n 1969, todos sabían que venían los relojes de cuarzo, pero el primero en moverse fue Longines. El 20 de Agosto, cuatro meses antes que Seiko y ocho meses antes que cualquier otra compañía Suiza, Longines anunció el primer reloj comercial de cuarzo. Como se celebró en Europa Star (ver más abajo), el Ultra-Quartz presentó un revolucionario movimiento electrónico “cibernético” que finalmente llevaría la sincronización del cuarzo a la muñeca.

Hoy, la mayoría dice que el Astron de Seiko, anunciado el día de Navidad, fue el primer reloj de cuarzo en producción. Otros apuntan al Beta 21 Suizo, con una docena de modelos lanzados en la Feria de Basilea a principios de Abril de 1970. Entonces, ¿qué pasó con el pionero Longines Ultra-Quartz?

El 20 de agosto, Longines anunció “el primer reloj comercial de cuarzo”. ¿Qué pasó con el pionero Longines Ultra-Quartz?

Medir el tiempo con cristal de cuarzo

Aunque el efecto piezoeléctrico, en el que un cristal de cuarzo oscila en una corriente eléctrica AC, fue descubierto por Pierre y Jacques Curie en 1880, la frecuencia de vibración era demasiado alta para ser útil en el cronometraje. Pasarían más de 60 años antes de que Warren Marrison y J. W. Horton desarrollaran una forma de acoplar un cristal vibrante a un motor eléctrico utilizando armónicos. Este primer reloj electrónico de cuarzo se construyó en los Laboratorios Bell Telephone en Nueva York y se presentó en Octubre de 1927. En la década siguiente, los relojes de cuarzo se construyeron con éxito en los Estados Unidos, el Reino Unido y Alemania.

El primer reloj electrónico de cuarzo se construyó en los Laboratorios Bell Telephone en Nueva York y se presentó en Octubre de 1927.

Dado que el cuarzo vibra a un ritmo constante cuando se somete a una corriente eléctrica alterna, es ideal como órgano de cronometraje. Sigue siendo constante incluso cuando la energía aplicada es débil o irregular, con un alto “factor Q” como dicen en física. Pero la tasa varía con la temperatura, por lo que la mayoría de los primeros relojes albergaban el cristal de cuarzo en un horno con temperatura controlada. Además, la electrónica requerida para impulsar el oscilador de cristal y contar los ciclos producidos utilizaba una gran variedad de tubos de vacío grandes y otros componentes electrónicos. Aunque el concepto de un reloj de cuarzo fue fácil de imaginar, se consideraría poco práctico durante décadas.

Los relojes de cuarzo habían sido los más precisos del mundo desde la década de 1950, y la carrera para miniaturizar la tecnología para el uso de relojes de pulsera era un secreto a voces. En su artículo en el periódico IEEE, “El reloj electrónico y los circuitos de baja potencia”, el ingeniero Eric Vittoz, que trabajó en relojes de cuarzo para el Swiss Centre Electronique Horloger (CEH), señala acertadamente el problema. “Por lo tanto, no era necesario inventar un reloj de pulsera de cuarzo: este ya existía como sistema. El “único” desafío era reducir su volumen a menos de 3 cm3 y reducir su consumo de energía en 4 órdenes de magnitud, hasta menos de 10 µW.”

Este fue el desafío para el CEH al crear la serie Beta de movimientos de cuarzo entre 1965 y 1970, para Seiko con su Astron Cal. 35 proyect, y para Longines con el Ultra-Quartz.

La miniaturización de los cronómetros de cuarzo se convirtió en el siguiente enfoque para Longines, Omega y la compañía Hattori (Seiko) de Japón.

Longines Quartz Timing

Muchas empresas e institutos Suizos participaron en la carrera para desarrollar relojes electrónicos de cuarzo mejorados para cronometraje científico y deportivo, especialmente Longines y Omega. En la década de 1940, Longines participó en el desarrollo del cronometraje fotográfico para las carreras, con las “Chrono-Caméra”, “Photogines” y “Chronocinégines” incorporando el cronometraje electrónico. Estos se detallan en el número 200 de Europa Star en 1993.

En 1952, ambas compañías desplegaron relojes electrónicos de cuarzo en los Juegos Olímpicos de Helsinki y Oslo, mientras competían por el valor publicitario de cronometrar los juegos. La competencia entre Longines y Omega llegó a un punto crítico con los Juegos Olímpicos de 1968 en México: cuando ambas compañías se dieron cuenta de que era demasiado costoso, combinaron sus esfuerzos como una nueva entidad conocida como Swiss Timing, la cual existe todavía hoy en día.

“Por lo tanto, no era necesario inventar un reloj de pulsera de cuarzo: este ya existía como sistema. El “único” desafío era reducir su volumen a menos de 3 cm3 y reducir su consumo de energía en 4 órdenes de magnitud, hasta menos de 10 µW.”

