Historia de la relojería

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Foliot mostrando el tiempo con una simple aguja

La historia de los relojes (denominada también como historia de la relojería) es la secuencia de eventos que han ocurrido en torno a los descubrimientos científicos de los relojes y autómatas denominados: guardatiempos (dispositivos mecánicos capaces de fraccionar, contar y guardar memoria de secuencias en el tiempo). Estos dispositivos han sido creados para proporcionar la hora en situaciones donde los astros no eran capaces de ser observados. Algunos de los dispositivos tienen unos orígenes claros en ciertas técnicas y tecnologías bien datadas, como puede ser el caso de los relojes de arena cuya construcción está ligada al soplado de vidrio. Muchas culturas han tenido curiosidad por medir el tiempo y las fechas del calendario con la simple observación de los fenómenos naturales y astronómicos, este conocimiento les ha proporcionado una prosperidad económica debido en parte a que eran capaces de predecir con precisión el tiempo de las cosechas, las plantaciones y demás actividades agrícolas.^[1]

La relojería ha ido pasando por etapas en las que la regularidad de los astros proporcionaba una medida suficiente del tiempo, poco a poco las maquinarias han sido capaces de substituir esa medida hasta que los dispositivos electrónicos y atómicos han alcanzado medidas del tiempo muy precisas empleadas por ejemplo en la localización mediante GPS. Durante este tiempo no sólo ha crecido la habilidad de los relojes para medir el tiempo con precicisión y regularidad sino que además el coste de los relojes ha ido bajando hasta llegar a ser muy populares, un ejemplo de este abaratamiento es el reloj de pulsera.^[2]

Periodos

Artículo principal: Anexo:Cronología de las tecnologías de la medición del tiempo

La poca precisión de los primitivos aparatos de relojería hace que pueda dividirse la historia de estos dispositivos en cuatro periodos importantes, marcados todos ellos por la capacidad de precisión que eran capaces de medir las diversas tecnologías relojeras.

1. Periodo anterior al reloj de péndulo - marcado por dispositivos incapaces de medir precisiones de decenas de minutos, se cubre un periodo anterior a 1290 que coincide con la aparición de los primeros relojes de torre en las grandes ciudades europeas. En este periodo los relojes de características no-mecánicas son los más apropiados, tales como relojes de sol, clepsidras, relojes de fuego, etc.
2. Periodo entre el péndulo y la aparición del escape - en el que los dispoitivos marcaban precisiones de un minuto, este periodo cubre un intervalo que va desde 1290 hasta 1656. Los relojes mecánicos empiezan a dar tiempos de una forma más fiable, no obstante los relojes de sol son una referencia para los relojes mecánicos. Es en esta periodo cuando se produce la época dorada de la gnomónica (siglo XVII).
3. Periodo de precisión - empleando mejoras sucesivas en las maquinarias se llega a precisiones de un segundo. Periodo que va desde mediados del siglo XVII hasta comienzos del siglo XX. La investigación minuciosa sobre la regulación de los mecanismos y sus progresivas mejoras hacen que los relojes alcancen precisiones del segundo. En algunas ocasiones se mantiene la precisión independiente de las condiciones del entorno. El final de este periodo cocindice con la aparición en escena de los relojes eléctricos.
4. Periodo de relojes electricos - La aparición de los osciladores de cuarzo que emplean un cristal de cuarzo (dióxido de silicio - SiO₂) en el año 1917^[3] y los relojes atómicos que hacen aparición en 1949 en el U.S. National Bureau of Standards (NBS)

