VOLANTE Y ESPIRAL

Latido constante

El volante es, junto con la espiral, el principal órgano regulador del reloj, pues se trata del conjunto que permite la división secuencial del tiempo en partes iguales. Es, además, una de las piezas más fácilmente reconocibles de un reloj mecánico, ya que se identifica como la rueda que no para de oscilar.

Sin embargo, este conjunto no empezó a utilizarse hasta que Christian Hugyens inventó el resorte espiral en el año 1674. Hasta entonces, las soluciones empleadas se basaban en dos elementos diferentes: el “foliot” y el volante anular. Ambos retenían la energía del escape gracias a la inercia que provenía de su propia masa; modificando esta masa, podía regularse convenientemente la marcha del reloj hasta conseguir cierta regularidad. Estos primeros reguladores resultaban, sin embargo, muy sensibles a las influencias externas, requerían un mantenimiento continuo y complicado y resultaban poco precisos.

Para la evolución del reloj mecánico fue crucial el nacimiento del péndulo, de la mano de Christian Huygens y Robert Hooke a finales del siglo XVII, así como del descubrimiento del fenómeno del isocronismo por Galileo Galilei. El invento resultaba adecuado para un reloj de pared o de grandes dimensiones, pero no se adaptaba a las necesidades de un pequeño reloj de bolsillo o de una pieza portátil. En 1675, Huygens decidió entonces fijar una espiral plana en un volante para así facilitar su regulación en relojes pequeños. Acababa de nacer el conjunto volante-espiral.

CUESTIÓN DE COMPENSACIÓN

La espiral, a pesar de que proporcionaba estabilidad, planteaba un nuevo problema: se veía afectada por los cambios de temperatura. Los metales se expanden con el calor y se contraen con el frío, y en aquella época era muy difícil encontrar metales que se mantuvieran inertes ante los cambios de temperatura.

La primera de las soluciones la aportó John Harrison en sus reconocidos cronógrafos de marina. Harrison decidió actuar sobre la longitud de la espiral. El sistema consistía en colocar una lámina bimetálica, de latón y acero soldados. Una de las extremidades de esta lámina se fijaba a la platina, y la otra al extremo de la espiral. La lámina se curvaba según cuáles fueran los cambios de temperatura, consiguiendo que la espiral aumentara o disminuyera su longitud. La principal dificultad que planteaba este sistema era que exigía un ajuste muy complejo.

EL VOLANTE COMO CLAVE

A mediados del siglo XVIII, el francés Pierre Le Roy centró sus esfuerzos en el volante en vez de en la espiral, concretamente actuando sobre el radio de giro de este elemento. Alrededor de 1766, Le Roy propuso un volante bimetálico, pero no tuvo éxito, porque la unión de ambos metales la realizó con remaches.

Los maestros ingleses retomaron posteriormente estos conocimientos y realizaron la unión de los metales por fusión. Las dos láminas bimetálicas, de forma semicircular, estaban fijadas por uno de sus extremos a un brazo transversal. Cuando los cambios de temperatura afectaban a cada una de estas láminas, estas se contraían hacia el interior con el calor, y se alejaban del eje del volante con el frío. La lámina interior y el brazo transversal eran de acero, mientras que la caja exterior de la lámina era de latón. El inglés John Arnold, por su parte, diseñó un volante en “S”, que no era otra cosa que un volante bimetálico, cuyos brazos se disponían en forma de “S”.

LA SOLUCIÓN DE GUILLAUME

En el año 1897, Charles Edouard Guillaume (Premio Nobel de Física de 1920) fue quien ofreció la mejor solución para el problema de las variaciones de temperatura. Para dar con una aleación a la que no le afectaran los cambios de temperatura, Guillaume estudió las propiedades de la aleación del níquel y el acero. De ello surgió un material cuyo coeficiente de expansión era prácticamente nulo; se trataba de una aleación de hierro y níquel que fue bautizada como Invar (de invariable). Este volante, debido a su elevado coste, se reservó a piezas muy exclusivas o a relojes destinados a concursos de precisión. Años más tarde, esta aleación se aplicó a las espirales, adquiriendo el nombre de Elinvar (elasticidad invariable).

OTROS VOLANTES

Estos son algunos de los volantes desarrollados por la industria relojera y las grandes manufacturas.

Monometálicos. Cuando apareció la espiral termocompensada Nivarox en los años treinta, los volantes bimetálicos fueron a menos. Los más utilizados fueron de tipo monometálico, realizados generalmente en latón, acero, oro, níquel o palado, sin cortes y generalmente de dos, tres y hasta cuatro radios. Este tipo de volante es el que se ha impuesto desde el siglo XIX hasta nuestros días.

– Volante Glucydur:  apareció a mediados del siglo pasado y es uno de los más utilizados. Se fabrica en una aleación de bronce, acero, berilio con propiedades antimagnéticas, inoxidables, elásticos y anticorrosivos, de gran dureza y con una elevada resistencia a las variaciones térmicas. Lo comercializó “Les Fabriques de Balanciers Reunies, SA”. Se ajusta en fábrica con la ayuda de ordenadores y sufre muy pocas alteraciones. 

