Historia y desarrollo de los mecanismos del reloj

Desde la prehistoria el hombre midió el tiempo. Los antiguos obeliscos egipcios eran pilares cuya sombra se desplazaba a medida que transcurría el día y marcaba las horas entre el amanecer y la caída del sol

EL siguiente adelanto en la medición del tiempo fue la creación de relojes con movimiento  propio, que no dependían del o de los cuerpos celestes. Otro tipo de reloj de flujo es el de arena, que data de hace aproximadamente 500 años.

Los relojes mecánicos, con manecillas que avanzan lentamente por la acción de engranajes, aparecieron hace varios siglos. En estos primitivos relojes el movimiento se originaba por un peso colgante que impulsaba una rueda dentada o árbol de volante cuyos dientes estaban dispuestos en forma perpendicular al diámetro de la misma. Dos láminas llamadas “paletas” , dispuestas sobre un eje horizontal que oscilaba, engranaban en los dientes del árbol del volante y regulaban su movimiento, el oscilador, controla los movimientos de escape. En el primitivo reloj que describimos, esta función estaba a cargo de una palanqueta fijada en el extremo del eje de escape (aquel con las dos láminas), que oscilaba merced al impulso que ejercían los dientes del árbol de volante.

(Un dispositivo llamado escape se usa en todo mecanismo de relojería para controlar los engranajes. El escape de borde se usó hasta fines de 1800. Entonces se inventó el escape de áncora. Galileo fue el primero en demostrar que el péndulo puede controlar el movimiento de escape.)

En ese siglo apareció el resorte espiral que dio nuevo impulso a la relojería y permitió la invención de los relojes portátiles. La evolución prosiguió en el siglo XIX, con la difusión de la electricidad y su aplicación en tecnología. El movimiento de escape por laminillas fue reemplazado en el siglo XIX, cuando fue sustituido por una pieza con forma de pinza cuyos brazos engranaban alternativamente en el árbol de volante En cuanto al perfeccionamiento del oscilador, como Galileo había demostrado que el péndulo tenía una duración de oscilación más o menos constante. El péndulo continuó su desarrollo y perfeccionamiento hasta 1920, cuando el doctor C. E. Guillaume descubrió el invar., metal prácticamente insensible a la temperatura que permitió la fabricación de péndulos casi perfectos, pues no variaban su frecuencia de oscilación por influencia del ambiente exterior. En lugar de un péndulo (incapaz de ser incorporado en un reloj portátil) puede utilizarse como oscilador una rueda balancín y un finísimo resorte espiral.  Esta innovación introducida por Huygens en 1675 y la invención del escape de palanca, debida a Thomas Mudge, en el siglo XIX, determinaron la evolución del reloj portátil que había sido inventado por Peter Hanlein, alrededor del año 1500. Desde los “huevos de Nuremberg”, como se llamaba a los medidores de tiempo de Hanlein, hasta los modernos relojes de pulsera fabricados en serie, sumergibles en el agua, resistentes a los golpes, no afectables por el magnetismo y que se dan cuerda automáticamente.  Hoy, los medidores mecánicos de tiempo afrontan la rivalidad de los medidores eléctricos y electrónicos. Alexander Bain realizó, durante la década de 1840, en Gran Bretaña, gran parte del trabajo de investigación relacionado con relojes que funcionaban merced a un sistema eléctrico. Este método demostró ser capaz tanto de proveer fuerza impulsora al mecanismo de un reloj, como de sincronizar diversos relojes secundarios a uno “maestro”. Algunos relojes eléctricos son esencialmente mecánicos, pero poseen un motor eléctrico que eleva la pesa impulsora, o enrolla el resorte espiral, a intervalos regulares Otros relojes eléctricos poseen péndulos que oscilan gracias a impulsos provenientes de electro magnetos. En 1957 se introdujeron los primeros relojes de pulsera electrónicos. Impulsados por minúsculas pilas secas, que mediante electro magnetos hacen oscilar la rueda balancín, no necesitan del mecanismo de cuerda. Algunos utilizan un diapasón en reemplazo del balancín, que vibra por la acción del electro magnetos. Como la oscilación dura menos, el reloj es más preciso. Aun se obtiene mayor exactitud si se emplean cristales piezoeléctricos de cuarzo, en vez de un diapasón, pues su frecuencia de oscilación es mucho mayor.

Si dejamos de considerar las posibilidades técnicas de los relojes de pulsera, debemos decir que se puede obtener un mayor grado de precisión por medio del reloj atómico. Los mismos tienen su fundamento en la frecuencia de oscilación de los átomos de cesio.

EL PÉNDULO.

Nombre dado a todo cuerpo rígido que suspendido de un eje horizontal fijo, está sometido a la acción de su peso, es decir de la gravedad, y puede realizar un movimiento de balanceo por debajo de su punto de suspensión. A tal dispositivo se lo llama péndulo compuesto. Se facilita su estudio si se considera que se trata de una pequeña esferita, o de una pesa en forma de lenteja, suspendida de un hilo cuyo peso es despreciable en comparación con el de la esferita, y el radio de ésta muy pequeño comparado con la longitud del hilo. Este péndulo, denominado simple, ideal o matemático, se define con más rigor como un punto material pesado, suspendido de un hilo inextensible y sin masa, que en la práctica representa la distancia entre el punto de suspensión y el centro de la pequeña esferita, o centro de gravedad de la misma. Su período de oscilación es el tiempo empleado por el péndulo para completar un ciclo completo de movimiento, es decir, entre la partida de una posición extrema y su retorno a la misma. Además se llama amplitud del movimiento pendular al valor máximo del ángulo formado por la vertical que pasa por el centro de suspensión y la posición extrema del péndulo.