Il calibro OMEGA Co-Axial 8508 entrerà, senza alcun dubbio, nella storia dell’orologeria. E questo perché, senza l’ausilio di protezioni aggiuntive o intermedie, permetterà all’orologio di funzionare in presenza di campi magnetici di oltre 1,5 tesla (ovvero 15.000 gauss), superando di gran lunga i livelli di resistenza magnetica raggiunti in passato da qualsiasi altro movimento. Si tratta di un problema che, da decenni, assilla l’industria orologiera, influenzando la precisione di meccanismi di alto e altissimo livello una volta operanti nella quotidianità. In queste pagine, abbiamo voluto approfondire il tema con argomentazioni e immagini esplicative della notevolissima portata di un simile exploit tecnico.
Il problema degli effetti dei campi elettro-magnetici sul movimento meccanico di un orologio, costituisce da moltissimo tempo una sfida complessa ed estremamente impegnativa per l’industria del segnatempo. In queste pagine vogliamo illustrare come una Maison blasonata come Omega, abbia affrontato, conscia delle elevatissime difficoltà, la questione con un approccio assolutamente diverso rispetto al passato, cercando lo scontro diretto con il problema ed evitando più immediate, ma meno efficaci soluzioni per aggirarlo: e ne è uscita vincitrice. Prima, comunque, di entrare nel dettaglio, ci sembra decisamente appropriato effettuare un excursus sulle caratteristiche generali dei campi magnetici e sulle varie manifestazioni dei loro influssi, per poi, grazie al qualificato supporto di Gianluca Macchioni, Maestro Orologiaio, analizzare nello specifico le conseguenze di simili influenze sull’organo regolatore di un orologio.
I campi elettromagnetici
Una carica elettrica in movimento genera un campo magnetico. E’ possibile definire l’intensità di tale campo nel modo seguente: quando una carica elettrica percorre un conduttore, l’intensità del campo magnetico in un punto dello spazio risulta direttamente proporzionale all’intensità della corrente (in Ampere) e inversamente proporzionale alla distanza di quel punto dal conduttore percorso dalla corrente. L’intensità del campo magnetico viene, dunque, generalmente espressa in Ampere/metro (A/m). In sostanza, una carica elettrica in moto genera sempre un campo magnetico e un campo elettrico insieme, e produce una perturbazione dello spazio circostante, che è la risultante dei due campi e che prende il nome di campo elettromagnetico: le onde elettromagnetiche, ossia la manifestazione del campo elettromagnetico nello spazio, si propagano nel vuoto a circa 300.000 Km/s, ossia alla stessa velocità a cui viaggia la luce. Al contrario delle onde meccaniche (es. onde sismiche o sonore), le onde elettromagnetiche non hanno bisogno di un mezzo materiale per diffondersi: dunque, i campi elettromagnetici sono creati e sfruttati da telefoni, televisioni, computer, elettrodomestici, forni a microonde, e non solo. A ciò va aggiunto il campo magnetico terrestre e la radiazione elettromagnetica che proviene dal Sole e dalle stelle. Tornando alle unità di misura, i valori del campo magnetico, oltre che in A/m, posso essere indicati in Tesla (T) e nei suoi sottomultipli (millitesla o microtesla), o in Gauss. La scala di conversione è la seguente: 1T = 796.000 A/m = 10.000 Gauss.
Come anticipato, nella vita di tutti i giorni siamo soggetti costantemente a campi elettromagnetici non ionizzanti, ossia con frequenze inferiori ai milioni di gigahertz (l’Hertz, esprime i cicli al secondo dell’onda): s’intende non ionizzante, il campo elettromagnetico non in grado di ionizzare direttamente gli atomi, ossia di “portar via” da loro, uno o più elettroni. Detti campi a radiofrequenze possono produrre effetti sul corpo umano, penetrando nei tessuti fino a una profondità che varia in funzione della frequenza e provocandone il riscaldamento: un effetto termico potenzialmente dannoso può verificarsi se l’aumento della temperatura correlato all’esposizione ad un campo elettromagnetico è superiore a un 1 grado centigrado. In ogni caso, non esistono prove scientifiche che provino e confermino la pericolosità sull’uomo del campo elettromagnetico non ionizzante; in aggiunta è bene ricordare che l’intensità dei campi elettromagnetici è inversamente proporzionale alla distanza dalla sorgente che li produce e che gli effetti sull’organismo dipendono fortemente dal tempo di esposizione. Viceversa gli effetti e le interferenze su apparecchiature e strumenti elettronici o meccanici i immersi in un campo magnetico sono tangibili. E specificamente sul meccanismo di un orologio le conseguenze sono tali da portare addirittura all’arresto dello stesso: per comprendere meglio tecnicamente i motivi di una simile “influenza”, lasciamo la parola al Maestro Orologiaio Gianluca Macchioni.