Sistemas horarios

Los métodos de medida del tiempo se fundamentan desde sus comienzos en el sistema sexagesimales muy comunes en el mundo occidental, estos sistemas horarios se originaron hace cerca de 4,000 años en Mesopotamia y Egipto;^{[4] [5] [6]} un sistema similar fue desarrollado posteriormente en Mesoamérica.^[7] El primer calendario pudo haberse creado en el último periodo glacial, por una sociedad de cazadores-recolectores quienes emplearon herramientas tales como 'palos' y 'huesos' para trazar mediante alineamientos la sobra de los mismos o las apariciones de ciertos astros o como conteo de las fases de la luna o de las estaciones.^[1] Se construyen por esta época disposiciones en forma de círculos de piedra, tales como el famoso Stonehenge,^[8] que fueron construidos en diferentes partes del mundo, especialmente en la Europa prehistórica y son considerandos como uno de los primeros calendarios empleados para predecir las estaciones y los eventos anuales tales como los equinocios o los solsticios.^{[9] [1]} Debido a la falta de registro escrito de esas sociedades megalíticas poco se sabe de las construcciones y de las tecnologías empleadas.

El uso de los sistemas horarios han ido parejos a la historia de la relojería. Los primeros sistemas horarios dividían el día (el arco diurno del sol) en 12 horas, lo que hacía que las horas fuesen más largas en verano, y más cortas en invierno. Esta división del tiempo proporcionó el denominado sistema horario temporario. El sistema de horas itálicas (Horae ab Occasu) y las horas babilónicas (Horae ab Ortu). Las horas canónicas (así como su subdivisión en dos grupos de horas menores y horas mayores) empleadas en las comunidades cristianas. Tiempo Medio de Greenwich

Primeros Dispositivos

Ilustración de la clepsidra de Ctesibio de Alejandría datada en el siglo III a. C.

Los dispositivos que inicialmente midieron el tiempo estaban directamente ligados a la observación de los movimientos regulares de los astros en el cielo, un ejemplo de ello son los relojes solares. La regularidad mostrada por los astros poco a poco se fue simulando con algunos dispositivos básicos de conteo tales como relojes de arena, clepsidras (relojes de agua), relojes de fuego, etc. algunos de ellos se fundamentaban en la observación de fenómenos regulares en la naturaleza como puede ser el relojes de marea. Estos dispositivos primitivos eran capaces de medir el transcurso del tiempo con muy poca precisión, en estas primeras etapas puede que no llegaran a medir más allá de un cuarto de hora.

Los primeros relojes solares en occidente fueron construidos gracias a los conocimientos astronómicos de los egipcios que les permite orientar la pirámide de Keops, c. 2550 a. C., mediante referencias estelares. Mil años después, en la época del faraón Tutmosis III (c. 1500 a. C.), se diseña un instrumento denominado sechat; se trata de un pequeño reloj solar para medir el tiempo mediante la longitud de las sombras que constaba de dos piezas prismáticas, pétreas, de unos tres decímetros de longitud, situadas perpendicularmente, donde una tenía marcadas las horas y otra servía de aguja. Debió ser un instrumento muy popular entre los sacerdotes egipcios pues, por sus dimensiones, permitía que fuese un instrumento portátil. Los primeros relojes solares se construían mediante la proyección de la sombras de un ortostilos sobre una superficie reglada.

En el caso de los relojes de arena la gravedad fuerza a deslizar los finos granos de arena procedentes de una ampolleta de vidrio que caían deslizándose por una oquedad a una ampolla inferior, este tiempo se media en forma de intervalo cuando cesaba de caer los granos de arena debido al vaciado de la ampolleta superior. Este tipo de relojes podría llegara medir hasta un cuarto de hora. Los relojes de agua (clepsidras) tenían un funcionamiento similar mediante el empleo de líquidos en lugar de arena y de esta forma el goteo iba marcando el transcurso del tiempo, en algunos casos un flotador con un índice de nivel hacía de indicador de la hora. La mejora y estudio detallado de los mecanismos que regulaban estos primeros dispositivos hizo que fuera poco a poco apareciendo un mecanismo rudimentario capaz de oscilar mecánicamente: se trataban de los primeros relojes antes de la introducción del péndulo en el mecanismo.

