¿Qué es un reloj de cuarzo? | Todo lo que necesitas saber

¿Qué es un reloj de cuarzo? ¿Cómo funciona?

 

Una invención revolucionaria

¿Qué es un reloj de cuarzo? La precisión en la medición del tiempo nunca ha sido la misma desde que se inventaron los relojes de cuarzo .

El primer reloj de pulsera de cuarzo fue lanzado al mercado en diciembre de 1969 por la reconocida marca japonesa Seiko. Pero ¿cómo funciona? ¿Cómo puede este mineral cristalino de sílice hacer que un reloj funcione con una precisión increíble?

Empecemos desde el principio.

Electricidad

Tan pronto como pudieron, a principios del siglo XIX, los relojeros comenzaron a usar la electricidad para alimentar sus relojes. Querían usar esta nueva energía, más regular y controlable.

Como ya hemos comentado, para indicar el tiempo, el reto consiste en transformar un flujo de energía en impulsos. El camino para lograr esto en los relojes eléctricos comenzó con los primeros relojes eléctricos. El objetivo de los relojes era controlar el movimiento del péndulo. Para ello, se colocaba una pieza de hierro dulce, un hierro muy puro con propiedades magnéticas particulares, en el extremo del péndulo. Debajo, un electroimán controla su movimiento mediante pulsos eléctricos regulares.

Más tarde, se demostró que la forma de un diapasón era óptima gracias a la robustez de su sistema de fijación en un único punto. Las vibraciones podían entonces utilizarse para regular directamente un tren de engranajes o para enviar los pulsos adecuados a un microprocesador. La forma del diapasón resultó ser la correcta, y sigue siendo la norma hoy en día.

 

 

Cuarzo

El cuarzo es un mineral duro compuesto de sílice y oxígeno. También ocupa un lugar especial en el mundo de la relojería, ya que se ha utilizado para el funcionamiento de calibres electrónicos durante más de cincuenta años: el cuarzo no solo es una piedra excelente y brillante para decorar la mesa del salón. Tiene la particular propiedad física de ser piezoeléctrico. Esta inusual palabra significa que el cristal se extiende o se retrae cuando lo atraviesa una corriente eléctrica. El fenómeno ocurre al revés: al empujar, extender o girar una pieza de cuarzo, un lado se carga positivamente mientras que el otro se carga negativamente.

Este movimiento puede ser veloz, tan rápido que se pueden producir miles de vibraciones en un solo segundo para crear la vibración deseada. En este punto, hay que recordar que, para medir el tiempo, se debe transformar la energía lineal en impulsos. Y, de nuevo, cuanto más se pueda dividir el período de tiempo, más preciso será. El cuarzo es un excelente aliado de la precisión porque sus vibraciones son estables y uniformes al pasar la electricidad a través de él. Por eso, ingenieros y relojeros se esforzaron desde principios del siglo XX para incorporar el cuarzo a los movimientos de los relojes, y lo lograron.

Entonces, ¿cómo se convierten las vibraciones de 32.768 Hz de un diminuto trozo de cristal en una pantalla de tiempo? Mediante un circuito divisor de frecuencia. Este sistema convierte las vibraciones en impulsos que se envían a un pequeño motor eléctrico que acciona las manecillas. En las pantallas digitales, los impulsos activan directamente los segmentos de la pantalla.

¿Cómo funciona un reloj de cuarzo?

Los relojes de cuarzo funcionan mediante una fascinante combinación de física y electrónica. A diferencia de los relojes mecánicos, que se basan en engranajes y resortes, los de cuarzo requieren una batería para funcionar. Esta batería alimenta un pequeño circuito electrónico que envía electricidad a un oscilador de cristal de cuarzo.

El cristal de cuarzo, típicamente con forma de diapasón diminuto, vibra a una frecuencia precisa al exponerse a una carga eléctrica. Este fenómeno fue estudiado en profundidad por primera vez por el físico Pierre Curie, quien descubrió que el cuarzo podía generar una señal eléctrica al comprimirse, una propiedad conocida como piezoelectricidad.

En un reloj de cuarzo, el cristal oscila exactamente 32.768 veces por segundo. El circuito contabiliza estas vibraciones y las convierte en pulsos regulares que controlan el movimiento de las manecillas. Este proceso explica cómo los relojes de cuarzo mantienen una hora tan constante.