Gli effetti di un campo elettromagnetico sul meccanismo di un orologio
Gli orologi vengono sottoposti quotidianamente a forze attrattive o repulsive di varia natura, le quali più comunemente assumono il nome di “Campi” ed in funzione della loro origine possono essere :
- Elettrici
- Magnetici
- Elettromagnetici
Questi hanno in comune tra loro la spiacevole caratteristica di produrre effetti negativi per i meccanismi collocati all’interno delle casse dei nostri orologi.
Siamo nella prima decade del 1800 quando il problema cominciò ad interessare, in maniera sempre più frequente i segnatempo, con lo sfruttamento e l’uso progressivamente più massiccio della corrente elettrica ed in particolar modo con le attrezzature che ne derivarono. L’imputato principale era il “Campo Elettromagnetico” generato da tutte le apparecchiature che iniziavano a circondare l’ Uomo Moderno.
Ovviamente i costruttori e di riflesso i tecnici riparatori avvertirono in modo sempre più evidente la necessità di soluzioni efficaci.
La strada da percorrere si sviluppò in due direzioni ben precise :
- I° costruire i componenti con materiali esenti il più possibile dai flussi magnetici
- II° proteggere il meccanismo con un involucro che schermasse ed isolasse la macchina al suo interno.
Ovviamente tutte le “Maison” iniziarono studi e test per ottimizzare i loro prodotti ma bisogna ricordare per onore della cronaca la ditta Tissot che prese molto in considerazione la ricerca in questo settore, investendo moltissime risorse e nel 1930 mise in commercio il primo orologio definito “ Antimagnetico” termine che Paul Tissot usò appositamente, e tuttora universalmente adoperato, in vece del corretto vocabolo scientifico “Amagnetico”. Questo per evidenziare fortemente il successo ottenuto e quanto importante fosse la sconfitta di un fenomeno così nefasto che vanificava tutti gli sforzi, del mondo dell’ orologeria, per giungere ad una precisione sempre più accurata. La sfida per una soluzione sempre più efficace, come dimostra questo articolo, non si è arrestata fino alla attuale presentazione di questo modello Omega che sembra aver scritto la parola fine, con i suoi 15.000 Gauss, al problema del magnetismo per i propri orologi.
Vediamo ora da un punto di vista più tecnico cosa realmente succede ad un orologio esposto al magnetismo e come si eliminano tali effetti.
Le parti interne di un orologio, quelle composte in acciaio, risultano particolarmente sensibili all’azione negativa sopra citata. La causa di questo inconveniente è riconducibile alla percentuale di ferro di cui si compone la lega ( Acciaio), tale caratteristica è comune a tutte quelle leghe eseguite con metalli così detti “ferrosi”, è proprio il ferro difatti il responsabile del fenomeno della magnetizzazione. Questo minerale se esposto ad un campo magnetico, più o meno intenso, ne rimane influenzato anche per moltissimo tempo divenendo a sua volta un magnete.
Una delle metodologie più in uso da parte dei costruttori risiede proprio dalla scelta della materia prima da utilizzare, questa ricade principalmente sull’Austenite, acciaio ottenuto sottoponendo la lega ad un trattamento termico che consiste nel riportare il metallo, già formato, ad una temperatura detta punto Curie, circa 768° C, in cui il ferro perde le sue capacità magnetiche conferendo così ai manufatti che ne derivano la caratteristica immunità ai magneti ed ai fenomeni similari.
Possiamo suddividere le perturbazioni magnetiche che agiscono nell‘orologio secondo 3 livelli di intensità :
- Bassa
- Media
- Forte
L’ esposizione ad una bassa intensità produrrà un drastico avanzamento, andrà infatti ad agire principalmente sulla molla dell’ organo regolatore la Spirale. Questa molla ha il compito fondamentale di contribuire al raggiungimento dell’Isocronismo durante l’ oscillazione del bilanciere ed una delle caratteristiche da rispettare è che le spire che la compongono non si debbano mai toccare tra loro, sia nella contrazione che nella dilatazione. La magnetizzazione di queste le farà ovviamente “incollare” tra loro rendendo così la spirale molto più rigida con la conseguenza di oscillazioni corte e veloci. Il risultato, come anticipato, porterà ad una accelerazione di marcia anche di 20 minuti ogni ora rendendo l’ orologio inutilizzabile.
Se l’orologio verrà interessato da un campo elettromagnetico di media intensità il risultato cambia notevolmente, dal caso precedente, poiché l’effetto sarà completamente l’opposto. Le parti che rimangono coinvolte nel fenomeno aumentano, il magnetismo si estende anche al ruotismo creando un impedimento al normale scorrere delle ruote. Gli ingranaggi non sono più in grado di fornire un impulso regolare e costante allo scappamento facendo ritardare di molti minuti il regolare battito dell‘orologio.
