Gli orologi al quarzo sono tra gli orologi più diffusi al mondo. Sono noti per la loro precisione, affidabilità, efficienza energetica e per le esigenze di manutenzione relativamente ridotte. Eppure, il quarzo viene talvolta descritto semplicemente come l’alternativa più semplice a un movimento meccanico.
Ma la tecnologia che si cela dietro questo sistema è più sofisticata di quanto possa sembrare.
A quartz watch combines a quartz crystal, an electronic circuit, a power source and, in analogue watches, a stepping motor and gear train.
Insieme, questi componenti formano un sistema altamente stabile per la misurazione del tempo.
Capire come funziona un orologio al quarzo è utile non solo agli appassionati di orologeria, ma anche ai marchi che sviluppano le proprie collezioni. La scelta del movimento può influenzare le dimensioni, le funzioni, la durata della batteria, il design e le caratteristiche tecniche dell’orologio finito. Ma il movimento rappresenta solo una parte del processo: elaborazione tecnica, prototipazione, selezione dei componenti, assemblaggio, test e controllo qualità contribuiscono tutti al risultato finale. TAN SA supporta i brand in tutte queste fasi dallo sviluppo iniziale fino all’orologio finito.
Come funziona un orologio al quarzo: il cristallo e la frequenza
Al cuore di un tradizionale orologio al quarzo si trova un piccolo cristallo di quarzo. Il quarzo possiede proprietà piezoelettriche: quando viene applicata una tensione elettrica, il cristallo oscilla a una frequenza estremamente stabile.
Un tipico orologio al quarzo utilizza un cristallo che oscilla a 32’768 Hz, ovvero 32’768 oscillazioni al secondo. Un circuito elettronico divide ripetutamente questa frequenza fino a ottenere un impulso elettrico al secondo.
In un orologio al quarzo analogico, questo impulso attiva un motore passo-passo. Il motore trasforma gli impulsi elettrici in movimento meccanico, facendo avanzare il treno di ingranaggi e muovendo le lancette dei secondi, dei minuti e delle ore.
Questo è il principio fondamentale alla base di un orologio al quarzo. Invece di utilizzare un bilanciere meccanico e uno scappamento come riferimento temporale, il movimento si basa sull’oscillazione stabile del quarzo.
Perché 32.768 Hz?
La frequenza di 32’768 Hz è particolarmente pratica perché è una potenza di due: 2¹⁵. Il circuito elettronico può quindi dividere la frequenza per due per quindici volte, ottenendo un impulso al secondo.
L’oscillazione stabile del quarzo fornisce un riferimento temporale estremamente costante, ed è uno dei motivi principali per cui gli orologi al quarzo tradizionali possono raggiungere, nell’uso quotidiano, una precisione superiore a quella della maggior parte degli orologi meccanici.
La Federazione dell’Industria Orologiera Svizzera descrive gli orologi al quarzo come caratterizzati da una variazione inferiore a un secondo al giorno, anche se le prestazioni effettive dipendono dallo specifico movimento.
Batteria e manutenzione: cosa sapere
A conventional quartz watch uses a small battery to provide the electrical energy required by the electronic circuit and stepping motor. Battery life depends on:
- the movement,
- la capacità della batteria,
- functions,
- la costruzione dell’orologio.
A seconda del calibro, la batteria di un orologio al quarzo può durare diversi anni. In un tradizionale orologio al quarzo alimentato a batteria, l’orologio si ferma quando la batteria si esaurisce.
La sostituzione della batteria di un orologio al quarzo è generalmente un’operazione semplice, ma l’apertura della cassa può compromettere la sua impermeabilità. La sostituzione professionale della batteria può quindi comprendere il controllo delle guarnizioni e, quando opportuno, un test di impermeabilità della cassa.
Non tutti gli orologi al quarzo utilizzano batterie convenzionali usa e getta. Gli orologi al quarzo solari utilizzano celle fotovoltaiche per convertire la luce in energia elettrica, che viene immagazzinata in una cella ricaricabile. Questo può ridurre significativamente la frequenza con cui è necessario sostituire la batteria.
Il quarzo non significa quindi assenza di manutenzione. Guarnizioni, batterie o celle ricaricabili e componenti meccanici possono comunque richiedere controlli o sostituzioni nel corso della vita dell’orologio.
