El tiempo que late en el tiempo de los relojes

¿Qué hace que los relojes se muevan? El secreto, desvelado

Comencemos explorando cómo los relojes mecánicos cobran vida. Precisemos, primero, que el secreto radica en la energía potencial. Pues bien, la energía es la capacidad de los sistemas para realizar un trabajo y, en particular, la energía potencial es aquella que se almacena en un objeto o sistema, dada su posición o configuración. Entiéndase, por ejemplo, un peso, cuya masa le hace descender por efecto de la gravedad, o un resorte que tiende a desenrollarse. Aprovechada y transformada en energía cinética, esta pone en marcha los componentes del reloj, impulsando sus manecillas y sus distintas complicaciones.

¿Cuándo nacieron los relojes mecánicos? Un poco de historia

Los primeros relojes mecánicos fueron construidos en los monasterios europeos en torno al año 1000, dada la necesidad de los monjes de determinar las horas de los rezos a lo largo del día. De ahí se extendieron rápidamente a las ciudades, principalmente a iglesias y centros de trabajo, donde el sonido de las campanas ayudaba a marcar las horas. Los carillones de campanas eran movidos por un mecanismo que echaba mano de la energía potencial de un peso que colgaba de una cuerda enrollada en un vástago, el cual giraba al irse desenrollando la cuerda.

¿Cómo medir el tiempo? Los fundamentos de la tecnología del escape

Hasta acá, todo bien. Sin embargo, era indispensable controlar la velocidad a la que se desenrollaba esa cuerda. Para ello, debió inventarse un mecanismo que fuera interrumpiendo ese movimiento continuo, fragmentándolo en pequeños pasos, dando lugar a las unidades de tiempo, es decir, los minutos y los segundos.

Dicho mecanismo es el regulador o escape, un sistema oscilante que alterna entre frenar y liberar la caída del peso, al controlar el giro de un engranaje, llamado rueda de escape, cuyos dientes tienen forma de triángulos colocados en ángulo. Cada oscilación, por ejemplo, de un péndulo (o en relojes posteriores, de un volante), mueve el foliot (una barra transversal con pesos ajustables) o un áncora, lo que libera un diente de la rueda de escape, permitiendo que el tren de engranajes avance (o “escape”) un paso, antes de frenarse en el siguiente diente. El escape y frenado, dados por ese vaivén, dan lugar al conocido “tic-tac” de los relojes. El vaivén, o alternancia, es controlado, a su vez, por el péndulo y los pesos, en el caso del foliot y, por el volante y la espiral, en el caso del áncora.

Todo lo que sube tiene que bajar y, una vez que la cuerda que sostenía el peso se desenrollaba por completo, habiendo transformado toda su energía potencial en la energía cinética que diera vida al reloj, no quedaba sino enrollarla manualmente, llevando de nuevo el peso hacia arriba mediante un sistema de cuerdas, poleas y un contrapeso. ¿Ingenioso? – Sí. ¿Práctico? – Bueno, pues, no tanto. ¿Preciso? – No mucho.

¿Cómo mejorar su desempeño? En búsqueda de mayor precisión y portabilidad

Pues bien, ya en las etapas tempranas del siglo XV, los relojeros europeos comenzaron a emplear resortes (muelles) para sustituir los pesos como forma de propulsión para los componentes del reloj, con diversas fuentes de la época mencionando relojes portátiles sin pesos. Estos muelles espirales de torsión, al ser enrollados y dada su elasticidad, guardan energía potencial, la cual van liberando conforme regresan a su forma original. Dado que está encargado de propulsar el reloj, este resorte es llamado el muelle real.

A fin de liberar su energía de manera controlada, el resorte debe ser contenido dentro de un cilindro aplanado y dentado por el exterior, llamado barrilete. Al centro del barrilete se encuentra el mandril, al cual se fija el muelle. De esta forma, al girar el mandril (conectado mediante engranes a la corona), el resorte se enrolla acumulando energía potencial. A esta acción se le conoce como “dar cuerda”.

¿Cuánto tiempo marcha el reloj sin darle cuerda?

El tiempo que funciona el reloj sin recibir cuerda es conocido como la reserva de marcha y depende de tres factores principales: la longitud y grosor del muelle real; la eficiencia del tren de engranajes; y la cantidad de barriletes. Una reserva de marcha en torno a las 40 horas es considerada estándar.

De forma análoga a lo que sucedía con los relojes de péndulo, la velocidad a la que gira el barrilete y entrega su energía al tren de engranajes debe ser controlada mediante un mecanismo de escape.

¿Cómo pueden superarse los desafíos que supone usar un muelle real?

