Parmigiani y el Proyecto Senfine: máxima reserva de marcha.

Poco a poco nos acercamos al final de este 2016. Empezamos aquella época del año en la que, en un marcado contraste con la apacibilidad del período estival en lo que a la alta relojería se refiere, empiezan a llegar los avances de algunas de las novedades que veremos en el próximo SIHH. Pero en este artículo no os voy a hablar de ninguna de estas novedades, sino de algo que Parmigiani Fleurier desveló durante la pasada edición del salón ginebrino: el Proyecto Senfine.

“Eternamente”, este es el significado del término Senfine en esperanto y con el que Parmigiani bautizó un ambicioso proyecto centrado en llevar la reserva de marcha de los relojes mecánicos a valores ciertamente sorprendentes. Pero vayamos por partes.

El desconocimiento es poder.

Cuidado. No os toméis la frase en el pleno sentido literal. El verdadero significado hay que entenderlo del siguiente modo. Las normas, las reglas, las lecciones aprendidas, los estándares y los innumerables años de conocimiento que hay detrás de toda actividad – ni que decir tiene que la relojería se encontraría en una de las zonas más altas de la pirámide – influyen, y mucho, cuando se pretende desarrollar algo nuevo. Algo que rompa con todo lo anterior en pos de mejorar algún aspecto del elemento que se desee innovar: máquina, dispositivo, producto o como queramos denominarlo.

Pierre Genequand, un ingeniero ginebrino con largos años de experiencia en su haber y antiguo colaborador del CSEM (Centre Suisse d’Electronique et de Microtechnique), desarrolló durante años una tecnología de ingeniería aeroespacial basada en el aprovechamiento de las propiedades  de baja fricción de las articulaciones flexibles. Convencido desde tiempo atrás de la utilidad que esta tecnología podía tener en el campo de la relojería, a su jubilación en el año 2004, instaló su particular laboratorio en la cocina de su casa para construir una maqueta a escala 20:1 que supondría el inicio de este proyecto. Había que salvar el primer trámite, que consistía en que alguna de las manufacturas relojeras del panorama actual se interesara en el estudio. Parmigiani Fleurier lo hizo, a través del departamento mecánico de su división de relojería Vaucher Manufacture Fleurier. Ni que decir tiene que el hecho de que Genequand fuera uno de los involucrados en desarrollos como el Echappement Constant de Girard-Perregaux o el Spiromax de Patek Philippe añadía credibilidad al estudio.

Y aquí es donde la frase que encabeza estos párrafos adquiere todo su sentido. ¿Cuál fue la gran ventaja con la que contó Genequand?. Sencillamente, el hecho de no ser relojero. Obviando la genialidad científica del personaje, un factor de suma importancia en el desarrollo de la maqueta fue el que respondía a estar liberado de las convenciones por simple desconocimiento de las mismas. El abordaje del problema tuvo un punto de vista poco usual y se basó en la aplicación de tecnologías ajenas a la relojería sin tener en cuenta, además, las estructuras “intocables” que se disponía a cuestionar.

La motivación.

Cualquier aficionado a los relojes mecánicos aprecia la reserva de marcha disponible que estos presentan. A priori, parece lógico que sean dos los métodos o puntos de enfoque que se pueden aplicar en aras de una mayor reserva de marcha: aumentar la energía acumulada o disminuir el consumo de esta en el movimiento.

La energía en un reloj mecánico se acumula en el elemento conocido como barrilete que, en su interior, aloja al muelle real. A su vez, la máxima energía que puede acumularse en un muelle real determinado depende de los siguientes parámetros y del siguiente modo:

• es directamente proporcional a sus propiedades dimensionales – longitud, espesor y altura – así como al cuadrado de su máxima tensión admisible (propiedad que depende del material escogido).
• es inversamente proporcional al módulo de elasticidad del material con el que se fabrica el muelle.

Así pues, las opciones más lógicas para conseguir una mayor duración de marcha en un reloj mecánico serían aumentar las dimensiones del muelle y escoger un material con una elevada tensión admisible máxima y un bajo módulo de elasticidad. Pero los materiales a utilizar en la fabricación de los muelles reales son limitados y, hablando de dimensiones, debemos pensar que el aumentarlas implica irremediablemente hacer lo mismo con el tamaño del barrilete, no siempre posible debido al limitado espacio existente en los calibres. Otra opción, que de hecho ya se adopta por muchas manufacturas, es la disponer de más de un barrilete para acumular más energía. Resulta obvio que repetimos el problema de espacio.

