El mantenimiento de la precisión de marcha en un reloj mecánico no es una cuestión que implique solamente un elemento, sino que son muchos y variados los aspectos que hay que tener en consideración.
Por una parte, tenemos las consecuencias derivadas de la utilización de un material u otro en el sistema de regulación; en este aspecto, entra en juego el uso de materiales que no se vean influenciados ni por los cambios de temperatura ni por los campos magnéticos. Hoy en día, con la existencia de materiales atérmicos y antimagnéticos de probada eficacia, esta cuestión tiene una solución relativamente sencilla, ya que simplemente basta con utilizar tales materiales para que la marcha del reloj no se vea influenciada por los citados elementos. Sin embargo, hay otros problemas que tienen un fundamento más mecánico, de modo que para contrarrestarlos se requiere un diseño técnico especial: Uno es la frecuencia de oscilación del órgano regulador.
De forma general, en un reloj de pulsera, cuanta mayor es la frecuencia de oscilación, es también mayor el grado de precisión del mecanismo. Ello es debido a que un reloj de pulsera está sometido a los movimientos de la muñeca de su usuario, que al cabo del día no son pocos. Cada movimiento que sufre el reloj es una perturbación a su marcha. Sin embargo, con una frecuencia alta, que una acción exterior al reloj perturbe una oscilación no tiene tantas consecuencias sobre el cómputo del tiempo.
El efecto de la gravedad terrestre sobre la marcha del reloj es otra problemática a la que debe hacer frente todo reloj. Debido a que no es posible mantenerse dentro de un movimiento ideal y el centro de gravedad del sistema de regulación no está siempre donde sería deseable, se hace necesario idear sistemas que neutralicen en lo posible esos efectos en la marcha del reloj.
Y, para acabar con nuestra tríada de problemas, está el del isocronismo del órgano regulador, es decir, que su tiempo de oscilación sea el mismo en cualquier condición de marcha. En este sentido, uno de los factores que más directamente lo influyen es la fuerza que el muelle motor transmite a todo el rodaje para acabar con el impulso con el que el áncora actúa sobre el volante. El muelle motor ofrece más par -es decir, hace más fuerza- cuando está completamente tensado que cuando está a punto de finalizar la cuerda del reloj; por tanto, un menor impulso provoca, en última instancia, una amplitud menor del volante, que muy posiblemente acarreará una variación del isocronismo del sistema de regulación.
Trilogía de la precisión
El nuevo Zenith Academy Christophe Colomb Hurricane incorpora tres soluciones técnicas para hacer frente a este triple reto de la precisión en un reloj de pulsera: El sistema de regulación oscila a unas envidiables 36.000 alternancias por hora, las máximas en las que un sistema de regulación basado en el conjunto volante/espiral ofrece unas óptimas prestaciones de precisión. Para neutralizar los efectos de la gravedad terrestre, todo el órgano regulador está integrado en una suspensión cardan, como si de un cronómetro de marina se tratara. Por último se ha optado por un sistema de distribución de la fuerza del muelle de cadena y caracol (es decir, una fusée), que por su tamaño es prácticamente exclusivo de los relojes de bolsillo.
Frecuencia de oscilación de 5 Hz
Desde 1969, con el desarrollo del calibre El Primero, Zenith ha conseguido dominar las altas frecuencias de oscilación en un reloj de pulsera y establecer en esos 5 Hz (36.000 alternancias por hora) la frecuencia máxima óptima. Hay que precisar que, aunque a mayor frecuencia se consigue una mayor precisión, hay límites mecánicos que impiden aumentarla tanto como sería deseable. El que más influencia tiene es la fricción de los órganos en movimiento. A mayor velocidad de oscilación también hay un aumento de la fricción, por lo que las necesidades de lubricación se vuelven más exigentes. Ello implica el uso de aceites con unas prestaciones más elevadas, y capaces de ofrecer un comportamiento óptimo a esa velocidad.
Máxima amplitud del volante
De forma general, podemos establecer que una mayor amplitud de oscilación del volante (la amplitud es el arco que recorre el volante entre dos posiciones de reposo consecutivas) garantiza una mayor precisión en la marcha del reloj, como consecuencia de una estabilidad del movimiento oscilatorio del mismo. Es en la posición horizontal del reloj cuando se consigue una mayor amplitud, por el hecho de limitar la fricción de su punto de apoyo. Lógicamente, cuando el volante está en un plano horizontal sólo tiene un punto de
apoyo: el pivote inferior del eje. Ello conlleva un sólo punto de fricción y, por consiguiente, menores pérdidas de energía, que se traducen en la mayor amplitud posible en función de la posición del reloj.