Longines desarrolló relojes de cuarzo ultra-precisos en la década de 1950 para cronometraje científico y deportivo.

©Europa Star 4/1967

Longines y Omega también compitieron para desarrollar un cronómetro electrónico de cuarzo para uso científico y industrial. En 1954, un reloj de cuarzo Longines estableció el récord de precisión en la competición del Observatorio Neuchâtel. Este gran cronómetro se mejoró continuamente durante una década, y en 1965 alcanzó una sorprendente puntuación de 0.05 puntos, ¡funcionando con un desfase de un segundo en tres años! Estos fueron comercializados y utilizados en estudios científicos y de radiodifusión, empaquetados en una caja del tamaño de una computadora de escritorio.

El Longines Marine Chronometer superó a Seiko en la competición de Neuchâtel de 1965.

©Europa Star 2/1965

La miniaturización de los cronómetros de cuarzo se convirtió en el siguiente enfoque para Longines, Omega y la compañía Hattori (Seiko) de Japón. Los cronómetros marinos que utilizan tecnología de cuarzo se crearon a principios de la década de 1960, y se miniaturizaron a aproximadamente 50 mm3 en 1964. Longines se asoció con el innovador de cuarzo recién formado Bernard Golay SA para desarrollar un movimiento de cuarzo compacto y progresó rápidamente.

Una versión mejorada de 1965 del cronómetro Micro-Quartz diseñado por Golay obtuvo una puntuación de 0.15 en el concurso del Observatorio Neuchâtel, con una tasa diaria mejor que 0.1 segundos. Este reloj usaba un oscilador de cuarzo de 12 KHz con un circuito de compensación de temperatura, lo que le permitía mantener el rendimiento de -20 a +60 C. El circuito divisor de frecuencia operaba un motor paso a paso de 4 Hz, dando a la manecilla de segundos un barrido similar a un reloj convencional.

En 1964. Longines se asoció con el innovador de cuarzo recién formado Bernard Golay SA para desarrollar un movimiento de cuarzo compacto y progresó rápidamente.

El ingeniero de Golay, Andre Cachin, está acreditado en las patentes por inventar muchos de los componentes del Micro-Quartz, incluido el micromotor electromagnético y el circuito electrónico utilizado para mantener la oscilación del cuarzo. Jean-Claude Berney también se menciona en patentes, y más tarde patentaría el concepto de un reloj de cuarzo impulsado por un resorte principal para Ebauches SA, producido en 1988 por Jean d’Eve y Seiko.

The Longines/Golay Pocket Quartz Chronometer no era exactamente un “pocket watch”.

©Europa Star 4/1967

El concepto Golay/Longines se miniaturizó aún más, con un verdadero cronómetro de bolsillo introducido en 1966. Anotó 0,54 puntos en el concurso del Observatorio Neuchâtel, lo que sugiere que finalmente se pudo alcanzar un reloj de cuarzo. Pero fue Armin Frei, del Swiss Centre Electronique Horloger (CEH), un consorcio de la industria, el que crearía el primer prototipo de reloj de cuarzo del mundo.

Su movimiento Beta 1 se probó junto con el Beta 2 derivado y los prototipos de la firma Japonesa Hattori (conocida como Seiko) en Neuchâtel en 1967. En total, se probaron más de veinte prototipos de movimientos de reloj de cuarzo ese año, dominando los resultados y mostrando que el cuarzo era el futuro (vea mi blog, Grail Watch, para más detalles sobre el desarrollo de la Beta 21).

Longines anuncia el primer reloj de cuarzo en producción

Longines y Golay siguieron adelante con el desarrollo de un movimiento de producción de relojes de cuarzo. Sin embargo, el desafío de dividir la oscilación de cuarzo de alta frecuencia para conducir un tren de ruedas y las agujas se mantuvo. Aunque una serie de circuitos de flip-flop podría reducir fácilmente la velocidad, la gran cantidad de componentes necesarios consumía demasiada potencia para funcionar durante mucho tiempo. Esta es la razón por la cual el CEH se centró en el diseño Beta 2 de Max Forrer para su producción del movimiento de cuarzo Beta 21: utilizó solo 5 divisores en lugar de los 14 del diseño más elegante de Armin Frei.

Los circuitos integrados se mostraron prometedores, y la CEH estaba haciendo rápidos progresos en esta área. Pero Longines y Golay no tenían acceso a dicha tecnología. Aunque pudieron hacer un circuito divisor utilizando componentes individuales, este era demasiado costoso, requería mucha energía y era difícil de construir. La producción del reloj de cuarzo Longines tendría que usar un enfoque diferente para obtener una frecuencia útil de la oscilación del cristal de cuarzo.

