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Tema: La temperatura afecta a los relojes: breve historia

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    Post La temperatura afecta a los relojes: breve historia

    ¿Afecta la temperatura a nuestros relojes?

    (Fuente: www.europastar.com)
    Los cambios de temperatura afectan el funcionamiento de los relojes, pero este fenómeno no se observó en la historia temprana del desarrollo debido a las imperfecciones del reloj en el diseño y provocaron variaciones mucho mayores que las perturbaciones debidas a las fluctuaciones de temperatura.

    En 1675, el neerlandes Christian Huygens tenía la idea de fijar una espiral plana para el equilibrio en el reloj con el fin de regular su funcionamiento. Esta importante innovación marcó el inicio de la relojería moderna.

    El uso de la espiral de la Huygens dió como resultado una ganancia de diez veces en la precisión sobre los demás relojes, que en la física, se corresponde con una mejora muy considerable. Para dar un ejemplo, el primero en estar equipado con un resorte de balance mostró errores de 4 a 5 minutos por día, mientras que los que no varió desde 40 hasta 50 minutos por día.

    El secretario de la Royal Society de Londres, un hombre llamado Oldenburg que también era amigo de Huygens escribió al holandés: "Aquí en la Real Sociedad, no dudamos de que la temperatura tiene un efecto importante en el equilibrio, pero sentimos que debe haber tenido tal efecto en consideración. " Escribiendo acerca de sus experimentos, Huygens le respondió el 01 de mayo 1675: "No he encontrado que el calentamiento del resorte de balance en una llama produce vibraciones más lentamente que cuando está frío."

    Pero, Huygens estaba equivocado. Las mejoras en diseño del reloj pronto se puso de manifiesto que la temperatura juega un papel en la elasticidad de la espiral, dando lugar a variaciones en el tiempo. No fue sino hasta 1714, sin embargo, que una solución aproximada a este problema se encontró.


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    Ilustración 1: John Harrison (1693-1776).



    John Harrison (1693-1776) fue el primer fabricante de relojes para la construcción de un cronómetro lo suficientemente preciso para determinar la longitud en alta mar. Su número 4 de reloj, que ganó un premio de £ 20.000 ofrecidos por el Parlamento británico, estaba equipado con un dispositivo para corregir las fluctuaciones de temperatura. Este mecanismo estaba hecho de una tira bimetálica que actúa sobre la longitud de la espiral de acortar o alargar de forma automática como una función del cambio de temperatura. Aunque esta elección en particular era engorroso y no ajustables, es muy útil. Después de 156 días en el mar y teniendo en cuenta la variación diario conocido de la guardia, Número 4 de Harrison perdió sólo 15 segundos, lo que representa un error de menos de 5 km a la latitud de Londres.

    Harrison comenzó su investigación en 1726 a la edad de 33 años. En 1764, fue galardonado con la mitad del dinero del premio por su invento, pero tuvo que esperar hasta 1772, cuatro años antes de su muerte para recibir la otra mitad. Parece que Ye Olde Inglaterra no estaba benévola hacia su propia progenie.



    Ilustración 2: invención John Harrison para la compensación de temperatura consiste en un sistema que utiliza barras de acero y bronce, que cambia automáticamente la longitud de la espiral (izquierda). Su reloj Número 4 ganó el Premio del Parlamento en 1711 y trabajó con una sola varilla bimetálica que actúa sobre el resorte de balance.



    Efectos de la temperatura

    Las variaciones de temperatura producen una serie de efectos en los relojes. La principal es la pérdida de elasticidad en la espiral en que se realiza de acero, para los que la pérdida de unos 11 segundos por cada grado Celsius por día (6,1 s / de / día) se observa como aumenta la temperatura. La expansión del saldo y la prolongación de la espiral también producen una pequeña pérdida que se compensa aumentando el espesor y la altura de la espiral.

    La variación no lineal de la viscosidad de los aceites lubricantes en función de la temperatura ejerce una influencia no cuantificables que generalmente es muy débil dentro de los límites normales de uso reloj.

    Compensación térmica

    Compensación térmica es cualquier proceso que se utiliza para compensar o eliminar los efectos de la temperatura sobre el funcionamiento de mecanismos de relojería.



    Ilustración 3: Pierre Le Roy (1717-1785).



