Realidad o mito

Como presentación de las características excepcionales de los relojes Atmos podemos encontrar frases como: «el reloj que vive del aire», «el reloj mecánico más eficiente que existe» o incluso en algún anuncio publicitario se podía leer las palabras «Movimiento Perpetuo».

A esta altura cualquiera que se haya informado un poco sobre este tipo de relojes sabrá que las afirmaciones anteriores se tratan de metáforas o de ganchos publicitarios. Un reloj Atmos como cualquier máquina, o se le aporta energía o se para.

En este caso, esta energía proviene de los cambios de temperatura y precisamente relacionado con este asunto, está la frase utilizada por Jaeger LeCoultre que es objeto de este artículo:

“El reloj Atmos es capaz de funcionar durante un día con una variación de un grado en la temperatura ambiente”

Hace días que me rondaba por la cabeza comprobar por mi mismo si esa afirmación era correcta, así que me puse manos a la obra para intentar esclarecer el tema.

El planteamiento consiste en relacionar los movimiento que experimenta el reloj con los cambios de temperatura con el movimiento de las manecillas. Para ello partimos del barrilete, donde está alojado el fleje responsable de mover el reloj, ya que este es el nexo de unión entre la maquinaria y el sistema de carga.

Lo primero es determinar qué relación de vueltas existe entre la rueda que contiene el barrilete y la aguja de los minutos, dicho de otra manera, relación cuerda/horas. La relación de ruedas y piñones del tren en un Atmos es la siguiente:

El barrilete completamente cargado da aproximadamente de 5 vueltas a 5 vueltas y media antes de descargarse. Si multiplicamos (5×2464.3) nos da 12321.5 vueltas del eje de la aguja de los minutos (horas) con el barrilete completamente cargado hasta que se descarga por completo.

Un año tiene 8760 horas (24 x 365). Con estos datos, un reloj Atmos completamente cargado puede funcionar un año y tres meses aproximadamente.

Es cierto que en la práctica ningún reloj funciona hasta agotar completamente la cuerda. Yo puedo confirmar este hecho ya que los relojes que me llegan para reparar por tener la cápsula vacía todos se han parado con dos vueltas, como mínimo, disponibles de cuerda en el barrilete. Con todo y con un poco de margen, se podría dar por válida la afirmación que un reloj Atmos pude funcionar un año con el barrilete completamente cargado y sin asistencia de la cápsula-motor.

El siguiente paso es relacionar el movimiento de vaivén de la cápsula-motor con las vueltas del barrilete. Vamos a repasar el funcionamiento del sistema de carga en el Atmos. Como se ha explicado en otras secciones la cápsula-motor es un fuelle metálico de forma cilíndrica que se contrae y se expande con las variaciones de temperatura.

Esta acción carga el barrilete que tiene un movimiento circular, por lo que es necesario un mecanismo que transforme el movimiento de vaivén en circular. Esto se consigue mediante una cadena enrolladla en una polea que a su vez está conectada al muelle del barrilete a través de un sistema de doble trinquete. (En la sección del Blog de esta página web se encuentra un video donde se explica con detalle este sistema).

De todo el recorrido lineal que realiza la cadena (cápsula) solo es efectivo la mitad del mismo ya que cuando la cápsula se expande y la enrolla en la polea, ésta no carga el muelle sino que «recupera trinquete» y es solo cuando la cápsula se contrae cuando sí que «da cuerda al reloj«.

Está comprobado en diferentes relojes, que para cargar completamente el barrilete, la cadena ha de realizar un movimiento lineal efectivo de aproximadamente 110mm (con efectivo me refiero contar solo el movimiento en un sentido de la cápsula. Solo cuando se expande).

Si dividimos estos 110mm entre 365 días nos da 0.38mm que es el movimiento que ha de desplazarse la cadena-cápsula para cargar el reloj y mantenerlo en funcionamiento durante un día. Hay que recordar que la razón de este artículo es intentar determinar si un Atmos es capaz de funcionar durante un día con un grado de variación de temperatura en el ambiente.

Hasta aquí todo es relativamente sencillo de comprobar; contar dientes de ruedas y piñones, medir los valores de carga (movimiento de cadena vueltas del barrilete) y realizar unos cálculos sencillos. El problema está ahora en medir si efectivamente y en condiciones normales de trabajo, la cápsula es capaz de realizar un desplazamiento «efectivo» de como mínimo 0.38mm cuando la temperatura varía 1ºC.