Vayamos al resto del movimiento, al tren de engranajes, al escape y al órgano regulador del reloj. Si bien es cierto que parte del consumo de la energía acumulada en el barrilete se consume en el tren de engranajes y que este puede reducirse con un diseño optimizado de los dientes de ruedas y piñones, la mayor parte del consumo y pérdidas por fricción tienen lugar en los dos últimos elementos. Las pérdidas por rozamiento afectan, en primer lugar, al volante, que pierde energía en cada una de sus oscilaciones, le sigue el escape en cada una de sus interacciones con el volante y, finalmente, el áncora en sus interacciones con la rueda de escape.

El Senfine se centra en atacar la segunda parte de esta ecuación, es decir, mantener sin cambios el concepto del barrilete como acumulador de energía y abordando los factores de consumo energético del movimiento. Para ello transgrede las normas establecidas y replantea el diseño del órgano regulador del reloj mediante la utilización de las articulaciones flexibles de Genequand.

Principios del concepto Senfine.

El concepto Senfine se construye principalmente sobre cuatro pilares:

• utilización de guías flexibles y estructuras con rozamiento mínimo derivadas de la tecnología aeroespacial en todos los componentes del regulador.
• uso exclusivo del silicio, mecanizado para cada componente con una precisión de micras, lo que ofrece unas propiedades mecánicas excelentes gracias a su elasticidad, durabilidad así como a su baja densidad y coeficiente de fricción.
• implementación de un oscilador monolítico que asume las funciones de volante, espiral y horquilla del áncora.
• uso de un escape de tipo saltamontes de contacto permanente.

El órgano regulador del Senfine está integrado por guías de estructuras flexibles y la amplitud de sus oscilaciones es de tan solo 16º. Precisamente en esta limitada amplitud radica la base de este sistema al minimizar la disipación de energía en las oscilaciones que, en un órgano regulador clásico, llegan a alcanzar valores de 300º.

El áncora del oscilador Senfine está conectada al volante de manera convencional. Este volante es de forma circular y en su centro se cruzan, sin llegar a tocarse, dos láminas flexibles. Durante las oscilaciones, estas láminas actúan como muelles de retroceso generando el movimiento alternativo del volante y haciendo, por tanto, la función análoga a la llevada a cabo por la espiral en un órgano regulador convencional.

La naturaleza monolítica de esta estructura de silicio – que aúna en un solo cuerpo el volante, la espiral y el áncora – implica la no existencia de los habituales pivotes y ejes de rotación que encontramos en un regulador clásico. El regulador Senfine está suspendido, oscilando sobre su eje virtual, gracias al impulso del áncora pero sin puntos de fricción y con un coeficiente de rozamiento prácticamente despreciable.

En un calibre tradicional, el escape es el responsable de suministrar la energía al movimiento desde el barrilete hasta el órgano regulador. Es el componente clave sobre el que recae la responsabilidad de mantener y contar las oscilaciones del volante. El movimiento Senfine, como no podía ser de otro modo, implementa un escape que se adapta a sus necesidades específicas: el escape de saltamontes de contacto constante.

En esta configuración, las dos láminas flexibles situadas en la horquilla del áncora interactúan con la rueda de escape, almacenando y descargando su energía de deformación elástica al engranar y desengranar con la rueda. Los efectos de la fricción quedan reducidos a un mínimo y el consumo de energía requerido por el escape se adapta al adecuado para el oscilador Senfine.

El camino del Senfine. Pasado, presente y futuro.

Seis fueron los años – de 2008 a 2014 – que se precisaron para el desarrollo del Senfine. Al principio, el primero de los objetivos era que la manufactura de Parmigiani Fleurier se familiarizara con el el proyecto, aprendiendo los términos, examinando cada detalle y aprendiendo la teoría física que lo sustentaba. Para ello, los relojeros tuvieron que adentrarse en el mundo aeroespacial y, una vez preparados, conducir el proyecto, paso a paso, hacia una realidad tangible que pudiera ser albergada en la caja de un reloj superando los retos de miniaturización y montaje que ello suponía.

El equipo de relojeros de Parmigiani, una vez asimilada la teoría, trasladaron a los científicos responsables del proyecto las limitaciones que podían imponerse desde el punto de vista de un reloj destacando, en particular, aquellas que, además, podrían condicionar la teoría sobre la que se sustentaba el Senfine. Uno de los ejemplos en este sentido fue el de las aceleraciones que debería soportar el sistema. Al principio y durante la fase de desarrollo, los ingenieros del CSEM se mostraron extremadamente satisfechos por el hecho de que el oscilador podía resistir aceleraciones de hasta 20G (valor equivalente a la aceleración experimentada por un cohete durante su despegue). Si bien es cierto que el registro era para estar orgulloso, no lo es menos que, en condiciones normales de utilización, un reloj está sujeto a valores de aceleración de entre 500G y 5.000G, a todas luces unos registros ciertamente lejanos de los 20G conseguidos en el prototipo. De este modo, todos los inconvenientes que aparecieron, tuvieron que ser solucionados uno a uno, buscando las acciones necesarias combinando la teoría del estudio con la realidad práctica que permitiera la materialización del regulador.

