Tutto quello che c'è da sapere sulle molle degli orologi: funzione, origine e materiali

La spirale è una parte importante del movimento di un orologio meccanico. Abbinata al bilanciere, la spirale funge da organo di regolazione. Funge da molla per il bilanciere e consente a quest'ultimo di tornare al punto di partenza a ogni alternanza. In altre parole, la spirale serve a battere il tempo. Più in dettaglio, la spirale si comprime per bilanciare la forza inviata, quindi si rilassa per riportare il bilanciere al punto di partenza. In questo modo, l'orologio automatico può contare su una vera precisione. Insieme al bilanciere, la spirale costituisce il cosiddetto risonatore dell'orologio meccanico, che ha il compito di fissare, nel modo più stabile possibile, una frequenza di oscillazione.

• Fisicamente, la spirale è una piccola molla avvolta nel piano horizontalico a spirale, da cui il nome. La spirale è estremamente sottile: per darvi un'idea, è più sottile di un capello, il suo spessore è dell'ordine di meno di 0,03 mm e pesa meno di 2 mg. La spirale è spesso in acciaio, ma alcuni orologi sono dotati di spirali in silicio. La spirale è un componente essenziale dell'orologio e uno dei più complicati da progettare a causa della sua sottigliezza, fragilità e lunghezza.
• Una volta unita al bilanciere, la spirale ruota in un senso e poi nell'altro, cioè oscilla intorno alla sua posizione di equilibrio. Se la spirale compie questa operazione con regolarità, produce un fenomeno ricorrente e diventa una base di conteggio che gli ingranaggi trasformano in secondi, minuti o ore. La spirale riceve l'energia prodotta all'interno dell'orologio e la calibra in modo che questa energia si traduca in informazioni.

Le origini della molla dell'orologio

La spirale è stata inventata già nell'antichità. Questa forma di molla veniva utilizzata, ad esempio, per chiudere le fibule, l'antenato delle spille di sicurezza. Si trovava anche nelle serrature nel Medioevo, e più tardi per azionare i meccanismi degli orologi con molle a spirale

Il suo utilizzo come organo di regolazione degli orologi risale al XVII secolo. Tre uomini, tra cui due famosi scienziati, si contesero la prima applicazione: l'Abbé de Hautefeuille, Christian Huygens e Robert Hooke. Intorno al 1675, il fisico, matematico e astronomo olandese Christian Huygens inventò l'uso di una molla a spirale combinata con un volano per regolare gli orologi. Huygens propose il suo primo orologio a molla a spirale nel "Journal des Savans" e ne affidò la creazione a Isaac Thuret, uno dei migliori orologiai di Parigi. Tuttavia, quando volle registrare la sua scoperta presso il Parlamento, l'Abbé Hautefeuille si oppose, spiegando che ci aveva già pensato in precedenza. Da parte sua, l'inglese Robert Hooke, anch'egli astronomo e matematico, fece una proposta identica per l'utilizzo della molla a spirale come regolatore di orologi. Egli si scontrò poi con Huygens per difendere la paternità di questa invenzione.

Una spirale per orologi oggetto di dibattito: spirale metallica o spirale al silicio?

La spirale è un pezzo complesso, complicato da fabbricare e sono poche le aziende che la producono. Per funzionare correttamente, la spirale deve mantenere la sua forma. Tuttavia, con il ritmo sostenuto delle oscillazioni a cui è sottoposta, trovare la stessa forma più volte non è facile. Come già detto, la spirale è in metallo. Questo materiale è sensibile al magnetismo e alle variazioni di temperatura, che modificano la forma della spirale. Il calore espande il metallo e il freddo lo restringe. Affinché la spirale mantenga la sua forma initiale riesca a oscillare alla stessa frequenza, deve resistere all'ossidazione, al magnetismo e alle variazioni di temperatura. Ciò richiede che la spirale sia elastica, flessibile, in grado di deformarsi e di riprendere la sua forma. Quando non riesce a riprendere la sua forma, gli orologiai lavorano il metallo di questa parte, tagliandola per ripristinare la sua forma initiale.

Per ovviare a questo problema, il metallo della spirale viene sostituito nel tempo dal silicio, un componente essenziale del vetro che si trova anche nella sabbia. La spirale in silicio ha la caratteristica di mantenere sempre la sua forma. A differenza di una spirale in metallo, una spirale in silicio viene modellata e prodotta fin dall'inizio con la forma corretta. Mentre il metallo può essere lavorato e tagliato per adattarsi alla forma della spirale, il silicio non può essere lavorato perché si rompe. La spirale in silicio è meno sensibile al calore, quindi è più precisa e non si magnetizza. La spirale in silicio è stata utilizzata per la prima volta in orologeria nel 2001, quando l'orologiaio Ludwig Oechslin ha collaborato con Ulysse Nardin. La ricerca necessitava di fondi e tre aziende decisero di finanziarla: Patek Philippe, Swatch Group e Rolex. Questi gruppi depositarono un brevetto sull'uso della spirale in silicio e sui risultati ottenuti. Erano gli unici ad avere il diritto di sfruttarli. Questi brevetti relativi al silicio diventeranno di dominio pubblico nel 2022. Nei prossimi anni assisteremo quindi alla diffusione della spirale in silicio all'interno degli orologi meccanici.

Il mondo dell'orologeria si evolve nel corso degli anni e dei progressi tecnologici. La spirale è un esempio che dimostra ancora una volta fino a che punto gli sviluppi sono possibili combinando know-how, tradizione e tecnica, che a volte portano a un dibattito, in particolare sulla frontiera tra l'orologeria e le nuove tecnologie.