09.08.2018 | Aggiornato al 22.06.2023
 5 minuti

Come funziona un orologio al quarzo

di Tim Breining
Nomos automatic movement

Quando ci si avvicina al mondo degli orologi di lusso ben presto si apprende la chiara distinzione tra gli orologi meccanici e quelli al quarzo. Un altro passaggio obbligato è quello della rovinosa “crisi del quarzo”, che non può mancare in nessun racconto sull’ascesa, caduta e rinascita dell’orologio meccanico come status symbol.

Oggi l’orologio al quarzo è spesso relegato al ruolo di segnatempo economico prodotto per un pubblico ampio, che dà poco valore alla complessità meccanica e alla storia dell’orologeria. Eppure sul mercato troviamo anche orologi di prestigio che montano calibri al quarzo. Viceversa, non sono rari i prodotti industriali di massa che ospitano movimenti meccanici. Bisogna sempre distinguere caso per caso.

Al suo lancio, la tecnologia al quarzo fu considerata un’evoluzione tecnica esclusiva, superiore a quella dell’orologio tradizionale. E in effetti, se si guarda solo alle prestazioni, è vero. Questa superiorità è suffragata da motivazioni tecniche concrete ma è altrettanto evidente che ci sono ragioni emotive per cui l’orologio al quarzo è riuscito a farsi strada solo limitatamente nel segmento di alta gamma. Ma partiamo dall’inizio.

Cos’è un orologio al quarzo?

La dicotomia tra gli orologi meccanici e quelli al quarzo suggerisce già che si tratta di due tecnologie essenzialmente diverse tra loro. In questa lettura c’è sicuramente un fondo di verità, tuttavia bisogna anche dire che i loro principi di funzionamento mostrano dei chiari punti in comune. Prima di interrogarsi sull’orologio al quarzo bisogna aver quantomeno compreso i tratti fondamentali dell’orologio meccanico.

Ein Quarzwerk der 1980er-Jahre
Un movimento al quarzo degli anni ’80

In un altro articolo abbiamo già parlato di come funziona un orologio meccanico. Se ancora non l’avete fatto, vi consigliamo di leggerlo per approfondire l’argomento. In questa sede, infatti, riprenderemo solo gli aspetti degli orologi meccanici assolutamente necessari per comprendere l’orologio al quarzo.

Per poter funzionare correttamente un orologio meccanico ha bisogno dei seguenti componenti:

  • Un accumulatore di energia per mettere in moto l’orologio
  • Un organo regolatore che detta il ritmo dell’orologio
  • Un treno di ingranaggi per trasmettere e convertire le forze
  • Uno scappamento, il trait d’union tra organo regolatore e ingranaggi
  • Un’indicazione che permette di leggere l’ora

Vediamo come si presentano queste funzioni nell’orologio al quarzo.

Come fa ad immagazzinare energia l’orologio al quarzo?

Come molti sanno, gli orologi al quarzo sfruttano l’energia di una pila o di una batteria ricaricabile. Le pile hanno il vantaggio di essere prodotti standard reperibili ovunque e che anche un profano è in grado di sostituire con poca pratica e pochi strumenti; inoltre, spesso durano diversi anni. Le batterie ricaricabili sono presenti soprattutto negli orologi solari. Variano da una marca orologiera all’altra e sono difficili da sostituire, anche se questo capita solo in caso di guasto, dato che si ricaricano quotidianamente con l’energia del sole.

Erschwinglicher Bestseller aus dem Hause Casio: Die Kollektion GA-2100
Una linea economica ma di grande successo: la collezione GA-2100 di Casio.

