Como funciona um relógio mecânico?

Um relógio mecânico não tem bateria, nem placa de circuito, nem cristal de quartzo. Ele funciona com uma fita de metal enrolada, um punhado de engrenagens e uma rodinha que vai e volta várias vezes por segundo. Só isso. E, ainda assim, um bom exemplar marca as horas com erro de poucos segundos por dia.

Depois de entender as cinco ou seis partes envolvidas, todo relógio mecânico — de um social vintage de corda manual a um moderno automático de mergulho — passa a fazer sentido. Aqui está tudo, na ordem em que a energia flui.

A versão curta

Um relógio mecânico faz três trabalhos, um depois do outro:

1. Guardar energia — dar corda pela coroa enrola uma mola chamada mola principal.
2. Passá-la adiante — a mola se desenrola devagar, girando uma cadeia de rodas chamada trem de engrenagens.
3. Soltá-la em fatias iguais — o escapamento e o balanço liberam as engrenagens um passinho de cada vez, em ritmo constante. É esse ritmo que faz dele um relógio, e não um pião.

Os ponteiros estão simplesmente presos a rodas que, por acaso, giram uma vez por hora e uma vez a cada doze horas.

1. A mola principal: a bateria do relógio

A mola principal é uma fita longa e fina de liga temperada, enrolada dentro de um pequeno cilindro chamado tambor. Quando você gira a coroa (ou quando o rotor de um automático balança), a mola fica mais apertada. Ao se desenrolar devagar, ela gira o tambor, e a borda dentada do tambor move todo o resto.

O tempo que uma mola consegue manter o relógio funcionando é a reserva de marcha. A maioria dos relógios alcança cerca de 40 horas; alguns usam uma mola mais longa, ou vários tambores em série, para funcionar por oito dias. Uma roda de roquete e sua lingueta impedem que a mola simplesmente se desenrole de volta no instante em que você solta a coroa — é esse o clique que você sente ao dar corda.

2. O trem de engrenagens: força que vira tempo

O tambor gira devagar e com muita força. O trem de engrenagens — em geral quatro rodas, chamadas roda de centro, terceira roda, quarta roda e roda de escape — transforma isso em um movimento mais rápido e mais suave. Cada roda engrena em uma pequena engrenagem chamada pinhão, na roda seguinte, e as relações são escolhidas para que:

• a roda de centro gire uma vez por hora (em geral, ela carrega o ponteiro dos minutos),
• a quarta roda gire uma vez por minuto (muitas vezes ela carrega o ponteiro dos segundos — e é por isso que os submostradores de pequenos segundos ficam onde essa roda estiver),
• a roda de escape gire depressa, um dente de cada vez.

Deixada por conta própria, a mola faria esse trem girar em uma fração de segundo e esgotaria a corda do relógio. Algo precisa segurá-la.

3. O escapamento: energia liberada em fatias

O escapamento é a parte engenhosa. Na maioria dos relógios modernos, é um escapamento de âncora suíço: uma roda de escape com dentes de formato curioso e uma pequena âncora, que leva esse nome pela forma e tem duas “paletas” de rubi.

A âncora balança de um lado para o outro. A cada balanço, uma paleta deixa passar um dente da roda de escape, e a outra segura o seguinte. O trem de engrenagens avança exatamente um passo e trava de novo. Esse trava e solta é o tique-taque que você ouve — e a razão de o ponteiro dos segundos de um relógio mecânico andar em passinhos minúsculos, e não em um deslizar realmente contínuo.

O escapamento também faz um segundo trabalho: cada dente, ao passar, dá um pequeno empurrão na âncora, que o repassa ao balanço. É esse empurrão que mantém o balanço oscilando.

4. O balanço e a espiral: o coração que bate

O balanço é um pequeno anel com peso que vai e volta sobre um eixo. Uma mola em espiral finíssima, chamada espiral (ou mola do balanço), puxa-o de volta para o centro a cada vez, de modo que ele oscila em ritmo constante — como um pêndulo, mas um que funciona em qualquer posição.

Cada oscilação do balanço dá um toque na âncora, que libera um dente da roda de escape. Assim, o balanço dita o ritmo do relógio inteiro. A maioria dos relógios modernos bate 21.600 ou 28.800 vezes por hora — ou seja, 6 ou 8 passos do ponteiro dos segundos a cada segundo. Explicamos o que esses números significam em frequência do relógio explicada.

A precisão depende de quão regular é a oscilação do balanço. Temperatura, magnetismo, a posição do relógio e quanta corda resta na mola, tudo isso o desvia um pouquinho. O relojoeiro “regula” um movimento ajustando o comprimento efetivo da espiral até o relógio não adiantar nem atrasar.

