1年にわたる試行錯誤で携帯型試作機を開発
メキシコ・タマウリパス州アルタミラにあるCETIS 78の電子工学科の学生、アンヘラ・カリメ・ベネガス・エルナンデスさんは、小さな炎を5～8秒で消せるという携帯型装置を開発した。「Vortex Tech」と名付けられたこの装置は、水や化学消火剤の粉末ではなく、12ボルトのバッテリーと30ヘルツの音を使う。
目次
ベネガスさんと指導教員のホセ・アルトゥロ・エルナンデス・ムニョスさんは、約1年をかけて装置を5種類試作した。木材、可燃性液体、電気機器、調理油を使った実験など、100回を超える試験を行ったという。公表されている有効距離は約2メートル。
このプロジェクトは、ExpoCiencias Tamaulipas 2025の高校部門で最優秀賞を受賞し、その後、約270件のプロジェクトが参加した全国大会で銀賞を獲得した。これらの実績をきっかけに、教室での実験がインドネシアでの国際発表へとつながった。
2026年8月と9月に公表された記事ではベネガスさんは16歳とされている一方、インドネシア到着を伝えた記事では17歳と紹介されている。装置はなお実験段階の試作機で、公表された成果は管理された条件下での小さな炎を対象としている。水や粉末で貴重品や機器を傷める恐れがある場所で、従来型の消火器を補完するのが目的だという。
動画から実用的な発明へ
ベネガスさんが出発点としたのは、「吹き消したり、水をかけたり、触ったりせずに、ろうそくの火を消せるだろうか」という素朴な疑問だった。指導教員で叔父でもあるエルナンデスさんによると、実験動画を見たことが音響消火装置の開発に関心を持つきっかけになった。
ベネガスさんは、アイデアの具体的な出発点として、長さ約4メートルの音響砲を映した動画を挙げた。米国防高等研究計画局（DARPA）と関連づけられたものだという。その実演を見て、小型の装置でも同様の効果を生み出せるか試すことにした。
最初に機能するものができるまで、製作前の調査期間を除いて2カ月かかった。それでも、初期の試作機では小さな炎を消すのに苦労した。ベネガスさんとエルナンデスさんは素材を変え、音響構造を繰り返し調整し、現在公開されている5号機にたどり着いた。
科学コンテストへの関心を高めたのもエルナンデスさんだった。家族で食事をするとき、コンテストを通じて出会った人々や訪れた場所について話してくれたという。ベネガスさんも自分の経験を積みたいと考え、このプロジェクトが挑戦のきっかけになった。
Vortex Techの仕組み
Vortex Techは、バッテリー、周波数発生器、パワーアンプ、スピーカー、そして音響砲の本体となるよう加工したバケツで構成される。それぞれの部品には役割がある。バッテリーが電力を供給し、発生器が周波数を設定し、アンプが電気信号を増幅し、スピーカーがその信号を空気の動きに変える。
バケツは店で買ったものをそのまま使うのではなく、装置の一部として機能するよう意図的に加工したと、ベネガスさんは説明した。翻訳すると、次のように述べている。
このバケツは、店で見つけたものではなく、私たちが加工したものです。
スピーカーは円形の開口部に向けて音を出す。この設計により、ドーナツ状の空気の輪のような渦輪が生じると説明されている。渦輪が炎の周囲の空気を乱す。
動作周波数の30ヘルツは、1秒間に30回の周期を意味する。周波数は圧力変化がどれほど速く繰り返されるかを示すもので、音量とは異なる。試作機の効果は、圧力変化の強さや向き、開口部の形状、火元までの距離にも左右される。低い音を鳴らすことは、仕組みの一要素にすぎない。
空気の動きで炎を消せる理由
炎が燃え続けるには、燃料、熱、酸素が必要だ。音は空気中を圧力の変化として伝わる。適切な音響装置でその変化を小さな炎に向けると、空気の流れを変え、燃焼が起きている領域を乱すことができる。
Vortex Techの説明では、炎から酸素を遠ざけ、熱い空気を燃料から引き離すとされている。より詳しい説明では、局所的な乱れが生じるという。振動や乱流によって炎が燃料供給から外れ、熱が失われやすくなり、燃焼が止まる可能性がある。
周囲の部屋の空気には、引き続き酸素が含まれている。効果が生じるのは炎の近くで、燃焼の継続を可能にする条件を装置が変えるためだ。ろうそくは、熱せられたロウから上昇する燃料の蒸気が安定して供給されることで燃えるため、わかりやすい例となる。
音が炎に作用する現象には長い研究の歴史がある。2025年に学術誌「Fire」に掲載されたレビュー論文は、人の声が炎に影響するという観察をJ・ティンダルによる1867年の記述までさかのぼり、その後の音響消火実験について論じている。ベネガスさんは、設計変更と試験を重ね、この既知の物理原理を学生の携帯型プロジェクトに応用した。
公表された試験で分かること
ベネガスさんによると、Vortex Techは複数の燃料による小規模火災を、およそ5～8秒で消してきた。最大2メートルの距離で動作したとの報告もある。これらの数値から、ろうそく1本だけを使った実演よりも具体的な性能目標が見えてくる。
試験についての説明には、炎の大きさ、音圧の測定値、燃料ごとの成功例と失敗例の内訳が示されていない。こうした情報があれば、装置がどの程度安定して動作するのか、どの条件で最も効果を発揮するのかを把握しやすくなる。
2025年の「Fire」誌のレビューは、音響消火がより適しているのは初期火災だとし、燃焼が固体の内部に広がった場合の限界を指摘している。目に見える炎は空気の動きで乱せても、物質内部の熱や燃焼には別の対応が必要となる。