Es en plena Edad Media cuando el rey Alfonso X el Sabio en el siglo XIII dentro de sus obras astronómicas donde menciona un conjunto de posibilidades de medir el tiempo,^[10] En una recopilación sobre los libros sobre relojes habla de los relojes de sol y de las clepsidras, así como relojes elaborados con fuego, mercurio (relogio del argent vivo),etc.^[11] Quitando la existencia del misterioso mecanismo de Anticitera no existen noticias de relojes mecánicos anteriores a esta fecha.

Relojes de Sol y de Astros

Artículo principal: Reloj solar

Los relojes de sol han acompañado a la humanidad desde los primeros tiempos en los que hubo la curiosidad astronómica de observar el transcurso del tiempo con la simple observación directa o indirecta del movimiento de los astros. En el caso de los relojes de sol la observación y medida de la evolución de la sombra de un stilo sobre una escala indica el paso del tiempo. Es muy posible que los primeros dispositivos solares estuviesen dedicados a proporcionar más una información relativa al calendario, indicando el paso de las estaciones.^[12] De esta forma se tienen disposiciones de piedras alargadas y ordenadamente dispuestas para producir "alineamientos" específicos como es el caso de Stonehenge.

Relojes de pie, reloj de misa (horas canónicas)

Reloj Solar de Augusto

Relojes de Agua y Arena

Artículo principal: Clepsidra

El empleo documentado de dispositivos de medida del tiempo mediante de agua (denominados también clepsidras) se remonta a la Dinastía Shang y su introducción en China quizás proviniese de Mesopotamia en algún instante durante el segundo milenio ante sde cristo.^[13] Durante la dinastía Han (202 a. C.) se hicieron mejoras en los dispositivos de agua y se les fue incluyendo un flotador capaz de hacer de fiel. Uno de los precursores de las clepsidras primitivas es Zhang Heng, las mejoras realizadas fueron documentadas posteriormente por el inventor y científico Shen Kuo. Durante la dinastía Sui los inventores: Geng Xun y Yuwen Kai fueron los primeros en crear la clepsidra balanceada con posiciones estándard gracias al empleo de una balanza de hierro^[14] La clepsidra balanceada permitía el ajuste estacional de las horas (sistema temporario) mediante el control del flujo de agua.

Durante el siglo III a. C. el matemático griego Ctesibio elaboró diversos relojes de agua como resultado de sus estudios en hidráulica. Posteriormente Platón hace mención de un dispositivo hidráulico que empleaba como reloj despertador de los alumnos en la academia de Atenas.^{[15] [16]} Los usos más documentados de estos relojes de agua eran en la medida de los intervalos de tiempo de los oradores de los tribunales, así aparece en el Teeteto de Platón.^[17]

Los ingenieros árabes del siglo XIII, durante lo que se denomina como edad de Oro del Islam, perfecionaron las diversas clepsidras que provenían de oriente, un ejemplo es Al Jazarí que en el año 1206 hizo diversos estudios relativos a los relojes de agua elaborados por los chinos, conocimiento que acabó reflejando en un reloj denominado reloj elefante.

Relojes de Fuego

Artículo principal: Reloj de fuego

Los relojes de fuego comprenden una categoría de dispositivos en los que la evolución de una simple llama o la combustión regular de un material indican el paso del tiempo al ser comparados con una escala. Se desconoce por completo desde cuando se empezaron a emplear este tipo de relojes. Algunos como los relojes de vela fueron muy importantes en la Edad Media aunque su primera referencia escrita data del año 520 cuando se describe en un poema de You Jiangu y en él se menciona como este reloj de vela se emplea para determinar las horas de la noche. Relojes similares se emplearon en Japón hasta el siglo X.^[18]

Uno de los relojes de fuego más mencionados data de la época de alfredo el Grande.

