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Qué es la fuerza constante en los relojes, lo que tienes que saber


 |  15 febrero, 2021

¿Has escuchado la palabra fuerza constante? Algún punto de venta, boutique, asesor comercial ¿te ha mencionado esto alguna vez? La relojería mecánica se centra en resolver problemas para favorecer la precisión, y varios de ellos son etiquetados como “enemigos de la relojería”. Me refiero al: magnetismo, a la gravedad, los golpes, la temperatura, los rayos UV, los químicos, la humedad, la suciedad y la pérdida de energía, entre otros.

La pérdida de la energía y la fuerza constante en los relojes

En la ley de la conservación de la energía, o la primera ley de la termodinámica se establece un principio que seguramente recuerdas de la primaria y la secundaria: la energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma. Esto quiere decir que la energía eléctrica puede transformarse en energía térmica, por ejemplo; o que la energía provista por un alimento, calorías, se transforman en energía para el trabajo, desplazamiento; éste a su vez deriva en fricción, labor específica, etcétera.

En la relojería hemos establecido que existen 5 elementos básicos para el trabajo final de indicar el tiempo con precisión: fuente de energía; transmisión; sistema de escape; indicador del tiempo y regulación. A detalle, aquí.

Tren de engranaje

Por qué la energía no es constante en tu reloj y en qué afecta

Te propongo un ejemplo clarísimo: un carrito de fricción, porque seguramente jugaste con ellos o dominas cómo funcionan. Mientras más lo tiras hacia atrás, mayor energía almacena e irá más lejos. Sin embargo, al soltarlo saldrá despedido con mayor fuerza-aceleración que en sus últimos instantes de desplazamiento, ¿correcto? Si el trabajo de ese carrito, su meta, es recorrer determinada distancia no importaría el diferente momento de aceleración y velocidad, mientras llegue al punto que se desea.

En tu reloj de cuerda (mecánico manual o automático) sucede algo parecido. Mientras más cuerda le des funcionará por más tiempo (dependiendo de la capacidad de almacenamiento de energía en el barrilete). Sin embargo, contrario al carrito de fricción, sí importa la dosificación. Porque no querrás que la cuerda en sus primeras horas se gaste de manera acelerada y en las últimas suceda lo contrario ¿correcto? Por esta razón los relojes cuentan con un sistema de escape, que libera energía en intervalos regulados gracias al, adivinaste, órgano regulador. Por ello notarás que los cronómetros certifican la precisión a valores superiores e inferiores, es decir: +6/-4 segundos de desviación diaria, un parámetro de protección y tolerancia establecido por el COSC.

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Aquí está la clave: se acelera en las primeras horas de la “cuerda” o reserva de marcha, y se desacelera en la medida en la que el muelle pierde tensión, capisci?

Nota: la certificación METAS ofrece un valor positivo de +5 segundos de desviación. Una calibración propia de los movimientos de Omega.

Continúa con: ¿Qué es el COSC?

Entremos en materia, cómo lograr que la fuerza sea constante en un reloj

La búsqueda de la precisión es la razón de existir de la relojería mecánica. Los relojeros consideran a la fuerza constante como el santo grial de la cronometría. La fuerza variable entregada al órgano regulador de los relojes afecta su frecuencia, porque los osciladores no son perfectamente isócronos; o sea que el período de oscilación es independiente de la amplitud de oscilación. Múltiples desarrollos proponen centrarse en diferentes “partes” del problema, e iremos en orden. La primera es que el tema de la fuerza constante ataca más a los relojes de carga manual, y puede evitarse en lo posible remontuando la pieza sin permitir que se sobrecargue o alcance su último periodo de energía. Los relojes automáticos cargan y reposan según la actividad del propietario, por lo que este fenómeno es prácticamente imperceptible cuando un reloj se emplea diariamente y se descansa durante la noche.

Tren de engranaje-barrilete

Atacar el problema desde el barrilete

La fuerza entregada por el barrilete es irregular. Se proporciona un par mayor cuando está completamente cargado (primeras horas de reserva de marcha), luego disminuye lentamente a medida que alcanza sus últimas horas de energía. O sea, básicamente necesita un pacer como un corredor, maratonista. Esto llevó a los relojeros a diseñar mecanismos destinados a igualar la fuerza del muelle real, cuerda.

Transmisión huso cadena

Conocido como fusée, data del siglo XV, se utilizó en cronómetros marinos, relojes de piso y relojes de bolsillo. Un mecanismo fusée consiste en una polea en forma de cono, unida a una cadena enrollada alrededor del barrilete. La fusée chain presenta una guía en espiral para que la cadena pueda acoplarse, mira la estrella de cambios en tu bicicleta, algo similar. Gracias al aumento de la circunferencia del huso, se compensa la fuerza decreciente del muelle real (muy parecido al engranaje de una bicicleta). A medida que se desenrolla el muelle real, la cadena se enrolla en el barril y sale del fusée. El apalancamiento creciente del fusée compensa el par decreciente del barrilete.

