Con la loro moltitudine di componenti mobili, gli orologi meccanici sono uno dei campi di applicazione più complessi della tribologia.

Scienza recente e molto specializzata, la tribologia studia lo sfregamento (o attrito), l’usura e la lubrificazione delle superfici in movimento. Senza la visione olistica dei tribologi e senza la loro arte di far scivolare, scorrere o aderire i componenti, gli orologi di precisione, anche i più moderni, semplicemente si fermerebbero.

I tribologi amano sottolineare che l’unico componente di un orologio che non passa dalle loro mani è il quadrante. Fatta eccezione per questo componente statico, che non entra mai in contatto con i componenti mobili e che è quindi esente da usura, il movimento e i suoi minuscoli elementi, la cassa, la lunetta, il vetro, il bracciale e il fermaglio, senza dimenticare lubrificanti, macchinari e utensili di produzione, tutto passa al setaccio di questi appassionati del dettaglio, le cui competenze abbracciano ingegneria, chimica e orologeria. Oggi i team dei tribologi Rolex portano l’affidabilità, la precisione e il comfort a livelli inediti.

Tribologi

Una scienza recente

La tribologia nasce tra la fine degli anni Sessanta e gli anni Ottanta sulla scia di una migliore comprensione dei fenomeni di stress a cui sono sottoposti i materiali impiegati nei settori industriali più avanzati. Alcuni principi di questa scienza pluridisciplinare, tuttavia, sono conosciuti da secoli. Nel Settecento, lavorando ai propri cronometri marini, i primi veri segnatempo di precisione, l’orologiaio John Harrison cerca già di ridurre le conseguenze dell’attrito, perseguendo con tenacia l’obiettivo di creare i primi meccanismi di orologeria privi di lubrificazione. All’epoca i lubrificanti erano di pessima qualità. Realizzati con grassi animali o vegetali, si deterioravano rapidamente e la loro efficacia si rivelava inadeguata a strumenti essenziali per la navigazione in alto mare.

Bisognerà aspettare la fine del Novecento per veder sorgere una scienza capace di spalleggiare davvero l’arte orologiera. Applicata ai movimenti meccanici, la tribologia ha un’influenza notevole sulla precisione, la vita e il funzionamento stesso dell’orologio.

Assemblaggio del movimento

Applicata alla cassa e al bracciale, influisce invece su comfort, qualità ed estetica. Grazie a questa scienza, il fermaglio si apre e si chiude con un clic netto e rassicurante e con la massima flessibilità, un beneficio tangibile per l’utilizzatore. Nella progettazione del nuovo Day‑Date e del suo avanzatissimo meccanismo, diventato un punto di riferimento nel settore dei cronometri, la tribologia ha svolto un ruolo di primo piano.

Visualizzazione della data e del giorno della settimana

In precedenza i tribologi intervenivano soprattutto per risolvere i problemi, compito ingrato che richiedeva una pazienza infinita, poiché l’usura poteva aver già danneggiato i componenti, nascondendo così la vera causa. Da quindici anni a questa parte, e in questo consiste la principale evoluzione del loro mestiere, i tribologi vengono coinvolti già dalla fase di ricerca e sviluppo, cioè fin dalla selezione dei materiali e dalla progettazione dei componenti.

Micron dopo micron

I meccanismi di ultima generazione prevedono tolleranze minime, equivalenti a quelle utilizzate nell’industria aerospaziale. In proporzione alla loro scala infinitesimale, le forze di attrito e usura presenti negli assi e negli ingranaggi di un orologio sono enormi.

Micron dopo micron

La sollecitazione a cui è sottoposto un rubino o il dente di una ruota equivale a quella esercitata da una locomotiva sulle rotaie. A ogni tic‑tac corrisponde un impulso generato dallo scappamento e, di conseguenza, un attrito e un’usura a cui un orologio Rolex viene sottoposto circa 250 milioni di volte all’anno. Le zone di contatto tra superfici mobili possono essere minuscole, anche soltanto di pochi micron.