Aparición del reloj mecánico

Los relojes empiezan a construirse con piezas mecánicas móviles a finales del siglo XIII y su tamaño es tan grande que se suele ubicar en catedrales, iglesias y lugares públicos de interés como pueden ser ayuntamientos. La ubicación de estos instrumentos era en lugares altos, generalmente torres donde se podría tocar las campanas y poder distribuir las señales horaias a la población. En esta época algunos relojes se construían con sonajería unida mecánicamente a los mecanismos propios del reloj. Muchos de estos primitivos relojes no poseían una esfera visible al exterior, incluso se caracterizaban por tener una sola aguja (no poseían minuteros). Duarante el periodo de la Alta Edad Media las señales horarias de los campanarios correspondían en algunas comunidades religiosas a las horas canónicas, no al tiempo civil. La clave de toques de campana para cada una de esas horas la descubrió el investigador Antonio Simoni en el año 1933. Es muy posible que en las primeras épocas de aparición de los relojes mecánicos estos se ajustaran mediante el uso de relojes de sol o meridanas.^[19] En aquella época cuando se empleaban los relojes mecánicos era muy habitual ajustarlos dos veces al día con los relojes solares o meridianas para poder asegurar la precisión de los mismos.

Aparición del péndulo

En la investigación que se va realizando en las diferentes comunidades científicas a lo largo de la alta Edad Media se va buscando un método capaz de regular la maquinaria de un reloj. Uno de los primeros investigadores es Galileo Galilei encargado de idear por primera vez en occidente la posibilidad de regular mediante el péndulo una maquinaria de un reloj.^{[20] [19]} A pesar de que Galileo estudiara la cinemática del péndulo con detalle antes del año 1582, se puede decir que nunca construyó un reloj basado en el uso de este elemento.^[19]

Reducción de maquinaria

Un reloj de bolsillo.

Los descubrimientos y mejoras introducidas por los inventores del siglo XVII se fueron acumulando en relojes mecánicos cada vez más precisos y regulares. Las mejoras incluyeron la posibilidad de reducir el tamaño de las maquinarias de forma progresiva, hasta lograr que los relojes fuesen portables. Poder consultar el tiempo en cualquier instante fue uno de los grandes avances de la relojería.

El reloj de pulsera

Artículo principal: Reloj de pulsera

Ya en el año 1904, el aviador Alberto Santos-Dumont preguntaba a su amigo francés relojero llamado Louis Cartier para que le diseñara y construyera un reloj útil durante sus vuelos.^[21] El reloj de pulsera ya había sido inventado por Patek Philippe en el año 1868 como un "reloj de pulsera femenino", diseñado más como un objeto de joyería. Como el reloj de bolsillo era muy poco práctico para la aviación, Louis Cartier creó a Santos un reloj de pulsera, el primer reloj de pulsera diseñado para ser de uso práctico.^[22] Uno de los hitos históricos de los relojes de pulsera ocurrió cuando el Omega Speedmaster Professional fue elegido por la NASA como el cronógrafo para los astronautas del Programa Apolo.^[23]

Cronómetros y Cronógrafos

El problema de la longitud surge en el siglo XVIII debido a los esfuerzos marinos por determinar con precisión la longitud. Como solución a este problema se fija la atención en la mejora de los cronógrafos marinos que son dispositivos de gran precisión capaces de mantener regularmente su marcha durante largos períodos, incluso en situaciones adversas como la mar.^[24] El desarrollo de este tipo de relojes alcanzó su auge gracias al relojero inglés John Harrison (1693 - 1776) que durante casi 30 años de su vida va incorporando mejoras técnicas a los relojes elaborados por él. J. Harrison denomina a sus relojes H-1 (Harrison primero), hasta el H-5. Cada uno de los relojes de Harrison incorporaban no sólo mejoras en la precisión, sino que además eran más y más pequeños y manejables.^[25]

Dispositivos Modernos

Los relojes eléctricos

Aparición de los relojes Atómicos

Artículo principal: Reloj atómico

Bibliografía

Reloj de péndulo de la época de Christian Huygens.

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Véase también

• Cronología Gnomónica
• Anexo:Cronología de las tecnologías de la medición del tiempo