– Volante Gyromax: es este el volante desarrollado por la manufactura Patek Philippe entre 1949 y 1952, con dos patentes de 1953. Se trata de un volante monometálico con unos pequeños contrapesos –pequeñas masas en forma de “C”-, que hacen las funciones de tornillos laterales. Estos pequeños pesos pueden regularse de tal manera que aceleran o frenan la inercia del volante.

– Volante con Microstella: Rolex desarrolló también su propio volante. Se trata de un volante de glucydur, con cuatro brazos y con reguladores en forma de pequeña estrella. Estas microestrellas se disponen en los brazos del volante y no en el perímetro. Si se desplazan hacia el centro del volante, aumenta la inercia; si se desplazan hasta el exterior del mismo, se pierde velocidad.

VIBRACIONES POR HORA

Las vibraciones o alternancias por hora se refieren al número de veces que el volante realiza un giro a lo largo de una hora, considerando que la amplitud del giro del volante se encuentra entre 270 y 315º. A menor número de alternancias por hora, menor precisión, pero al mismo tiempo, menor desgaste. Por el contrario, las altas frecuencias aseguran un mejor isocronismo, pero requieren revisiones periódicas más frecuentes.

REGULACIÓN DE LA ESPIRAL

Para mejorar el isocronismo, la espiral adopta múltiples formas. La modificación de su curva externa permite contracciones y dilataciones que contribuyen de una u otra manera a dicho isocronismo. Abraham-Louis Breguet ya diseñó su propia espiral, caracterizada por su curvatura final, elevada y dirigida hacia el centro.

Para mejorar la precisión del reloj, la espiral puede ajustarse de diferentes maneras:

– Raqueta: este elemento abraza la última espira de la espiral y el movimiento de la misma provoca su acortamiento o alargamiento, variando la marcha del volante. Si se alarga la espiral, el movimiento del volante disminuye su velocidad y retrasa la marcha; si se acorta, la espiral se vuelve más rígida, proporcionando mayor velocidad al volante.

– Cuello de cisne: este sistema de regulación está considerado como uno de los más elegantes. Actúa sobre la espiral, haciendo girar un tornillo. Este acorta o alarga el recorrido de la espiral con gran precisión.

– Triovis: el regulador Triovis, fabricado por Valdar, SA, garantiza un alto grado de precisión. Un tornillo ajustador marcado con un índice permite aumentar o disminuir la velocidad del movimiento de la espiral.

– Etachrom: sistema exclusivo de regulación fina de ETA, empleado, entre otros, por el calibre Valjoux 7754.

– Spiromax: Patek Pilippe investiga a fondo en el silicio, a través de su división “Nouvelle Technologie”, dirigida a los nuevos materiales y al descubrimiento de avances tecnológicos. Entre sus destacados desarrollos se encuentra el de la espiral “Spiromax” de “Silinvar®”, un material derivado del silicio. Además de mejorar el isocronismo, esta espiral permite aprovechar mejor la energía del muelle real e incrementar la reserva de marcha.

– Espiral esférica: en su “Master Grande Tradition Gyrotourbillon 3”, Jaeger-LeCoultre alojó el órgano regulador no en una jaula –como sucede en el caso de los tourbillones habituales- sino en dos jaulas que giran en direcciones opuestas: una realiza su giro en un minuto, y la otra cada 24 segundos. El elemento clave de este Gyrotourbillon es la espiral esférica con doble curva terminal, una solución mucho más precisa que las espirales planas

ADIÓS A LA ESPIRAL

Algunas creaciones proponen la eliminación de la espiral. Este sería el caso del llamado “Constant Escapement” de Girard-Perregaux. En su búsqueda de  precisión, la firma consiguió desarrollar un nuevo concepto de escape, diseñado a partir de una arquitectura radicalmente distinta. Está formado por cinco piezas, entre las que se incluye una fina lámina de silicio como componente estratégico, y ha sido creado para mantener una amplitud constante hasta que toda la energía haya sido suministrada al volante. La lámina de silicio es más fina que un cabello humano y de sección rectangular. El escape no necesita un resorte en espiral, ya que la fina lámina al pasar alternativamente de un estado de tensión a otro de relajación, consigue acumular una energía que se libera convenientemente al aflojar la presión, con lo que se consigue mantener la amplitud del volante constante hasta que se agota la reserva de marcha. 

También decidió prescindir de la espiral TAG Heuer para su “Mikrogirder”, que cuenta con un sistema regulador formado mediante un acoplamiento brazo/viga que impulsa y trabaja con un oscilador lineal, que vibra isocrónicamente en un ángulo muy pequeño. Esta misma firma, para aprovechar los campos magnéticos desarrolló su “Concepto Pendular”, en el que la espiral tradicional quedaba reemplazada por un muelle “invisible” o virtual, generado con imanes, que accionan el volante, sin pérdida de amplitud y de alta frecuencia para garantizar una precisión y una estabilidad perfectas. 

AJUSTE EN CINCO POSICIONES

 Cuando en un reloj encontramos la inscripción “ajustado en cinco posiciones”, esta hace referencia al conjunto volante-espiral. El ajuste en cinco posiciones es el más común, y garantiza que el reloj ha permanecido invariable tras someterlo a cinco diferentes posiciones: con la esfera hacia arriba, cara abajo, corona mirando hacia abajo, mirando hacia la izquierda o hacia arriba. 

 

 

 

May.28, 2014