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Lo encontrarás en cronómetros marinos, o en piezas de Alta Relojería como: Richard Lange Pour le Mérite de A. Lange & Söhne, en el Zenith Academy Georges Favre-Jacot, o en el Breguet Tradition Fusée Tourbillon Reference 7047.

  • Ventajas: es sumamente confiable, solución que ataca el problema de raíz.
  • Desventajas: costoso, difícil de fabricar, mucho más en relojes de pulsera. Incrementa el costo de servicio, necesidad de lubricación y es susceptible a los golpes.

No sobrecargar, dispositivo Cruz de Malta

Otra de las soluciones propuestas ha sido la de detener el bobinado previo a que el muelle real esté completamente enrollado. El dispositivo más empleado es una Cruz de Malta, compuesto por un engranaje en forma de cruz con varios brazos, todos –excepto uno– con un extremo cóncavo, este particular trabaja con otra rueda que posee un extremo fijado en el eje del barrilete. Un brazo con un extremo convexo evita que el eje gire cuando se encuentra con la pieza de éste. La Cruz de Malta también detendrá el funcionamiento del reloj antes de que el muelle se descargue por completo, ofreciendo un rango de funcionamiento óptimo, evitando altibajos.

  • Ventajas: marcha más regular, menor desgaste y necesidad de lubricación.
  • Desventajas: presenta una disminución a la reserva de marcha.

Encontrarás este tipo de sistema en piezas de Alta Relojería como el A. Lange & Söhne Datograph Perpetual, e incluso en el Portugieser de IWC animado por la serie de calibres 5000, con 7 días de autonomía, que en realidad sería capaz de entregar más de 8.

Arquitectura y materiales revolucionarios

Nuevas tecnologías de materiales y diseños, han permitido experimentar con diferente número de barriletes interconectados que funcionan en relación con la transmisión para entregar un par mucho más constante. Sin embargo muchos de estos trabajos se mantienen en la conceptualización. Encontrarás este tipo de sistemas en Cartier I.D. Two.

Remontoire d´égalité

Es un dispositivo que emplea una segunda espiral para accionar el sistema de escape. Básicamente se remonta con regularidad gracias al muelle real, pero aisla al sistema de escape y al órgano regulador de las diferencias de par del barrilete. Este sistema no es nuevo, se empleó por Jost Bürgi en el siglo XVI y, nuevamente ha cobrado fuerza en la Alta Relojería de autor, con genios del tamaño de F.P. Journe, A. Lange & Söhne y su Jumping Seconds o, más recientemente, Greubel Forsey.

  • Ventajas: elevado control de la cronometría.
  • Desventajas: costo elevado, necesidad de servicio incrementada y fragilidad ante caídas.
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Sistema de escape

Centrarse en el escape para contrarrestar el problema de la fuerza constante es una de las soluciones más comunes en últimos tiempos. Sin embargo no es nueva, el escape de retén mejora sustancialmente la entrega de torque, pero ha sido un problema para miniaturizarlo en relojes de pulsera. Ejemplo: Christophe Claret Angelico, click aquí para conocerlo.

Ejemplos como el Escape Constante desarrollado por Girard-Perregaux en 2013, o el Anchor Escapement (Ulysse Nardin Escapement), han robado la atención. Y todo gracias a la ola de materiales de baja densidad como el silicio y al R&D computarizado para revisar sus tolerancias y desgaste hacia futuro.

Los escapes de fuerza constante también se encuentran algunas patentes del siglo XVIII.  El mismo Abraham-Louis Breguet años antes de patentar el tourbillon, presentó un escape constante.

En el caso del Escape Constante de GP, la idea propuso aprovechar elasticidad y estabilidad del silicio. Se coloca una hoja de 14 micrones que actúa como unidad de almacenamiento para ofrecer impulsos regulares al órgano regulador durante todo momento, hasta la última oscilación. Descubre más, aquí.

Veredicto: si eres amante de la mecánica y la relojería de precisión este tipo de sistemas son asombrosos porque llevan la maestría técnica e ingenio al siguiente nivel. Sin embargo, si eres de los que piensan que el reloj sirve para ver la hora, estarás feliz con consultarla en tu teléfono ;).

Continúa con: Para qué sirve el “clutch” en los relojes.

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ESCRITO POR

…Ya entendería yo, con cada pieza de alta relojería, que la mayor parte de lo que llamamos extraordinario se disfruta sin percatarse del paso del tiempo, pero mirando el reloj.



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