Por Gilberto Salas
Propiedades físicas de los relojes: dureza, peso específico, tenacidad, resistencia a la tracción, elongación
Cuando un comprador pretende adquirir un nuevo reloj, la mayoría de las veces se deja seducir por sus características estéticas, por la marca, el precio o la misma idea atractiva que representa el objeto deseado, pero pocas veces se detiene a pensar en las características físicas de su reloj y lo que significa.
Ahora bien, los relojes están constituidos por diferentes elementos que constan de diversos materiales. Las cajas pueden ser desde diferentes aleaciones de metales, de plásticos, cerámicas e incluso de fibra de carbono. Cristales, correas, coronas y demás elementos que constituyen un reloj, son susceptibles de manifestar diferentes propiedades físicas en relación al material del que están compuestas esas partes. Quizá las propiedades más a tener en cuenta son la dureza, peso específico, tenacidad y las pertenecientes a los ensayos de tracción.
La dureza
Cuando se presenta un reloj o una caja, muchas veces se dice que tiene una dureza de tanto, o unas cifras que parecen decirnos algo, pero no comprendemos. En el caso de los relojes hay varios componentes que son más duros o blandos dependiendo de los elementos que se desarrollen y el sentido de cuando fueron diseñados.
Cuadro de dureza del programa CES
La dureza que se emplea para medir las cajas de relojes es la dureza Vickers (HV, Hardness Vickers en inglés), que mide la capacidad de material para soportar el desgaste a nivel mínimo, es decir, la micro dureza. Para conseguir medir esta dureza, se utiliza un durómetro que es una varilla con una pirámide de diamante, que penetra en el material, produciendo micro perforaciones. Es una mejora de la obtención de datos de la dureza Brinell, y por lo tanto, bastante parecidas en los resultados.
La dureza se relaciona con el desgaste, como debería de ser una caja de relojes o los engranajes y nichos de los ejes de los movimientos. El ideal que se escoge en el diseño de una caja de reloj tiene que ser superior a 200 Vickers. Ahora bien hay materiales que son bastante blandos y se utilizan en la confección de cajas de relojes y que no superan estos parámetros. Por eso a veces es necesario un buen tratamiento de superficie para aumentar la dureza o la resistencia al desgaste de las cajas y demás elementos del reloj.
Por otra parte, el acero y el bronce tiene una dureza superior a 200HV, no así el magnesio y el aluminio mecanizado, aunque el duraluminio es una muy buena aleación en términos de dureza pero con muy bajo peso específico, dependiendo de su tratamiento térmico. Sí en cambio se pueden encontrar aleaciones coladas en base a estos materiales con grandes propiedades de dureza como las aleaciones de cobalto como la X40 que permite una dureza de más de 400 HV. Con estos parámetros será difícil que se raye una caja de reloj. Además puede ser muy interesante este material en la confección de engranajes de movimientos, ya que por su gran dureza hay una mayor resistencia al desgaste y por tanto mayor fiabilidad de los calibres.
Peso específico
Otro de los factores a tener en cuenta en la fabricación de relojes es el peso específico. Este se define como el peso que tiene ese material por unidad de volumen. Por ejemplo el peso del aluminio es de 2,7 kg/m3 que es lo mismo que la densidad, pero esta se mide en gr/cm3. La densidad se refiere más bien a la cantidad de masa por volumen y no al peso, aunque estén relacionados. La diferencia es que el peso específico está directamente relacionado con la gravedad y es el factor que nosotros vamos a sentir directamente en la muñeca. Cuanto más peso específico tengan los componentes del reloj, caja, cristal, movimiento, correa, más lo notaremos.
Una tabla de pesos específicos para relojes sería más o menos así:
Éstas son las aleaciones que se emplean en la caja de los relojes. Por ejemplo un Quatro Valve de Meccaniche Veloci de 48mm pesa según su web 87 gramos mientras que un Juntor1 de 316L con 46mm y 19 mm de altura pesa unos 170 gramos es decir, casi el doble. El peso como la forma son afectos que atraen a los amantes de los relojes. A unos les gusta sentir el peso del reloj, a otros no. Todo depende de los gustos de cada uno, pero un reloj de oro o de platino posiblemente será muchos más pesado con la misma forma que otro con similar caja. Si esto no es así, el fabricante posiblemente haya reducido considerablemente el contenido de oro de alguna manera.