Precisione degli orologi al quarzo vs. orologi meccanici
La precisione è uno dei principali vantaggi tecnici della tecnologia al quarzo.
Uno dei motivi fondamentali di questa differenza è la frequenza alla quale oscilla l’elemento che regola il tempo. Un tradizionale cristallo di quarzo oscilla a 32’768 Hz, ovvero 32’768 cicli al secondo. Per confronto, i bilancieri della maggior parte degli orologi meccanici funzionano tipicamente a circa 3 o 4 Hz, equivalenti a 21’600 o 28’800 alternanze all’ora.
La frequenza molto più elevata del quarzo offre al circuito elettronico un riferimento temporale molto più fine, mentre la stabilità dell’oscillatore contribuisce a mantenere costante la precisione di marcia. Insieme, l’oscillatore al quarzo stabile e il controllo elettronico consentono agli orologi al quarzo tradizionali di presentare scarti di marcia molto più contenuti rispetto alla maggior parte degli orologi meccanici.
I movimenti meccanici utilizzano un bilanciere e uno scappamento per regolare il rilascio dell’energia proveniente dalla molla motrice. La loro precisione può essere influenzata da fattori quali la posizione, la temperatura, i campi magnetici, gli urti, la lubrificazione e la regolazione.
Il confronto non riguarda quindi semplicemente la qualità. I movimenti al quarzo e quelli meccanici rappresentano due approcci differenti alla misurazione del tempo, con priorità diverse in termini di precisione, consumo energetico, costruzione e funzionalità.
Per i brand, la scelta più adatta dipende dal carattere che si vuole dare all’orologio, dalle sue funzioni, dalle dimensioni, dal design e dai requisiti tecnici.
Quarzo analogico e digitale: differenze pratiche
La tecnologia al quarzo può essere utilizzata sia negli orologi analogici sia in quelli digitali.
Un orologio al quarzo analogico utilizza un quadrante tradizionale e delle lancette. Il circuito elettronico invia un segnale al motore passo-passo, che trasforma gli impulsi elettrici in movimento meccanico e fa avanzare le lancette.
Un orologio al quarzo digitale visualizza l’ora elettronicamente, generalmente tramite un display LCD o un altro tipo di display elettronico. L’oscillatore al quarzo e il circuito elettronico continuano a regolare la misurazione del tempo, ma non è necessario convertire il segnale nel movimento meccanico delle lancette.
La differenza principale riguarda quindi il sistema di visualizzazione, non il principio fondamentale della misurazione del tempo.
Sia gli orologi al quarzo analogici sia quelli digitali possono integrare funzioni aggiuntive, tra cui calendari, cronografi, sveglie, fusi orari multipli e altre funzioni elettroniche.
Quanto dura un orologio al quarzo?
La durata di un orologio al quarzo dipende dalla qualità dei suoi componenti, dal movimento utilizzato, dalle condizioni in cui viene indossato e dalla qualità della manutenzione.
I movimenti al quarzo presentano generalmente un numero inferiore di componenti in interazione meccanica rispetto ai tradizionali movimenti meccanici, il che può ridurre alcune forme di usura. Tuttavia, anche i componenti elettronici, le batterie, le guarnizioni e altre parti possono deteriorarsi nel tempo.
Un orologio al quarzo ben realizzato può rimanere funzionale per molti anni se sottoposto a una corretta manutenzione. Sostituire la batteria quando necessario, proteggere l’orologio dall’umidità eccessiva e dagli urti e controllare le guarnizioni può contribuire a prolungarne la durata.
La durata complessiva dell’orologio dipende inoltre da componenti esterni al movimento, tra cui cassa, vetro, corona, quadrante, lancette e guarnizioni.
Per questo motivo, la durata di un orologio al quarzo dovrebbe essere considerata come il risultato della qualità dell’intero segnatempo e non del solo movimento.
FAQ sugli orologi al quarzo
Perché un orologio al quarzo fa un tic al secondo?