Fue 2014 el año en que el centro de relojería de Parmigiani Fleurier desveló el prototipo del Senfine a escala real 1:1 y que, añadido a un movimiento mecánico convencional, consigue ofrecer un valor de reserva de marcha de 45 días. Y esto solo es principio ya que desde la manufactura no dudan en afirmar que una vez el proyecto se haya desarrollado por completo, esta reserva de marcha alcanzará valores superiores que podrán estar alrededor de los 70 días.

El año siguiente, 2015, estuvo dedicado en su mayor parte a reducir la sensibilidad a los impactos del Senfine. Debido a su reducido ángulo de oscilación – recordemos que es de tan solo 16º – y al hecho de que el oscilador está suspendido y carece de contacto físico en lo que a soportación se refiere, el funcionamiento de este regulador se veía seriamente afectado ante el más mínimo impacto. El trabajo de investigación se inició con una modelización empírica de todos los factores de impacto. En muchos de los ensayos la teoría predecía que el sistema resistiría determinadas condiciones, esta teoría se soportaba con las simulaciones, pero finalmente, en la práctica, el resultado no era el deseado. La razón no era otra que la existencia de un mundo entre el uso virtual o simulado y el real, el cotidiano del día a día. Modelizando cada uno de los factores de impacto y parada se consiguieron adoptar las soluciones oportunas. Para reforzar estos satisfactorios resultados los relojeros decidieron alimentar el movimiento con una frecuencia de 16 Hz (115.200 alternancias por hora), un valor muy por encima de los 3 ó 4 Hz más habituales (21.600 y 28.800 alternancias por hora) e incluso de calibres como El Primero de Zenith que oscilan a una frecuencia de 36.000 alternancias por hora (5 Hz). El efecto de este extraordinario registro de frecuencia es la reducción de los efectos de los impactos sobre el regulador y garantizar su estabilidad de funcionamiento.

2015 fue un año también dedicado a realizar ajustes sobre el escape del Senfine. En un movimiento tradicional este ajuste es una formalidad, un trámite relativamente convencional ya que el escape responde a una estructura separada e independiente del órgano regulador. Pero en el Senfine todo es distinto ya que el escape está en contacto permanente con la horquilla del áncora que, a su vez, se integra en el oscilador en la estructura que ya hemos definido como monolítica. En este sentido, para ajustar el escape fue necesaria la invención de un dispositivo que permitiera el ajuste y regulación de los componentes del regulador de manera integrada. Este dispositivo, a principios de 2016, se había completado en su diseño y se encontraba en fase de producción.

Hasta aquí llegaba la historia del Senfine durante su presentación el pasado mes de enero en el SIHH. A partir de aquí, el futuro en 2016 (ahora ya pasado en gran parte) se planteaba como un año dedicado a los aspectos térmicos del oscilador. Estas consideraciones persiguen que el Senfine asegure el cumplimiento de los parámetros impuestos por el COSC y que exigen un isocronismo constante para cualquier temperatura interna del movimiento comprendida entre 8 y 38 grados. Puesto que el silicio responde a las variaciones de temperatura de un forma ciertamente compleja era necesaria la validación de una solución teórica que, posteriormente, se aplicara en los casos prácticos.

2016 ha tenido que ser además y según las previsiones de Parmigiani Fleurier, el año en el que se habrán definido los procesos y las herramientas necesarias para la producción del Senfine. Más allá del sistema Senfine como regulador, los relojeros y fabricantes habrán dedicado a su tiempo a engendrar todo el entorno del producto. Según la propia manufactura la reserva de marcha final se contará en meses. Ahora no queda más que esperar tres meses escasos para conocer los avances experimentados por el Senfine en este último año.

Obviamente y dejando a un lado el éxito asegurado en cuanto al resultado perseguido de una reserva de marcha máxima, quedarán por descubrir otros aspectos no menos importantes como el coste de implementación y la repercusión en los precios de venta finales de los posibles guardatiempos que lo incorporen, así como las posibles soluciones que proponga Parmigiani para suavizar el aspecto tan “electrónico” que presenta este regulador. Sin lugar a dudas y por lo que a mi opinión personal respecta, será necesario buscar la envolvente adecuada que permita albergar una decoración digna de una de las piezas de esta manufactura.