木材、可燃性液体、電気機器、調理油では、火災の状況がそれぞれ異なる。これらの種類を挙げることで学生の実験内容を具体的にイメージできるが、実用的な緊急用装置とするには、使用を想定する燃料や規模、状況ごとに性能を評価しなければならない。したがって、さらなる開発では有効距離を伸ばすだけでは不十分だ。
消火剤を使わない装置が役立つ場所
ベネガスさんは、研究室、オフィス、博物館、教室などでの活用を想定している。いずれも室内の物品への被害が懸念される場所だ。水は機器や収蔵品に影響を与えることがあり、粉末消火剤は広範囲に残り、清掃に手間がかかる場合がある。
Vortex Techは炎に液体や化学消火剤の粉末を噴射しない。そのため、小さな火災であっても消火活動によって電子機器、実験器具、展示品が損傷する恐れのある場所では、設計上の利点となる可能性がある。バッテリー駆動も、携帯性を高めるという目標を支えている。
試作機は残留物を出さず、作動中に近くにいる人にも害を及ぼさないと説明されている。ただし、公表されている試験の詳細は限られており、実際の緊急時に使う前には安全性の評価が必要だ。想定される場所で使用するには、電力要件、音響への曝露、安定した動作のいずれも重要となる。
ベネガスさんによると、このシステムは従来型の消火器と併用することを想定している。火災に直面した場合は、確立された緊急時の手順に従い、用途に適した認証済みの機器を使用すべきだ。周波数、出力、向き、距離を慎重に組み合わせる必要があるため、一般家庭のスピーカーで実験を再現しようとすると危険を伴う。
タマウリパス州から国際科学フェアへ
このプロジェクトは、ラテンアメリカ科学技術協会（SOLACYT）のプラットフォームに、スペイン語で「音波を用いた消火システム」を意味する題名で掲載されている。出場者はベネガスさん、指導教員はエルナンデスさんとされ、応用科学分野に分類されている。
ベネガスさんは、州大会と全国大会に計7回参加してきた。ExpoCiencias Tamaulipas 2025での最優秀賞に続き、約270件が参加した全国大会で銀賞を獲得した。メキシコ産業技術教育サービス総局（DGETI）も、州を代表して国際大会に参加することに関連して、ベネガスさんを祝福した。
プロジェクトの開発と大会への参加経緯は、次のようにまとめられる。
- 2025年：Vortex TechがExpoCiencias Tamaulipasの高校部門で最優秀賞を受賞。
- 約1年にわたる開発期間：ベネガスさんとエルナンデスさんが5台の試作機を製作。最初の機体は小さな炎を消すまでに2カ月を要した。
- 州大会後：約270件が参加した全国大会で銀賞を獲得。
- 2026年10月：ベネガスさんがインドネシアの国際科学・発明フェアで発表する代表に選ばれた。
国際科学・発明フェア（ISIF）は、インドネシア若手科学者協会がインドネシア大学とともに主催するとされている。2026年の詳しい日程では、オンライン大会が10月6～9日、対面イベントが10月12～17日に、ジャカルタ近郊デポックの同大学で開催される。他の記事では10月13～18日または10月14～16日とされ、開催地はジャカルタと紹介されている。
開催時期に伝えられた記事では、ベネガスさんはすでにインドネシアに到着し、大学から写真を投稿したとされる。科学フェアへの参加費用は、アルタミラ市のアルマンド・マルティネス・マニケス当局者とタマウリパス州教育事務局の支援を受けた。こうした支援により、大会への招待が海外で装置を発表する機会へとつながった。
特許取得を目指し、自動作動型も開発
ベネガスさんはVortex Techの特許取得を目指している。また、2つ目の構想として、炎を自動で検知し、人が操作しなくても作動する音響消火装置の開発を進めている。
自動型では、既存の技術課題に加えて新たな開発が必要となる。炎を確実に認識して音響装置を作動させる一方、消火器自体も想定する使用条件のもとで機能しなければならない。完成時期や特許出願の時期は明らかにされていない。
ベネガスさんは高校2学期に電子工学への関心を持ち始めた。当初はこの科目にあまり興味を持てないと思っていたが、Vortex Techの製作を通じて考えが変わった。機械システム、電子工学、制御を組み合わせる電子工学やメカトロニクスへの進学を検討しており、工学を学ぶつもりだという。
これまでの成果は具体的だ。5台の試作機、100回を超えるとされる試験、州大会と全国大会での受賞、そして国際発表の機会を得た。次の課題は、小さな炎を使った実験を、守りたいと考える場所に特化した、より十分に検証された装置へと発展させることだ。
要点
- アンヘラ・カリメ・ベネガス・エルナンデスさんは、指導教員のホセ・アルトゥロ・エルナンデス・ムニョスさんとともに、タマウリパス州アルタミラのCETIS 78でVortex Techを開発した。
- 5号機は12ボルトのバッテリーと30ヘルツの音を使い、小さな炎を乱して消火する。
- ベネガスさんによると、100回を超える試験を行い、消火時間は5～8秒、有効距離は約2メートル。
- プロジェクトは2025年に州大会で優勝し、約270件が参加した全国大会で銀賞を獲得した。
- 装置はなお実験段階で、従来型の消火器を補完することを想定している。
- ベネガスさんは特許取得を目指し、炎を検知して自動作動する型の開発も進めている。