También es la posición en la que menos se ve afectada por la gravedad terrestre. Por tanto, si conseguimos mantener horizontal el volante, con independencia de la posición del reloj, conseguiremos mantener la amplitud en su máximo y limitaremos los efectos de la gravedad sobre el sistema de regulación. Para mantener el volante en posición horizontal se ha situado todo el sistema de regulación en una jaula dotada de una suspensión cardan. Este tipo de suspensión, que consiste en dotar al elemento en cuestión de dos ejes de giro perpendiculares, uno contenido dentro del otro, es el mismo que se ha utilizado en el mundo marítimo, primero para que la brújula conservara su posición horizontal y posteriormente para que los cronómetros de marina mantuvieran lo más estable posible su posición, de modo que se eliminaran los efectos perjudiciales de los balanceos del
barco en su marcha.
La jaula que contiene el sistema de regulación -es decir, la rueda de escape y el conjunto volante/espiralestá compuesta nada menos que por 173 elementos, que forman lo que Zenith denomina “Gravity Control”.
Hay que aclarar que no se trata de un tourbillon, sino de un dispositivo que tiene por objeto mantener siempre el volante en un plano horizontal, con independencia de la posición del reloj. Pero, además, el conjunto dispone de un sistema diferencial con el que se logra que los movimientos de la jaula no sean bruscos; es decir, permite suavizar los cambios de posición, limitando las perturbaciones que pudiera provocar un rápido cambio de posición de todo el sistema.
En resumen, si conseguimos mantener el volante en posición horizontal todo el tiempo, lograremos que éste dé su máxima amplitud en todo momento, con lo que mejorará la precisión de marcha del reloj.
Visión frontal del reverso del calibre, en el cual puede verse perfectamente la contundente estructura del “Gravity Control”, responsable de mantener el volante siempre en posición horizontal.
Fuerza constante del muelle motor
Ya hemos hecho mención al hecho de que el muelle motor, que es el encargado de almacenar la energía que precisa el reloj mecánico para mantenerse en funcionamiento, no siempre entrega al rodaje la misma fuerza. Ésta es mayor cuando el muelle está totalmente cargado y va disminuyendo paulatinamente a medida que se va desenrollando. La solución para evitar este problema no es una novedad, ya que la encontramos en antiguos relojes de bolsillo: se trata de utilizar una cadena y un caracol -también conocido como “fusée”- para transmitir la fuerza del muelle motor al rodaje.
Este dispositivo consiste en enrollar una cadena a lo largo de un cono (el caracol) sobre el que hay un surco helicoidal. Cuando el muelle está totalmente armado, la cadena está enrollada en el caracol, mientras que cuando el muelle está desenrollado la cadena está enroscada en el barrilete. La forma cónica permite ajustar el radio de palanca que el muelle ejerce sobre el cono, de tal forma que cuando el muelle está totalmente enrollado –y, por tanto, la fuerza que entrega es mayor-, el radio sea menor y ofrezca más resistencia.
A medida que el muelle se va desenrollando, el radio aumenta y, por tanto, va disminuyendo esa resistencia. El resultado es que la fuerza que transmite el caracol al rodaje y, a su vez, al impulso del áncora, sea constante durante todo el desarrollo del muelle motor. Si se consigue mantener constante el impulso que el áncora da al volante en cada oscilación se logrará, a su vez, preservar el isocronismo y, en consecuencia, una mayor precisión del mecanismo.
Para poder incorporar una fusée en un reloj de pulsera es necesaria una capacidad de miniaturización excepcional. La cadena del Academy Christophe Colomb Hurricane tiene una longitud de 18 centímetros y está construida con 585 componentes. La complejidad de su ejecución radica en la necesidad de dotarla de la flexibilidad suficiente para que se adapte perfectamente al surco helicoidal del caracol sin perder por ello capacidad de mantenerse en tensión en todo momento, y sin que dé lugar a holguras que puedan provocar brusquedades en la transmisión de la fuerza.
El sistema de cadena y caracol, más propio de los relojes de bolsillo, permite que el rodaje reciba una fuerza constante del muelle motor, lo que mejora el isocronismo del movimiento y, en consecuencia, su precisión de marcha.
Academy Christophe Colomb Hurricane
El Academy Christophe Colomb Hurricane alberga el calibre El Primero 8805. Se trata de un movimiento de remonte manual con un diámetro de 16 1/2’’’ líneas (37 milímetros de diámetro) y un grosor de 5,85 milímetros. Como hemos comentado, tiene una frecuencia de oscilación de 5 Hz (36.000 alternancias por hora) y está dotado de 354 piezas y 53 rubíes. Ofrece una reserva de marcha mínima de 50 horas. La platina base tiene una decoración perlada, mientras que los puentes están decorados con Côtes de Genève verticales. Incorpora las funciones de horas y minutos (situados a las doce horas), segundero (a las nueve horas) y reserva de marcha (a las tres horas).
La caja es de oro rosa de 18 quilates, y presenta un diámetro de 45 milímetros y una altura de 14,35 (21,40 mm, si contamos el zafiro abovedado que cubre el “Gravity Control”). Ofrece una estanqueidad de 3 atmósferas. Las agujas horarias son de acero azulado, mientras que las indicadoras de los segundos y la reserva de marcha son de color negro.
Este artículo ha sido publicado en el número 44 de la revista Máquinas del Tiempo.
Por Ernest Valls.
