Woofer rotatorio

Un woofer rotatorio es un altavoz de estilo subwoofer que reproduce contenido de frecuencia muy baja mediante el uso del movimiento de una bobina de voz de altavoz convencional para cambiar el tono (ángulo) de las aspas de un impulsor que gira a una velocidad constante. El tono de las aspas del ventilador está controlado por la señal de audio presentada a la bobina de voz, y puede oscilar tanto positiva como negativamente, con respecto a una posición de aspa giratoria de tono cero. Dado que el amplificador de audio solo cambia el tono de las aspas, se necesita mucha menos energía, por dB de nivel de sonido acústico generado, para accionar un woofer rotatorio que para accionar un subwoofer convencional, que utiliza un electroimán móvil (bobina de voz) colocado dentro del campo de un imán permanente estacionario para accionar un cono que luego desplaza el aire. Los woofers rotatorios se destacan por producir sonidos por debajo de los 20 Hz, por debajo del rango de audición normal; Cuando se instalan en la pared de una habitación sellada, pueden producir frecuencias de audio inferiores a 1 Hz, un diferencial de presión estática, simplemente comprimiendo el aire en la habitación sellada.

El diseño del subwoofer rotatorio fue patentado por primera vez el 1 de diciembre de 1942 por R.C. Sanders, Jr., bajo la patente estadounidense número 2.304.022. A principios de la década de 1970, los investigadores notaron que, si bien los humanos podían detectar frecuencias inferiores a 20 Hz, el oído era mucho menos sensible a estas frecuencias. Como resultado, se requieren niveles de presión sonora más altos para percibir estos sonidos. Estas frecuencias a menudo no son audibles, pero aún así son detectadas subliminalmente por los humanos (ver: Infrasonido). Los subwoofers típicos que utilizan conos móviles no transmiten energía muy bien al aire por debajo de los 20 Hz y, por lo tanto, su nivel de presión sonora (SPL) cae significativamente por debajo de esta frecuencia.

Para ayudar a la gente a percibir el contenido de muy baja frecuencia disponible en el material grabado, Bruce Thigpen de Eminent Technology experimentó con nuevos métodos para producir el nivel de presión sonora requerido. El woofer rotatorio desplaza mucho más aire de lo que es posible utilizando conos móviles, lo que hace posible la reproducción de frecuencias muy bajas.

En lugar de utilizar un electroimán móvil (bobina de voz) colocado dentro del campo de un imán permanente estacionario para accionar un cono, como un subwoofer convencional, en un woofer rotatorio, el movimiento de la bobina de voz se utiliza para cambiar el ángulo de un conjunto de aspas de ventilador de velocidad de rotación fija con el fin de generar ondas de presión sonora. El paso de las aspas cambia según la señal que suministra el amplificador, lo que produce una onda de sonido modulada debido al aire movido por las aspas giratorias. Si no se aplica ninguna señal, las aspas simplemente giran "planas" a paso cero, sin producir sonido. Dado que el amplificador de audio solo cambia el paso de las aspas, se necesita mucha menos energía para accionar un woofer rotatorio, aunque se requiere una fuente de energía secundaria para accionar el motor del ventilador.

A modo de analogía, el eje del ventilador del woofer giratorio es algo así como el plato cíclico de un helicóptero que permite que una fuente estacionaria de movimiento alternativo (la bobina móvil del subwoofer) cambie el ángulo del conjunto de aspas giratorias. Muchos woofers giratorios caseros utilizan un plato cíclico de helicóptero RC conectado a un controlador de subwoofer tradicional modificado que actúa como un actuador lineal para modular el tono de las aspas.

Un woofer rotatorio está diseñado para producir solo frecuencias inferiores a 20 Hz; la distorsión aumenta a medida que la frecuencia de entrada excede la velocidad de rotación del ventilador (20 Hz serían aproximadamente 1200 rpm para el ventilador). Las RPM del ventilador están limitadas para reducir el ruido constante generado por las aspas del ventilador. Los modelos actuales normalmente giran a alrededor de 800 RPM (13 Hz). Otro problema con los woofers rotatorios es el requisito de espacio. Los subwoofers tradicionales necesitan un deflector o recinto para evitar que las ondas de retorno interfieran destructivamente con la salida, los woofers rotatorios también requieren un deflector o recinto, sin embargo, debido a que las frecuencias son tan bajas, el recinto o el deflector deben ser muy grandes en comparación. Sin un deflector o recinto, la presión sonora de la parte trasera de la unidad que está 180 grados fuera de fase cancelaría casi por completo la del extremo delantero, lo que daría como resultado una salida muy baja. Se puede crear un deflector infinito montando el woofer y el corte circular en una ventana. Otra opción es un ático, un sótano o una habitación de invitados que sirva como recinto.

Se instalaron seis woofers rotativos como parte de una atracción inmersiva de las Cataratas del Niágara conocida como Niagara's Fury, ubicada en Table Rock House, para brindar una extensión de baja frecuencia a menos de 1 hercio, para emular las ondas creadas por las cataratas. Sin embargo, los woofers rotativos no se utilizan actualmente, ya que se desinstalaron algún tiempo antes de septiembre de 2023.

• Eminent Technology
• Sirena de defensa civil

• Danish study on Infrasound (en danés)
• Journal of Acoustic Society paper by Yeowart and Evans
• UK government paper on very low frequency sound

• Sitio Rotary Woofer
• International Audio Review Technical Article
• Blog de instalación de lana rotatoria