecía similar a algunos productos de la competencia, como el Nidec Gentle Typhoon. ¿Qué opinión tiene al respecto?

Lars Strömbäck (Director Tecnológico de Noctua): Existen similitudes con otros ventiladores en lo que respecta a los enfoques básicos, como el uso de un diseño de nueve aspas curvadas y sólidas. Esto es lo que hace que sean tan parecidos a primera vista. Es bastante normal porque este enfoque básico es uno de los puntos de partida que se ha comprobado que es más prometedor si se desea desarrollar un ventilador para factor de forma de 120x25mm y alto rendimiento que pretenda conseguir una curva P/Q estable. Aunque si se observan con mayor detenimiento, las similitudes terminan pronto y se hace evidente que el NF-A12x25 es considerablemente distinto de cualquier otro ventilador del mercado en lo que respecta a factores clave como la geometría y perfil específicos de las aspas, la longitud de la cuerda y los cambios en la curvatura. Una vez se trazan los archivos CAD en 3D del NF-A12x25 sobre los del p.ej. Nidec Gentle Typhoon, se convierte en algo obvio de inmediato. En concreto, el diseño de las aspas es completamente distinto y este detalle es precisamente uno de los puntos que requiere tanto trabajo de investigación y desarrollo para ser creado y también para ajustar la sonoridad para una máxima eficiencia. Por ejemplo, hablemos de aviones: a primera vista, para la gente de la calle, un Airbus 380 puede parecer bastante similar a un Boeing 747 y sí que son parecidos en muchos aspectos (diseño bajo de las alas, aspas curvas, 4 motores de reacción, estabilizador montado sobre el fuselaje, etc.) por las razones obvias de que han sido diseñados para un objetivo muy similar pero, en cuanto se comparan en detalle, se observan las diferentes elecciones de diseño por las que se ha optado para cada uno. Sucede lo mismo con el NF-A12x25: a primera vista puede parecer similar a otros ventiladores pero tiene un diseño totalmente nuevo desde sus cimientos.

Noticias-Noctua: ¿Han analizado el rendimiento del NF-A12x25 en comparación con otros ventiladores que a primera vista parecen similares?

Lars Strömbäck (Director Tecnológico de Noctua): Siempre que se desarrolla un nuevo ventilador, nuestro objetivo es proporcionar la mejor eficiencia del mercado en relación rendimiento/ruido por lo que, inevitablemente, tenemos que analizar con detenimiento lo que nos ofrece el mercado. Los resultados reafirman el punto que acabamos de señalar: existen distintos modelos de diferentes fabricantes que parecen similares a primera vista, pero hay muchísimas diferencias en cuanto a rendimiento. El motivo es que son estos pequeños detalles, así como el ajuste del sonido de los mismos lo que marca la excelencia de un ventilador y no el enfoque de su diseño básico. De todos los ventiladores que podrían parecer similares al NF-A12x25, el Nidec Gentle Typhoon sería el competidor más fuerte, pero seguimos confiando en que nuestro diseño es ligeramente superior. En nuestros ensayos con un refrigerador convencional de agua, integral, de 5 cm a 200W de carga térmica con ambos ventiladores ajustados al mismo nivel de ruido, el NF-A12x25, gracias a las juntas de silicona para radiadores que se incluyen, presentó temperaturas entre 0,3 a 0,6°C inferiores a las del Nidec, dependiendo de la velocidad utilizada. Al mismo tiempo, nuestros rodamientos SSO2 de gran calidad funcionan prácticamente en silencio mientras que los rodamientos del Nidec emiten un sonido desagradable que se escucha claramente cuando el ventilador funciona a velocidades bajas. En último lugar, aunque no por ello menos importante, a diferencia del NF-A12x25, con sus almohadillas y juntas de silicona integradas, el Nidec no incluye ningún soporte anti-vibración, por lo que transmite las vibraciones y resonancias al radiador y a la caja. Si tenemos todo esto en consideración, estamos seguros de que el NF-A12x25 es el mejor ventilador de 120mm en la actualidad.

Noticias-Noctua: Además del diseño distinto de las aspas, parece que el NF-A12x25 tiene un tono marrón y una textura de superficie ligeramente distintos si lo comparamos con otros ventiladores Noctua. ¿Cuál es el motivo de este cambio?

Lars Strömbäck (Director Tecnológico de Noctua): La textura que se puede observar en el rotor es la estructura de cristal reforzada en fibra de vidrio del material LCP Sterrox®. En general es muy complicado dar color al nuevo material y la estructura de cristal reforzado siempre tiende a brillar ligeramente por lo que parece tener más relieve en comparación con los colores suaves de los ventiladores fabricados con PBT o PA. Al añadir partículas de color se modifican las propiedades físicas del material y, como ya hemos explicado, se necesita la máxima precisión a la hora de fabricar el NF-A12x25. Por esta razón, nuestras posibilidades de introducir colores son algo limitadas. Al final, el color por el que optamos es el que nos proporciona los mejores resultados desde el punto de vista técnico y que también sea fácilmente identificable como un ventilador Noctua. Es ligeramente distinto en comparación con el tono marrón que utilizamos habitualmente pero, al final, pensamos que también es beneficioso que los usuarios vean que es una innovación con diferente material. De alguna forma, esto ayuda a visualizar todo el esfuerzo y todo el proceso de investigación que se ha llevado a cabo para fabricar este ventilador.

Noticias-Noctua: Uno de los aspectos ligeramente distintos en el NF-A12x25 son las microestructuras de superficie interna. Parecen mucho más pequeñas en comparación con los modelos anteriores. ¿Esto se debe a algún motivo especial?

Lars Strömbäck (Director Tecnológico de Noctua): Sí, todo esto es correcto. Debido a que la distancia punta de aspa-marco es mucho más pequeña en el NF-A12x25, necesitamos una capa superficial más fina en el interior del marco para conseguir el efecto aerodinámico deseado en las puntas de las aspas cuando se mueven dentro de esta capa superficial y así reducir la vibración inducida por vórtices de la punta de las aspas. Esta es la razón de por qué las microestructuras de superficie interna son más pequeñas en el NF-A12x25.

Noticias-Noctua: Muchas gracias por contestar a todas nuestras preguntas.

Lars Strömbäck (Director Tecnológico de Noctua): Encantado. Gracias a vosotros.