5. Rubis: por que há pedras dentro do relógio

Onde giram os pivôs das rodas, e nas paletas da âncora, os relógios usam minúsculos rubis sintéticos. O rubi é extremamente duro e liso; por isso, desgasta-se devagar e precisa de pouquíssimo óleo. Um movimento básico de corda manual costuma ter 17 rubis — o suficiente para cobrir todos os pontos importantes de atrito. Os automáticos muitas vezes têm de 21 a 25, porque o sistema de corda acrescenta mais peças móveis.

Mais rubis não significam automaticamente um relógio melhor. Além do conjunto funcional, os rubis extras são quase só decoração.

6. O mecanismo de corda e acerto: o trabalho da coroa

A coroa se liga a uma haste dentro do relógio, a tige, e um pequeno conjunto de alavancas e rodas, o mecanismo de corda e acerto, decide o que acontece quando você a gira:

• Empurrada — girá-la dá corda na mola principal.
• Puxada um estágio (em relógios com data) — girá-la muda a data.
• Totalmente puxada — girá-la move os ponteiros para acertar a hora.

Até por volta de 1840, era preciso uma chave separada para dar corda e acertar um relógio — daí o nome em inglês desse mecanismo, “keyless works”, literalmente “mecanismo sem chave”. Saiba mais em como acertar um relógio mecânico.

7. A rodagem dos ponteiros: horas a partir dos minutos

O ponteiro dos minutos fica no eixo da roda de centro, mas o das horas precisa girar doze vezes mais devagar. Um pequeno conjunto de rodas sob o mostrador — a rodagem dos ponteiros — divide por doze a rotação do ponteiro dos minutos e move um tubo que carrega o ponteiro das horas. Os discos de data, de dia da semana e de fases da lua também tiram daqui o seu movimento, em geral por meio de uma roda que gira uma vez a cada 24 horas.

O que muda nos automáticos

Um relógio automático tem tudo o que vimos acima, mais um peso em meia-lua chamado rotor. Conforme seu pulso se move, o rotor balança e, por meio de um conjunto de rodas inversoras, dá corda na mola principal por você. Uma brida deslizante na ponta da mola impede a corda em excesso. Veja em relógio automático ou de corda manual como isso muda a convivência com o relógio.

Por que um relógio mecânico para

Um relógio mecânico para por um motivo simples: a mola principal fica sem energia. Quando está quase toda desenrolada, ela já não consegue empurrar a roda de escape com força suficiente para manter o balanço oscilando, e o trem inteiro se detém. Dê corda, e ele volta a funcionar. Isso não é defeito — é o trato que você faz com um relógio mecânico.

Veja tudo funcionando no Mecha Watch

Ler sobre um balanço é uma coisa. Ver um em ação é outra. No Mecha Watch você escolhe um de quatro movimentos — cada um batendo na sua frequência real —, cria um relógio em torno dele e depois vira o relógio para ver o movimento pelo fundo.

E, como ele se comporta como um relógio de verdade, a energia precisa vir de você. Dê corda pela coroa e sinta cada clique do roquete; caminhe, e um automático ganha corda sozinho; ignore-o, e a mola principal se esgota e o relógio para. É o melhor jeito que conhecemos de entender um relógio mecânico: crie um relógio — “make a watch” ou, dito depressa, Mecha Watch — e mantenha-o vivo.

Perguntas frequentes

Relógio mecânico precisa de bateria?

Não. Um relógio mecânico é movido inteiramente por uma mola principal enrolada, à qual você dá corda girando a coroa ou, em um automático, movendo o pulso.

O que faz o tique-taque de um relógio mecânico?

O escapamento. Uma âncora trava e solta a roda de escape um dente de cada vez, no ritmo da oscilação do balanço. Cada liberação é um tique.

Qual é a precisão de um relógio mecânico?

Um relógio mecânico típico adianta ou atrasa algo entre poucos segundos e cerca de 20 segundos por dia. Os cronômetros certificados obedecem a limites mais rígidos. Os relógios de quartzo são muito mais precisos.

Por que os relógios mecânicos têm rubis?

Rubis sintéticos servem de mancais nos pontos de maior atrito porque são duros e lisos; assim, as peças se desgastam devagar e precisam de pouco óleo.

Qual é a diferença entre a mola principal e a espiral?

A mola principal guarda a energia e move o relógio. A espiral é uma mola muito mais fina, presa ao balanço, que controla a oscilação dele e, portanto, a marcha do relógio.