Lo sencillo sería, con la cápsula fuera, variar la temperatura y con un calibre medir el movimiento, pero yo creo que eso no respondería de manera rigurosa a nuestra pregunta.

Para determinar el comportamiento de una cápsula hay que medirla en todo el rango operativo de temperaturas.

Para esta tarea he utilizado un sistema de medición con temperatura controlada que consta de los siguientes elementos:

Una cámara aislada (nevera de camping) con posibilidad de enfriar y calentar el interior y un calibre modificado para registrar medidas a intervalos regulares (este conjunto se puede observar en la foto superior)

Así mismo, el sistema consta de un termómetro que registra mediciones a la vez que el calibre y por último un artilugio electrónico con un micro programable (PIC) que procesa las diferentes informaciones y envía los datos a una hoja Excel (foto inferior).

Sistemáticamente, cada reloj que llega a mis mano, pongo su cápsula a medir. No solo por el estudio de los datos sino también para dar información al propietario del estado de su cápsula en condiciones de trabajo real. El proceso consiste, partiendo de temperatura ambiente, en enfriar primero la cápsula hasta su límite inferior de trabajo (esto ocurre entre los 12ºC/13ºC). Seguidamente se detiene el sistema de refrigeración y se deja que recupere hasta la temperatura ambiente de partida.

Acto seguido se conecta el sistema que calienta el interior hasta conseguir que la cápsula alcance la posición de máxima expansión (aproximadamente entre los 28ºC y los 30ºC).

Tanto la posición máxima de expansión como la mínima son fácilmente observables en las gráficas adjuntas ya que la curva de movimiento se detiene y permanece sin variación hasta que la temperatura vuelve a encontrarse dentro del rango de trabajo de la cápsula.

Después de analizar los resultados obtenidos con una treintena cápsulas medidas con este sistema, se sacan las siguientes conclusiones:

El dato que define el rendimiento de cada cápsula es Desplazamiento/2 vs. Temperatura (cifra en negrita en las gráficas inferiores). Este se obtiene sumando la mitad de todos los desplazamientos positivos y negativos (ya que, como comentábamos antes, el sistema solo carga en un sentido), divididos, a su vez, por la suma de las variaciones de temperatura (tanto positivas como negativas).

La media de los datos obtenidos en las treinta cápsulas medidas (Desplazamiento/2 vs. Temperatura) dan una cifra de 0.39mm que es ligeramente superior a la cifra teórica necesaria para que se cumpla el objeto de este estudio.

Gráficas tipo de las mediciones de movimiento y temperatura (foto inferior y superior).

Se puede observar el efecto de bloqueo del movimiento en los límites del rango de temperatura. Estos son los tramos horizontales de la linea de desplazamiento (no hay movimiento) aunque la temperatura si presente variaciones.

Por todo lo anterior, ¿se puede afirmar que un reloj Atmos es capaz de mantenerse funcionando durante un día con una variación de temperatura de 1ºC?.

Habría que puntualizar que aunque la afirmación se cumple, ésta ha de entenderse como aproximada y no exacta por las siguientes razones:

La mayoría de las cápsulas medidas se encontraban, como mínimo, en la mitad de su vida útil (al perder parte del gas, pierden efectividad). Cápsulas nuevas probablemente superen el reto con amplio margen, mientras que otras al final de su vida útil no lo hagan.

Los instrumentos utilizados para las mediciones están sujetos a posibles errores ya que no han sido calibrados y certificados.

Si las variaciones de temperatura de 1ºC se producen continuamente próximas a las zonas límite de trabajo de la cápsula, aunque estén dentro de rango, no producirán trabajo efectivo y por lo tanto la afirmación no se cumplirá. Dicho de otra manera, aunque el rango de funcionamiento de una cápsula es de 12ºC a 30ºC, la afirmación solo se cumplirá de 15ºC a 26ºC aproximadamente.

En las gráficas se puede observar como las cápsulas se vuelven perezosas para salir del estado de bloqueo por exceso o defecto de temperatura.

Cada reloj presenta un comportamiento particular. Uno recién salido de fábrica no se comportará igual que otro que lleve más de 60 años a sus espaldas.