La historia del reloj. Segunda Parte
Por Bruno Pedro De Alto
Desde la observación de una sombra proyectada, hasta las pantallas de cuarzo.
Reloj eléctrico
A partir de 1892, en los EE.UU. se fue dejando de lado la corriente continua como energía domiciliaria. Edison era gran impulsor de ésta, pero los intereses financieros apostaron a la corriente alterna: fusionaron a la Compañía Edison, proveedora de corriente continua y la Compañía Thompson, en una sola gran empresa, General Electric Company.
Esa expansión de la corriente alterna hizo posible el empleo de gran variedad de motores eléctricos. Uno de ellos es el motor sincrónico, es decir un motor construido para seguir el ritmo de las alteraciones de dicha corriente. Estos motores se utilizan para hacer funcionar los relojes eléctricos.
El motor de un reloj eléctrico, que se pone en marcha solo, suele consistir en un simple disco imantado que gira en el campo magnético creado por una bobina elemental. La bobina está conectada a la corriente eléctrica doméstica, generalmente 50 ciclos por segundo. El disco gira a esa frecuencia, para la traducción de ese movimiento en uno menor, como el que mueve las agujas de un reloj, se utilizan engranajes. Mientras los generadores de la central continúen enviando corriente que alterna exactamente a 50 ciclos por segundo, no atrasa ni adelanta.
Patrón de tiempo
La medición del tiempo tiene dos aspectos. Para propósitos cotidianos y para algunos de tipo, científico. En los primeros, queremos saber la hora del día para poder ordenar los acontecimientos.
En cambio, en la mayoría de los trabajos científicos, se desea saber el intervalo de tiempo que dura un suceso. Por eso, cualquier patrón de tiempo debe responder, tanto a la pregunta “¿en qué momento ocurre?” como a la pregunta “¿cuánto dura?”.
Cualquier fenómeno que se repita a si mismo puede usarse como medición del tiempo. La medición se haría contando dichas repeticiones. Por ejemplo, podemos usar un péndulo que oscila, un resorte de muelle, o un cristal de cuarzo.
De entre los muchos fenómenos repetitivos que ocurren en la naturaleza, durante muchos siglos se ha usado la rotación de la Tierra sobre su eje, que determina la duración del día. Ese patrón es aún la base de la medición del tiempo civil y legal, y el segundo (solar medio) se define como 1 / 86.400 de un día (solar medio).
Los patrones que surgen de las mediciones sobre el comportamiento de los planetas y las estrellas, se los denominatiempo universal, son fruto de extensas -semanas y meses- observaciones astronómicas. Sin embargo, los patrones allí obtenidos tienen limitaciones de precisión. En efecto, la rapidez de rotación de la Tierra es menor durante el verano en el hemisferio sur, y mayor durante el invierno y además decrece paulatinamente año a año. Las causas de aquellas variaciones pueden encontrarse en la fricción del agua y la Tierra, las variaciones de mareas y vientos sobre la superficie terrestre, y la fusión y recongelación de los casquetes polares, entre otras causas.
Estas variaciones son imperceptibles para los relojes mecánicos y electrónicos, como por ejemplo, los relojes de cuarzo. Recién fueron detectadas gracias a los desarrollos de relojes atómicos.
Relojes precisos
Los relojes de cristal de cuarzo son buenos patrones de tiempo. Están basados en las vibraciones periódicas naturales de un cristal de cuarzo que son mantenidas eléctricamente. El error es de 0,02 segundos por año.
Un uso común de los relojes de cuarzo es la medición de frecuencias de ondas de radio, sin embargo para poder medir todo el espectro de ondas, hace falta relojes más precisos. Para llenar esa necesidad se han desarrollado los denominados relojes atómicos, que basan su funcionamiento las vibraciones periódicas de los átomos. Como patrón, ha estado en funcionamiento desde 1955, en el NationalPhysicalLaboratory de Inglaterra, un reloj atómico basado en un haz de cesio atómico, el isótopo Cs133. Estos relojes de cesio logran una precisión equivalente a un segundo de retraso cada 6.000 años.
Como patrón de tiempo para lugares remotos, se utilizan ondas de radios. En EE.UU., el National Bureau of Standard, a través estaciones de radio, transmite en frecuencias de radio estabilizadas en determinadas frecuencias, 440 y 600 Hertz, cada 5 minutos. De este modo la señal, estabilizada en un reloj atómico, sincroniza la medición de otros relojes menos precisos en toda la extensión de aquel país.
Durante los Juegos Olímpicos de Atlanta, EE.UU. en 1986, se utilizaron por primera vez los denominadosCronómetros Superprecisos, que miden automáticamente hasta la milésima de segundo. Evidentemente, a causa de su exactitud, no puede ser usado manualmente, dado que la velocidad de reacción de los jueces es superior a las escasas diferencias entre atletas en alta competición. Utiliza elScan’o’Vision, una cámara digital desarrollada por la firma Omega.
El resto ya lo sabemos todos. Entre tantas otras cosas, un Smart Phone, es también el reloj que tanto necesitaban los obreros del año 1900.
Bibliografía:
Richard Platt. Inventos.Historia visual. Ediciones B S.A. Barcelona, 1995.
L. Srague de Camp. La conquista de la energía.Editorial Bruguera. Barcelona, 1964.
Paul Tipler. Física. Editorial Reberté. Barcelona 1992.