Il caso più grave risulta chiaramente il malaugurato incontro tra un forte “campo” e l’orologio, questo condurrà ad un blocco di tutta la meccanica impedendo qualsiasi forma di funzionamento.
Tutti i componenti sono praticamente inibiti ad interagire tra loro e tutto il segnatempo si trasforma a sua volta in un magnete.
Questi “sintomi” sopra elencati rimangono attivi anche per parecchi anni e cessano la loro azione solamente quando l’ orologio viene “Smagnetizzato”,
l’aspetto positivo è che indipendentemente dall’ intensità di campo elettromagnetico che ha colpito la meccanica, ed eventualmente la cassa, la regolazione e l’ampiezza di funzionamento torneranno perfettamente normali.
Alcune delle fonti più comuni dell’“effetto calamita” sono da individuare negli oggetti aimè di uso quotidiano : il computer, il telefono cellulare, asciuga capelli, sistemi audio/video, forno a micro onde, frigo e molti altri.
L’intervento di smagnetizzazione di un movimento non lascia conseguenze, purché venga eseguito da un tecnico competente e con l’ attrezzatura idonea, si trovano oggi in commercio, nelle apposite forniture per orologiai, degli ottimi apparecchi in grado di eliminare definitivamente il problema. Di norma è sufficiente disporre il pezzo incriminato direttamene sullo strumento ed attivando il dispositivo per pochi secondi si ottime il ripristino del componente e delle sue caratteristiche, eliminando il fastidioso magnetismo.
Molta cura ed attenzione si prevede invece per quanto concerne la manipolazione della spirale che mai ! dovrà essere “ lavorata” da sola ma sempre montata sul volantino ed al suo relativo ponte. Pena la deformazione praticamente irrecuperabile della sua perfetta forma “Archimedea”.
E’ ovvio che qualora si esponesse nuovamente l’orologio ad una sorgente magnetica, di qualsiasi natura, il fenomeno tornerebbe a manifestarsi.
La soluzione di Omega
Omega, dal 1848, anno di fondazione, ha realizzato 675 movimenti di manifattura e lanciato oltre 15.000 modelli. In oltre 160 anni di attività, ha affrontato le sfide più ardite e complesse di cui è stato oggetto l’orologio da polso, ad esempio, con il Marine del 1932 (capace di resistere fino a 135 metri di profondità), con il celeberrimo Speedmaster del 1957 (dodici anni dopo in grado di resistere alla straordinarie sollecitazioni del primo viaggio dell’uomo sulla Luna), con il movimento Co-Axial del 1999 (soluzione ideata dal Maestro George Daniels per incrementare la precisione e l’affidabilità nel tempo di un movimento meccanico). Nell’ambito dei materiali, ricordiamo le più recenti applicazioni del Liquid Metal, del Ceragold e, ultima, dell’oro SednaTM, una lega di oro/rame/palladio ad ottenere una sfumatura rossastra unica e durevole negli anni. Ma c’era qualcosa che mancava, e circa tre anni oro sono, il CEO del Gruppo Swatch, G.N. Hayek, ha chiesto al team R & D di Omega di creare un orologio completamente antimagnetico. Nel 1957 la Maison di Bienne aveva timidamente affrontato il problema, con il Railmaster, il cui movimento era contenuto in una cassa interna tale da proteggerlo da campi magnetici d’intensità massima di 900 viaggiatori). Fino ad oggi, infatti, le soluzioni per schermare il meccanismo dagli influssi elettromagnetici sono consistite nell’impiego di “involucri” interni in materiali ferrosi, tali da attrarre le onde magnetiche e preservare il meccanismo, con risultati, però, difficilmente superiori ai 1.200 Gauss, anche se IWC, nel 1989, riuscì a contrastare un’intensità pari a 500.000 A/m (pari a circa 6.200 Gauss). Le condizioni dettate da Hayek ad Omega, al contrario sono state fin da subito chiare e stringenti: impiego di risorse interne al Gruppo Swatch, movimento automatico Co-Axial, esclusione della possibilità di utilizzo di una cassa interna, resistenza superiore ai 15.000 Gauss (1,5 Tesla, circa 1.200.000 A/m), adozione del vetro zaffiro e del datario (incompatibili nel caso della doppia cassa), industrializzazione del meccanismo. Presupposti straordinariamente complessi e decisamente poco “incoraggianti”. Ebbene il team del Presidente Stephen Urquhart, coadiuvato dal Vice Presidente e Direttore Sviluppo Prodotti, Jean-Claude Monachon, non si è tirato indietro ed ha incaricato Michel Willemin, CEO di ASULAB, di avviare le ricerche di fattibilità: inevitabile il coinvolgimento di ETA e di Nivarox FAR. L’opportunità di risolvere un problema sempre più contemporaneo (come abbiamo accennato, la presenza di campi magnetici è una costante nella vita