Un problema al que se enfrenta el uso del muelle real es que, al irse desenrollando, el resorte dejaba de entregar la misma fuerza y el reloj comenzaba a marchar más despacio, fenómeno llamado falta de isocronismo. A fin de contrarrestarlo, uno de los primeros acercamientos, que ciertas manufacturas como A. Lange & Söhne aún incorporan en algunos movimientos (por ejemplo, en el RICHARD LANGE TOURBILLON “Pour le Mérite”), consistió en emplear una polea cónica (llamada mecanismo de caracol, o fusée, en francés) unida al barrilete mediante una cadena: conforme el resorte pierde tensión, la cadena va tirando de una parte más ancha del cono, compensando la caída en el torque. Este es el mismo principio que emplean las bicicletas con cambios de velocidades.

En ese sentido, colocar un muelle más largo puede aumentar la reserva de marcha, pero es necesario considerar que, así como el tiempo de isocronismo se alargará. también enfrentará el problema de la falta de isocronismo hacia el final de su reserva.

¿De qué otra forma se puede mejorar el isocronismo y la reserva de marcha?

Colocar más de un barrilete puede incrementar la precisión del reloj o su reserva de marcha, dependiendo de si estos son conectados en paralelo o en serie. Cuando se conectan en paralelo, ambos barriletes se conectan a un piñón central al que entregan su energía de forma simultánea, con lo que el poder transmitido es mayor, mejorando la cronometría. Opcionalmente, suelen usarse barriletes conectados en paralelo en relojes con complicaciones que requieren mucha energía, como los cronógrafos, los repetidores de minutos o un tourbillon. Por ejemplo, el Blancpain Grande Double Sonnerie emplea dos barriletes independientes, uno en paralelo con la sonería, proporcionándole hasta 12 horas de autonomía de sonería continua, y otro que impulsa el tourbillon y el calendario perpetuo.

Cuando los barriletes están conectados en serie, los dientes exteriores de uno engranan con aquéllos del siguiente, de forma que los muelles reciben cuerda de manera secuencial y, correspondientemente, agotan su energía uno detrás del otro, incrementando así la reserva de marcha del reloj, aunque el torque entregado al tren de engranajes es siempre equivalente al que proporciona un solo barrilete.

Por ejemplo, con dos barriletes conectados en serie, el movimiento OMEGA Co-Axial Master Chronometer calibre 8912 alcanza una reserva de marcha de 60 horas. Demostrando la eficacia de este acercamiento en una forma extrema, el MP-05 La Ferrari de Hublot, con 11 barriletes en serie, alcanza una increíble reserva de marcha de aproximadamente 1,200 horas (~50 días).

¿Qué pasa al combinar el peso con los muelles? La cuerda automática

Una forma adicional de incrementar la reserva de marcha tiene que ver con cambiar la estrategia en que se da cuerda al reloj, complementando la cuerda manual con una cuerda automática. A tal fin, los relojes automáticos suelen contar con una masa oscilante que gira libremente, gracias a su peso (generalmente se emplean metales pesados como el oro, el platino o el carburo de tungsteno) y la inercia, impulsada por los movimientos de la muñeca del portador.

Así, es necesario que el muelle real incorpore una brida deslizante, una extensión en el extremo del mismo, que comienza a deslizarse una vez que el muelle ha llegado a su límite de cuerda, incluso si la masa oscilante continúa girando, a fin de evitar dañar el muelle. No obstante, antes de alcanzar este límite, la brida deslizante ofrece la resistencia necesaria para mantener fijo el muelle contra la pared interior del barrilete, permitiendo que se enrolle.

Si bien los primeros movimientos con cuerda automática solo aprovechaban el desplazamiento de la masa en una sola dirección, la mayoría de los calibres actuales obtienen energía del giro en ambos sentidos. Por ejemplo, Rolex emplea un sistema de dos ruedas conectadas a un piñón central para crear las ruedas de inversión que acopla con su rotor Perpetual. En cambio, IWC Schaffhausen emplea el sistema Pellaton, el cual emplea un disco en forma de corazón montado en un soporte de manera excéntrica, permitiendo convertir el desplazamiento de la masa oscilante en un vaivén transmitido a la rueda de la cuerda mediante dos trinquetes que alternan funciones entre dar cuerda o deslizarse, según la dirección del giro del rotor.

¿El reloj perpetuo es un mito o una realidad?

No todo está dicho en términos de la reserva de marcha. El ingenio de los relojeros no deja de sorprender con innovaciones como el Atmos de Jaeger-LeCoultre. Inventado en 1928 por Jean-Léon Reutter, se trata del movimiento perpetuo absoluto que obtiene energía de los más minúsculos cambios en la temperatura. Estos resultan en la expansión o contracción del gas contenido en una cápsula herméticamente sellada. Dichos cambios en el volumen generan presión sobre una membrana conectada al muelle que, actuando como un fuelle, da cuerda al último. Así, un cambio de un grado Celsius proporciona al reloj una autonomía de unos dos días: el reloj perpetuo.