Il caratteristico movimento di un secondo della lancetta dei secondi di un orologio al quarzo deriva dal modo in cui il movimento converte il segnale elettronico di temporizzazione in movimento meccanico. A differenza di un orologio meccanico, la cui lancetta dei secondi può sembrare muoversi in modo continuo o avanzare attraverso diversi piccoli scatti a seconda dello scappamento, un movimento al quarzo tradizionale fa generalmente avanzare la lancetta con incrementi di un secondo.
Alcuni movimenti al quarzo utilizzano tuttavia un sistema di avanzamento diverso e possono produrre un movimento della lancetta dei secondi più fluido o più frequente. Il movimento della lancetta dipende quindi dal design del movimento e non esclusivamente dalla tecnologia al quarzo.
Un orologio al quarzo ha i rubini?
Alcuni movimenti al quarzo contengono rubini, anche se generalmente ne utilizzano meno rispetto ai movimenti meccanici. I rubini sono superfici di supporto realizzate in rubino o zaffiro sintetico, posizionate in punti specifici del movimento, in particolare dove sono supportati i perni dei componenti rotanti.
Riducono l’attrito e l’usura in questi punti di appoggio, anziché essere semplicemente collocati tra due componenti qualsiasi che entrano in contatto.
Il numero di rubini dipende dall’architettura e dalle funzioni del calibro. Ad esempio, alcuni movimenti al quarzo possono avere da pochi rubini fino a 10 o più, mentre molti movimenti meccanici tradizionali ne hanno circa 17-25, a seconda del design e delle complicazioni.
I rubini possono quindi contribuire a ridurre attrito e usura, ma il loro numero non dovrebbe essere considerato, da solo, un indicatore diretto della qualità del movimento. Il loro valore dipende da dove e perché vengono utilizzati all’interno dell’architettura del movimento.
È possibile riparare un movimento al quarzo?
Dipende dal calibro e dal tipo di guasto. Alcuni movimenti al quarzo sono progettati per essere riparati o sottoposti a manutenzione, mentre in altri casi la sostituzione dell’intero movimento può rappresentare la soluzione più pratica.
La decisione dipende dalla costruzione del calibro, dalla disponibilità dei pezzi di ricambio e dall’età e dalle condizioni dell’orologio.
Che cos’è un movimento al quarzo svizzero?
Un movimento al quarzo svizzero è un movimento al quarzo che soddisfa i requisiti applicabili per essere classificato come movimento svizzero. Tali requisiti riguardano fattori quali lo sviluppo tecnico, l’assemblaggio, il controllo e il valore svizzero del movimento.
Un movimento al quarzo svizzero non deve essere automaticamente confuso con un orologio Swiss Made. La designazione Swiss Made si applica all’orologio completo e richiede il rispetto di condizioni aggiuntive, tra cui requisiti relativi allo sviluppo tecnico, all’incassatura, al controllo finale e alla quota dei costi di produzione generati in Svizzera.
Perché un orologio al quarzo va avanti o rimane indietro?
Sebbene gli orologi al quarzo siano estremamente precisi, possono comunque presentare piccole variazioni nella marcia. Fattori quali la temperatura, lo stato della batteria, le tolleranze dei componenti e le caratteristiche dell’oscillatore e del circuito elettronico possono influenzare la marcia del movimento. L’entità della variazione dipende dal calibro e dal suo design tecnico, mentre i movimenti più avanzati possono utilizzare tecnologie come la compensazione della temperatura per migliorare la precisione.
Conclusione
La tecnologia al quarzo offre una combinazione pratica di precisione, efficienza energetica e manutenzione relativamente ridotta, mentre la sua architettura elettronica consente ai produttori di integrare diverse funzioni e configurazioni in un orologio.
Il quarzo non rappresenta semplicemente un’alternativa all’orologeria meccanica, ma un approccio diverso alla misurazione del tempo, con caratteristiche tecniche e applicazioni proprie. Per i brand, comprendere queste differenze è un aspetto importante nella definizione del movimento, delle specifiche tecniche e delle funzionalità di una nuova collezione.
La scelta del movimento più adatto dipende in ultima analisi dal concept, dal design e dai requisiti tecnici di ogni orologio. TAN SA affianca i brand nel trasformare queste considerazioni in un segnatempo completamente sviluppato: contattate il nostro team per discutere le esigenze del vostro prossimo progetto.