quotidiana, in particolare, a motivo dell’impiego diffusissimo di cellulari, iPad, nella chiusura magnetica delle borse, etc…), tale da comportare notevoli variazioni di precisione di meccanismi, anche di altissimo livello, testati in laboratorio, ha spinto Omega a concentrarsi con grande dedizione sulla sfida. In tal senso, il punto di partenza è stata proprio la verifica dell’incidenza di un campo magnetico pari ad un’intensità di 15.000 Gauss (limite prodotto dai macchinari per la risonanza magnetica, che comunque emettono radiazioni non ionizzanti) su di un meccanismo Co-Axial (ricordiamo che gli effetti possono essere transitori o permanenti): il risultato, partendo da una precisione cronometrica di 2,3 s/d, è stato quello, dopo l’esposizione alla suddetta intensità, di una perdita di precisione maggiore di 250 s/d (poco meno di 5 minuti al giorno), un’enormità…, inaccettabile per gli standard qualitativi dell’alta orologeria. Verificato questo, l’approccio imposto ha comportato la focalizzazione sui materiali delle componenti del movimento e specificamente dell’organo regolatore, che dovevano essere necessariamente non ferrosi. Dopo lunghe indagini, prove, test, momenti anche “sconfortanti”, per la notevole difficoltà dell’impresa, Omega è arrivata alla quadratura del cerchio, partendo dalla spirale in Si14 (presentata nel 2008; il silicio è insensibile ai campi magnetici e straordinariamente stabile), per continuare con i dischi dello scappamento co-assiale (inclusi la paletta, il perno d’impulso e la leva d’impulso) in lega di nickel-fosforo a struttura amorfa di natura amagnetica, con il NivagaussTM per viti, pignoni, viti del bilanciere, àncora e ruota coassiale e concludendo con il dispositivo anti-shock sempre in metallo amorfo. Il tutto senza dimenticare l’accuratezza nel design e nelle finiture del movimento, funzionali alla sua visibilità lato fondello. Il risultato si è concretizzato nel calibro Omega Co-Axial 8508 – soggetto alla registrazione numerosi brevetti – inserito nel modello Seamaster Aqua Terra, la cui performance dopo essere stato sottoposto agli effetti di un campo magnetico d’intensità superiore a 15.000 Gauss, è stata addirittura migliore rispetto a quella cronometrica precedente all’esposizione e pari a 2,5 s/d, raggiungendo una precisione di 2 s/d (ovviamente rispondente ai criteri COSC). L’insensibilità del movimento è stata testata sia in modo transitorio che permanente. Insomma, una svolta, considerato che circa l’85% degli orologi portati in assistenza presentano i problemi causati dal magnetismo, in grado di alterare la precisione per giorni, settimane, mesi ed anni, come Gianluca Macchioni ha esaurientemente esposto.
Il Seamaster Aqua Terra > 15.000 Gauss, testato cronometro, prevede una cassa di 41,50 mm in acciaio inossidabile, ed è montato su bracciale anch’esso in acciaio o su un cinturino in pelle marrone; ovviamente, nel rispetto dei presupposti di partenza sopraindicati, troviamo il datario al 3 e il vetro zaffiro adattato sul fondello. L’orologio presenta un quadrante antracite a finitura ligné verticale, laccato color giallo chiaro sulla lancetta dei secondi centrale e sulla scala dei minuti/secondi: da notare, in basso, la dicitura “> 15’000 GAUSS”, che sottolinea la caratteristica unica del segnatempo identificandone la singolarità. L’impermeabilità è garantita fino a 150 metri di profondità e l’impiego della spirale in silicio Si14 assicura un’affidabilità tale da permettere a Omega di rilasciare una garanzia quadriennale. In sostanza, con il Seamaster Aqua Terra > 15.000 Gauss, Omega introduce una tecnologia innovativa che cambierà per sempre l’approccio dell’orologeria alle crescenti difficoltà causate dai campi magnetici. Questo modello sarà disponibile a partire da ottobre e, per il futuro, la Maison di Bienne prevede di adottare le soluzioni inserite nel calibro 8508 su tutti i movimenti Co-Axial, in modo tale che, entro il 2017, il 90% dei movimenti Omega siano amagnetici per intensità superiori ai 15.000 Gauss; comprese evidentemente le versioni femminili, più contenute nelle dimensioni, e, dunque, ancor più difficili da gestire per ottimizzare i processi realizzativi messi a punto per recepire queste nuove tecnologie.
Stephen Urquhart afferma: “Omega ha una lunga tradizione nella creazione di tecnologie che hanno permesso all’industria orologiera di evolversi ed innovarsi: questo orologio rappresenterà sicuramente una nuova pietra miliare per Omega e per tutto il settore.”
