La Cronometría, Segunda parte

Una noción fundamental en cronometría fue descubierta por Galileo, quien comprendió en 1638 que había oscilaciones cuya cadencia es casi independiente de su amplitud, esto es el isocronismo. Esto llevará a una teorización del movimiento del péndulo.

Christian Huygens inventó en la segunda mitad del XVII en colaboración con Salomon Coster el primer reloj regulado mediante un péndulo, y poco después adaptó la idea de Robert Hooke del volante-espiral en los relojes. 

El desarrollo constante de esta tecnología permitirá obtener un reloj cada vez más preciso con variaciones de unos minutos y después de unos segundos al día.

El ebanista inglés John Harrison diseñó un reloj de precisión y ganó el premio. Esto marcará los inicios de la cronometría moderna. Desde entonces, la medida precisa del tiempo se convierte en un reto importante. A fin de sostener los progresos técnicos ligados a la relojería, la clase de industria y del comercio de la Sociedad de las Artes de Ginebra procede desde 1790 a ensayos cronométricos, pero estos últimos se revelarán poco concluyentes. 

Hace falta esperar 1801 para que un cronómetro de marina Demôle y Magnin sea comparado con el tiempo medio proporcionado por el Observatorio de Ginebra, el éxito de esta medida llevará a una modernización del observatorio y a la apertura de un servicio cronométrico en 1842.

En el año 1857, para seleccionar relojes para torpederos, el Servicio Hidrográfico de la Marina lanzó un concurso bianual basado en una normativa desarrollada por Jean-Pierre Lieussou y destinada a la medición de cronómetros. En 1866, el Observatorio de Neuchâtel organizó su primera competición cronométrica anual. 

Está abierto a cronómetros marinos y bolsillo que somete a pruebas de posicionamiento y temperatura. Este tipo de competición permite realizar estudios estadísticos serios sobre la regularidad de los cronómetros y profundizar en el conocimiento de los relojeros sobre el ajuste y diseño de sus productos.

Al enrollar manualmente un cronómetro, la energía se transmite a un muelle. Este muelle, relajándose, acciona un conjunto de engranajes que moverán las agujas. Un órgano regulador se encarga de frenar la expansión del muelle para que las agujas indiquen el tiempo transcurrido con la mayor precisión posible.

El escape de ancla libre introducido en 1769 por Thomas Mudge fue mejorado hacia 1830 por Georges-Auguste Leschot, al igual que se optimizó la estabilidad térmica del volante-espiral a principios del XX con nuevo material de bajo coeficiente de dilatación como los Invar y los Élinvar de Charles-Édouard Guillaume.

Los primeros relojes eléctricos que aparecieron en 1840 con Alexander Bain y en 1921, William H. Shortt presenta un sistema electromecánico realmente notable. En el vacío, para evitar cualquier fricción, dentro de un reloj maestro, oscila un péndulo que sincroniza el péndulo de un reloj secundario mediante electroimanes. Este último péndulo se utiliza para animar un mecanismo que permite mostrar las horas y proporciona regularmente un pulso al péndulo del reloj maestro para evitar que se detenga.

Este reloj, también llamado Synchronome, se utilizará como estándar de frecuencia en numerosos observatorios astronómicos, su velocidad sólo se desvía en menos de un segundo por año. El movimiento del péndulo del reloj maestro se establece en la frecuencia de 0.5 Hz, que es el equivalente perfecto de un segundo.

Tras el desarrollo del primer oscilador de cuarzo por Walter G. Cady, el primer reloj de cuarzo, fue inventado en 1927 por Warren A. Marrison y Joseph W. Horton en los Laboratorios Bell. Fue un punto de inflexión en la precisión, tanto es así que Adolf Scheibe y Udo Adelsberger descubrieron en 1936, gracias a este nuevo tipo de instrumento, las variaciones de la velocidad de rotación de la Tierra.

El cristal de cuarzo piezoeléctrico ofrece una frecuencia de resonancia y una estabilidad significativamente superiores a los osciladores utilizados en la relojería clásica, aunque, a escala atómica, se producen modificaciones espontáneas que distorsionan el funcionamiento de estos relojes cuando se utiliza. Llegamos a un margen de error de un segundo cada 10 años, y sigue siendo necesario comprobarlos periódicamente y reajustarlos a partir de observaciones astronómicas.

El cuarzo de estos relojes de laboratorio vibra a una frecuencia de 100,000 Hz, que se subdivide a fin de regular un motor síncrono utilizado para proporcionar las unidades de tiempo.