    Pierre Le Roy (1717-1785), uno de los fundadores de la cronometría francesa, fue el primero en desarrollar una técnica de compensación térmica utilizando el equilibrio y no de la técnica de espiral de Harrison. El resultado fue un equilibrio de medio punto bimetálica en dos partes cuyo borde exterior estaba hecha de bronce y borde interior de acero, ambos equipados con un tornillo para permitir cualquier modificación necesaria. Al aumentar la temperatura, el metal se expande más que el acero que hace que el aro para apretar. El momento de inercia del equilibrio y disminuye los avances ver compensando así la pérdida producida por el resorte de balance. Este sistema completamente ajustable era muy eficiente y de fácil gestión.

    Durante el siglo 19, todos los relojes con compensación térmica estaban equipados con capa bimetálica.



    Ilustración 4: Sistema de Pierre Le Roy de compensación térmica utiliza una parte de dos bimetálicos saldo medio punto de latón en el exterior y el acero en el interior. A temperatura normal (izquierda) las dos piezas se mantuvo alineado. Al aumentar la temperatura, el movimiento a largo segmentos bimetálica hacia el centro. A medida que disminuye, los segmentos se mueven en la dirección opuesta



    Charles Edouard Guillaume

    La mejor solución para el problema de las variaciones de temperatura fue encontrado por Charles Edouard Guillaume (1861-1938) de Fleurier, Switzerland.Guillaume fue el Director de la Oficina Internacional de Pesos y Medidas en Sèvres, Francia y estaba estudiando las propiedades de las aleaciones de acero y níquel con el objetivo de hacer una medida estándar de temperatura sensibles a la longitud del metro. En 1897 se creó un material cuyo coeficiente de expansión era prácticamente cero en un amplio intervalo de temperaturas normales. Guillaume llamó a este INVAR nueva aleación de hierro-níquel. Funcionó bastante bien para la medida estándar del metro de la Mesa y, además, que se encuentra aplicaciones en la relojería, donde la varilla del péndulo para mantener la misma longitud, independientemente de la temperatura. Antes de este invento, los relojes usados para "alto" de precisión ha de estar equipado con algún otro tipo de dispositivo de expansión de compensación, ya que un aumento de la longitud debido al calentamiento de barras de acero que se produce una pérdida de 0,5 segundos por cada grado centígrado por día (0,28 s / de / día).

    Alentada por el uso exitoso de INVAR en los relojes, relojeros decidió utilizarlo para reemplazar los balances normales tradicionales de acero.



    llustration 5: Una medalla en honor de Charles Edouard Guillaume (1861-1938) en el momento de su retiro de la Oficina Internacional de Pesos y Medidas


    A principios del siglo 20, los resortes INVAR saldo siempre una solución razonable al problema de cambios térmicos en los relojes. Pero tuvieron que transcurrir otros dos décadas de trabajo para perfeccionar el sistema. En 1912, una nueva aleación de níquel 29% fue desarrollado pero que las principales desventajas de ser demasiado blanda y difícil de trabajar. Finalmente, en la década de 1920, Guillaume, en colaboración con Chenevard y el laboratorio de acero Imphy, desarrolló un producto llamado ELINVAR (ELasticité invariable).

    Los resortes de balance reembolsados de esta nueva aleación fueron llamados "resortes saldo de compensación automática". Ellos rápidamente reemplazado sus homólogos de acero y tenía la ventaja adicional de eliminar el saldo de dos piezas bimetálicas. Además, ELINVAR fue menos susceptible a los efectos del magnetismo y la oxidación, así en gran medida la mejora de la calidad de los relojes de libras en estas áreas.

    Por su trabajo, Charles Edouard Guillaume recibió el Premio Nobel de Física en 1920, un año antes que Einstein.

  2. #2
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    Felicidades Jordi por este "tema"!!!.
    Ya llevo tiempo observando tres circunstancias que afectan al funcionamiento de los relojes que llevo (y quizá, como los que llevo siempre tiene unos cuantos años, lo notan más):
    · La temperatura
    · La carga (los manuales los cargo cada 24h pero los automáticos puede variar su carga según el día: ej. días laborables o festivos) y
    · El movimiento y/o posición: Difiere de si lo llevo puesto (continuamente cambiando de posición y afectado por pequeñas aceleraciones con el movimiento de la muñeca) o si está en la mesita, sea vertical u horizontal
    Realmente son pequeñas desviaciones pero, yo que tengo la “manía” de ir comprobando su funcionamiento, lo he ido notando con el tiempo.
    Un saludo a todos!

  3. #3
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    Muy bUeno!
    Enhorabuena

  4. #4
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    Y yo que pensaba, al ver el título, que el tema iba por los pulsadores del Planet Ocean, que se excitan con el agua calentita...

  5. #5
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    jajJjajjjajaJAjaA !! Vaya mente mas calenturienta !

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