Nel Settecento, come cuscinetti per limitare l’usura da attrito che danneggiava i perni in ottone dei meccanismi di orologeria venivano utilizzati i rubini, noti per la loro durezza. Oggi gli orologi meccanici di precisione sono invece protetti da lubrificanti sofisticatissimi ed estremamente duraturi. Viene quindi evitato il rischio di inceppamenti, che distruggerebbero un meccanismo in appena quindici giorni.

Posizionamento dello scappamento

Progettazione dei lubrificanti più sofisticati

Sintetizzati seguendo le indicazioni dei tribologi, gli attuali lubrificanti ad alte prestazioni hanno sostituito gli oli e i grassi ricavati da zoccoli di animali che erano ancora in commercio una decina di anni fa. Rolex è l’unica Azienda orologiera che progetta e produce in un proprio laboratorio specializzato tutti i lubrificanti che utilizza. Ciascun tipo di olio ha un’applicazione specifica e richiede circa dieci anni di ricerca e sviluppo. Gli oli a bassa viscosità, più fluidi, vengono usati per i contatti ad alta velocità, ad esempio nell’oscillatore. Quelli a viscosità elevata, quindi più densi, sono invece utilizzati per componenti, come il treno di ingranaggi, sottoposti a movimenti con carico elevato.

Le quantità impiegate sono davvero minime. Secondo una stima, l’intera industria orologiera svizzera consumerebbe non più di 100 litri di lubrificanti all’anno. Un meccanismo Rolex ne contiene soltanto pochi microlitri, ripartiti, a seconda del modello, su 50‑100 punti di contatto. Con l’avvento della tribologia, ogni goccia di lubrificante viene misurata scientificamente e applicata da operatori specializzati con siringhe automatiche che garantiscono un dosaggio perfetto. Troppo lubrificante rischierebbe infatti di provocare l’aderenza e il rallentamento dei componenti mobili, mentre troppo poco aumenterebbe usura e attrito.

Tuttavia, i criteri da tenere in considerazione non finiscono qui. Su certe aree dei componenti si utilizza talvolta un rivestimento nanometrico, l’epilame, che serve per modificare la tensione superficiale e mantenere il lubrificante circoscritto a una zona precisa. Per ogni microscopica goccia d’olio vengono esaminati con grande attenzione anche altri parametri, quali forma e curvatura. Una gocciolina perfettamente sferica potrebbe, per esempio, scivolare tra due superfici invece di lubrificarle.

Sottile equilibrio

Un certo grado di attrito, come nel meccanismo di una lunetta rotante, è talvolta auspicabile. In questi casi si tratta di trovare l’equilibrio giusto tra attrito e scivolamento. Per esempio, la forma geometrica delle caratteristiche scanalature della lunetta dello Sky‑Dweller è stata studiata in modo che l’utilizzatore possa ruotarla con precisione.

Precisi fino all’eccesso, i tribologi di rado classificano una superficie metallica come liscia, bensì parlano di superfici più o meno rugose. Esaminate al microscopio elettronico, queste superfici, infatti, non sono mai davvero lisce come parrebbe al tatto o alla vista. Per fare in modo che con il tempo non si levighino, anche le superfici satinate vengono sottoposte a un’analisi tribologica.

La parte dell’orologio in cui i benefici della tribologia sono forse più evidenti è tuttavia il bracciale. Nei bracciali Oyster e President in platino e oro, in particolare nel bracciale President del nuovo Day‑Date, sono presenti degli inserti in ceramica, posizionati in ogni elemento per ridurne l’usura a seconda dei metalli utilizzati. Tali inserti garantiscono al bracciale anche un’eccezionale flessibilità. In questa parte dell’orologio, un lubrificante sarebbe controindicato, perché rischierebbe di macchiare i vestiti dell’utilizzatore.

Considerato il loro compito, non c’è da sorprendersi che la maggior parte dei tribologi sia carica di diplomi e qualifiche. Tuttavia, anche se la loro giornata di lavoro è scandita da parole d’ordine come metodo e rigore, i tribologi sono spiriti romantici che amano sposare materiali e componenti mobili in una danza perfettamente armoniosa.

Le competenze del tribologo abbracciano ingegneria, chimica e orologeria.

Lubrificante rosso

Condividi questa pagina