Prototipo Juntor de EXTático
Meccaniche Velocci Quattro Valvole
Otro de los componentes a considerar es el cristal. Si es de zafiro el peso específico rondará los 4,5kg/m3 mientras si es de plexiglás nunca llegará a los 2 Kg./m3. Lo mismo ocurre con las correas de piel o de elastómeros, hebillas, coronas etc. Es decir, cuando se diseña un reloj hay que considerar el peso específico de los diferentes componentes y ver qué es lo que se pretende. Relojes poco pesados que no se sientan en la muñeca, equilibrados o pesados. Para ello programas informáticos como el Ansys nos permite valorar a partir del tamaño y el peso específico de cada componente el peso final del reloj. Así una de las sorpresas de la tabla es el peso del latón. Este es como el acero 316L o incluso superior.
La tenacidad
Cuando un reloj o una caja recibe un impacto directo, la propiedad que describe su resistencia es la tenacidad. Ella se mide por el ensayo de impacto. Esto se utiliza para ver la fragilidad de un material bajo estas condiciones, y se compara con la resistencia a la tracción. Un material tenaz es el que resiste un impacto fuerte sin romperse, por eso las cerámicas son frágiles y los metales suelen ser tenaces. Ahora bien, hay una escala que es interesante observar para comprobar la tenacidad de los metales en relación con ellos y la cerámica. A mayor resistencia a la fractura el material será más tenaz o no.
Diagrama de tenacidad.
La conclusión es que el material más tenaz es el acero 316L, lo que resulta casi imposible que se rompa por un golpe. Además, con un espesor bastante pequeño puede ser lo suficientemente tenaz para el impacto. Por eso, es un metal muy interesante para los relojes sumergibles y deportivos. En cambio las cajas de cerámica son muy frágiles, lo que supone que cualquier caída o golpe seco se rompan. Por otra parte, las cajas de magnesio deberían de ser muy gruesas, para soportar los golpes y caídas, ya que posiblemente se puedan romper. Por lo demás, los metales soportan bien esos impactos directos, salvo el magnesio y el aluminio que pueden tener algún problemilla. Quizá el siguiente estudio debería de ser sobre el ensayo de tracción.
Ensayos de tracción: resistencia a la tracción, elongación
Una de las propiedades más importantes, aunque no tanto para los relojes es el diagrama tensión y elongación o deformación. El ensayo de tracción consiste en medir la resistencia de un material a una fuerza estática o gradualmente aplicada. En una máquina de ensayos una probeta del material se le aplica una carga transversal de tensión y se va deformando gradualmente. Los parámetros forman una curva de tensión-elongación que nos permite saber su relación. Entonces la resistencia a la tracción (tensile strenght) sería una de las propiedades medibles así como el límite elástico, el módulo de resilencia, el coeficiente de Poisson y el módulo de Young, así como la elongación que mide la ductilidad del material por el grado de deformación.
Diagrama resistencia a la tracción-elongación
La resistencia a la tracción es el valor máximo de la tensión en la curva tensión-deformación de un ensayo de tracción, aunque en los materiales dúctiles la deformación no es uniforme. Un material se dice que es dúctil cuando se puede deformar mucho ante una fuerza de tracción y su opuesto es frágil. Por ello la deformación o elongación mide el grado de deformación en % que permite un material con una fuerza de tracción hasta romperse. Para medir los materiales frágiles se emplean lo ensayos de flexión. Una tabla de materiales que relaciona las propiedades de resistencia a la tracción con la deformación sería esta:
A primera vista se observa la resistencia a la tracción del Kevlar, usado en correas de relojes, aunque su uso primordial es como chaleco antibalas y para cacos del ejército. Por otra parte la diferencia de resistencia a la tracción con respecto al caucho y la silicona es interesante ya que una correa de caucho será más resistente en el uso diario que la silicona, aunque esta es un poco más cara. Por último, con respecto a las cajas de relojes, sorprende el comportamiento del acero 316L a primera vista, pero dentro de los parámetros de flexibilidad que necesitamos no vemos variación entre los metales. Sí en cambio no sorprende el comportamiento del zafiro y la cerámica que no permiten ningún tipo de deformación.
Como conclusión diré que la casas relojeras deberían de explicar las propiedades físicas de sus relojes, o por lo menos añadir un mínimo de parámetros además de las características técnicas estas propiedades de cada elemento. El comprador, cada vez más preparado y capacitado puede relacionar estos parámetros estableciendo comparativas, que le permitirán mayor información de cada reloj que se vaya a adquirir.