La pila del reloj es esencial para este sistema. Proporciona la energía necesaria para mantener la vibración del cristal de cuarzo y el flujo de la señal eléctrica. Durante la década de 1970, el auge de la tecnología del cuarzo condujo a la crisis del cuarzo, un período en el que los relojeros mecánicos tradicionales se enfrentaron a una importante disrupción debido a la asequibilidad y precisión de los modelos de cuarzo.

Hoy en día, los relojes de cuarzo siguen siendo populares por su fiabilidad y bajo mantenimiento. Ya sea que funcionen con una pila o una célula solar, demuestran el funcionamiento de los relojes mediante principios de física e ingeniería. El oscilador de cristal de cuarzo sigue siendo un pilar de la cronometría moderna.

Cuarzo analógico

Centrándose en la tradición y la informática, las marcas de relojes han desarrollado productos emocionantes y creativos que combinan visualizaciones de hora analógicas y pantallas para información adicional. Miden la gravedad, la presión, la temperatura, la profundidad, la distancia e incluso muestran la dirección de la brújula. Este mundo parece ilimitado gracias al desarrollo de sensores adecuados que se integran en los relojes y proporcionan datos precisos.

Casio podría ser un buen ejemplo de una marca que inventa funcionalidades creativas utilizando la tecnología del cuarzo. A pesar de no ser una marca suiza de relojes de cuarzo, la colección Casio "G-Shock" incluye modelos analógicos con diversas funciones inusuales que se muestran en una pantalla. Lanzada en 1983, la colección ofrece tres elementos fundamentales: resistencia a impactos desde una caída de 10 metros, resistencia al agua hasta 10 bares y una batería con una duración de 10 años.

 

 

Mecaquartz

Algunas marcas han decidido ingeniosamente fusionar la tecnología del cuarzo con la mecánica fina tradicional para aprovechar la precisión del primero y el prestigio del segundo. El concepto es simple, pero implementarlo es bastante difícil: la energía se suministra mecánicamente gracias a un barrilete conectado a un sistema de cuerda automática. Así nacieron los relojes cuarzo .

Un generador convierte la energía en energía eléctrica y la transmite a un regulador de cuarzo, como en cualquier movimiento de cuarzo. El regulador activa micromotores que impulsan las manecillas. Esta energía también puede activar complicaciones construidas con un método mecánico tradicional. Los módulos automáticos hacen que estos calibres sean más significativos que los movimientos de cuarzo habituales.

La marca japonesa Seiko ha creado una colección completa llamada Kinetic utilizando este tipo de arquitectura funcional.

Cuarzo táctil

En los modelos de cuarzo táctil, la caja o el cristal pueden utilizarse para controlar funciones. Omega y Rado han incluido relojes en sus colecciones con cajas sensibles al contacto. Tissot, su marca hermana del Grupo Swatch, en particular, aprovechó la ingeniería del cuarzo y la microelectrónica para crear el "T-Touch" en 1999. Su cristal es sensible a la presión táctil. Desde su lanzamiento, el "T-Touch" ha presentado numerosas versiones adaptadas a diversos entornos y deportes, como el buceo y las actividades alpinas.

Rarezas

A veces, los ingenieros valoran llevar la ciencia del cuarzo y la microelectrónica al límite para inventar relojes de alta tecnología. Bastante raros y caros, estos modelos han sido diseñados para ofrecer funciones excepcionales. Aquí hay tres ejemplos de estas rarezas.

Breitling tiene una larga trayectoria en la aeronáutica, por lo que en 1988 la marca lanzó un reloj de cuarzo suizo que contenía un transmisor de radio de emergencia miniaturizado capaz de transmitir en la frecuencia de socorro de la aviación civil de 121,5 MHz. Apropiadamente llamado Emergency, la segunda versión de este reloj, lanzada en 2013, emite una señal secundaria a 406,04 MHz.

Monitoreado por satélite. En 1990, los ingenieros de Junghans implementaron un sistema radiocontrolado en un reloj para captar la señal del reloj atómico de Frankfurt. Llamado "Mega 1", su antena está integrada en la correa.

¿Y si quisieras que el sol te indicara la hora? Citizen lo ha conseguido indirectamente con su sistema Eco-Drive, presentado por primera vez en 1995. Gracias a una esfera única capaz de absorber la luz y transformarla en corriente eléctrica, los relojes de cuarzo Eco-Drive ya no necesitan pilas. Cualquier fuente de luz, natural o no, es suficiente.

Hoy en día, los relojes de cuarzo japoneses y suizos se encuentran entre los más populares para hombres en todo el mundo. Esto podría cambiar con el desarrollo de los relojes inteligentes.

 

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