Il cuore pulsante dell’orologio al quarzo: il cristallo di quarzo

Il tutto si fa però davvero interessante con l’organo regolatore che, oltre ad essere il cuore pulsante di un orologio al quarzo, è anche il componente da cui prende il nome: un cristallo di quarzo di forma definita con precisione. Quando viene applicata una tensione questi cristalli hanno la capacità di oscillare a una frequenza caratteristica che negli orologi da polso è solitamente pari a 32.768 Hertz, ovvero 32.768 oscillazioni al secondo. Altre frequenze non sono escluse a priori, l’importante è che si tratti sempre di una potenza di due. Questo per via della divisione elettronica della frequenza che, partendo dall’oscillazione ad alta frequenza, viene divisa per due tutte le volte necessarie fino ad arrivare a un solo segnale al secondo. Questo, a sua volta, consente un controllo ottimale dei motori delle lancette.

Quali sono le differenze tra gli orologi al quarzo e quelli meccanici?

È proprio qui che la grande differenza con gli orologi meccanici diventa evidente. La visualizzazione dell’ora, tramite le lancette, avviene grazie ai segnali derivanti dall’oscillazione secondo per secondo. Non c’è lo scappamento, dunque non c’è un collegamento meccanico tra l’organo regolatore e l’accumulatore di energia. Questo rende di fatto superfluo un treno di ingranaggi con le sue ruote dentate e i suoi cuscinetti. Per questo si hanno anche forze minori e minore attrito.

Al posto di questi componenti troviamo motori passo-passo che fanno muovere direttamente le lancette analogiche dell’orologio al quarzo. Un’alternativa ancora più efficiente può essere quella di un display a cristalli liquidi per la visualizzazione (digitale) dell’ora: il principio tecnico per la misura del tempo resta sempre lo stesso.

I cristalli di quarzo sono anche tra gli oscillatori più efficienti, dato che si tratta di sistemi di oscillazione quasi non ammortizzati e che pertanto richiedono solo un minimo apporto di energia per continuare a oscillare. Questo aspetto, insieme all’assenza di uno scappamento meccanico, è uno dei motivi principali per cui gli orologi al quarzo hanno spesso riserve di carica che durano anni. Le alte frequenze di oscillazione assicurano a loro volta la riduzione al minimo dell’impatto delle accelerazioni esterne, che possono avere ripercussioni sulla sincronicità dell’orologio meccanico o addirittura danneggiarlo.

Gli orologi al quarzo possono essere anche di lusso?

Nonostante la supremazia in termini di precisione, riserva di carica e durata, gli orologi al quarzo non sono molto popolari tra gli appassionati di orologi. Per quanto marche come Citizen, Grand Seiko e Casio riescano a proporre orologi al quarzo nella fascia a tre zeri, questo richiede una grande opera di convincimento del cliente. In quanto aziende leader nella tecnologia al quarzo, propongono modelli di alta gamma con movimenti al quarzo esclusivi che, grazie a ulteriori ottimizzazioni come la compensazione dei cambiamenti di temperatura, possono raggiungere una precisione di marcia con circa due secondi di scarto all’anno, senza connessione radio o sincronizzazione con lo smartphone.

Un pregiato movimento al quarzo di Grand Seiko

Generalmente i movimenti di questo tipo sono assemblati a mano in piccole quantità proprio come avviene per i calibri meccanici esclusivi, mentre quelli prodotti in serie escono dai nastri delle linee di produzione di fabbriche altamente automatizzate. Per quanto un alto grado di automazione si ottenga anche nel caso dei movimenti meccanici economici, questi ultimi incontrano molto più facilmente l’approvazione degli appassionati. Il loro aspetto tradizionale, l’evidente complessità meccanica e l’assenza di circuiti ed elettronica sono semplicemente più in linea con l’ideale dell’orologio senza tempo, per quanto meno preciso di quello al quarzo.

Riassumendo possiamo dire che sia gli orologi al quarzo che quelli meccanici possono avere esclusività e maestria orologiera.


Sull'autore

Tim Breining

Ho cominciato ad interessarmi di orologi più o meno nel 2014, durante i miei studi di ingegneria. Con il tempo, la curiosità iniziale si è trasformata in passione. Dato …

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