El desafío de dividir la oscilación de cuarzo de alta frecuencia para conducir un tren de ruedas y las agujas se mantuvo.

Longines carecía de tecnología de circuito integrado, por lo que desarrollaron un enfoque único «cibernético» utilizando componentes electrónicos discretos con Bernard Golay SA.

©Europa Star 2/1972

Un solista de jazz no necesita igualar cada toque del batería, solo necesita “volver a casa” en el compás de entrada. Longines adoptó un enfoque similar para crear un movimiento de reloj que se sincronizara con el cuarzo sin usar un circuito divisor hambriento de energía. Usando solo 40 componentes electrónicos, Longines condujo un motor de vibración a 170 Hz y lo ajustó para que coincidiera con el ritmo del cristal de cuarzo de 9150 Hz. El matemático Estadounidense Norbert Wiener acuñó el término “cibernético” en 1948, y su concepto era utilizar la retroalimentación para ajustar un sistema. Este era un término popular en la década de 1969 y se convertiría en el nombre utilizado por Longines para describir su movimiento de cuarzo.

Usando un motor de vibración para conducir el tren de ruedas, similar al popular movimiento del diapasón Bulova Accutron, Longines usó una barra plana con imanes permanentes que oscilaban entre electroimanes. Un dedo diminuto empuja un engranaje impulsor hacia adelante, un diente a la vez. El CEH Beta 2 utilizó un motor de vibración similar accionado directamente por la frecuencia del cuarzo reducida, pero Longines permitió que el suyo vibrara libremente como el Accutron. Se ajustó en cada latido para que coincida con el ritmo del cristal de cuarzo. Gracias a este innovador diseño cibernético, los ingenieros de Longines sintieron que podrían producir económicamente un reloj de pulsera de cuarzo.

Longines permitió que el motor vibrara libremente, como el Accutron: se ajustaba en cada latido para que coincidiera con el ritmo del cristal de cuarzo. La marca parecía tener una ventaja convincente sobre Seiko, Girard-Perregaux, Omega y la CEH Suiza.

El 20 de agosto de 1969, Longines convocó a la prensa en Ginebra para anunciar el primer reloj de pulsera de cuarzo comercial del mundo. Conocido como el Ultra-Quartz, era más preciso que cualquier otro reloj de pulsera de producción. Se mostraron prototipos, se compartieron fotografías y documentos, y Longines prometió que la producción comenzaría pronto. Longines parecía tener una ventaja convincente sobre Seiko, Girard-Perregaux, Omega y la CEH Suiza.

El destino del Longines Ultra-Quartz

Aunque se promocionó en 1969 como el primer reloj de pulsera de cuarzo del mundo, el Longines Ultra-Quartz está casi olvidado hoy. Por ejemplo, Christian Piguet no menciona a Longines ni una sola vez en su excelente historia del proyecto CEH Beta, “The First Quartz Electronic Watch”. Pero, de nuevo, tampoco menciona los proyectos independientes de Girard-Perregaux y Omega que se anunciaron junto con el Beta 21.

Ninguno de estos proyectos recibe una mención en “Engineering Time: Inventing the Electronic Wristwatch” de Carlene Stephens y Maggie Dennis tampoco. Y con frecuencia se repite on-line, desde la Wikipedia hasta Hodinkee, que el Seiko Astron fue el primer reloj de pulsera de cuarzo en producción.

El Longines Ultra-Quartz era diferente a cualquier otro reloj electrónico.

©Europa Star 2/1970

La razón por la que se pasa por alto el Ultra-Quartz es simplemente que Longines no pudo producir este reloj revolucionario. Desarrollado por el departamento de investigación de Golay y Longines, el Ultra-Quartz requirió una reingeniería extensa antes de que la división de fabricación por separado pudiera construirlo a escala.

El colaborador de Europa Star, Pierre-Yves Donzé, ha escrito mucho sobre esto y describe el desafío en su excelente artículo de 2019, “Dynamics of Innovation in the Electronic Watch Industry”, que sirvió como referencia para este artículo. El legendario ingeniero Suizo Claude Ray recibió la tarea de mover el Ultra-Quartz a producción y tomaría dos largos años antes de que se fabricara.

La razón por la que se pasa por alto el Ultra-Quartz es simplemente que Longines no pudo producir este reloj revolucionario a tiempo. Al final, la marca solo lanzó unos pocos cientos de ejemplares del Ultra-Quartz.

Seiko produjo unos cientos de relojes de cuarzo Astron y lanzó algunos a la venta antes de fines de 1969. Los miembros de CEH, incluidos Longines y Omega, construyeron miles de ejemplares de Beta 21 a partir de 1970, mostrando más de una docena de modelos en la Feria de Basilea de aquel año. Omega y Girard-Perregaux también mostraron movimientos de cuarzo propios en la feria ese año, y todos estos movimientos de cuarzo eclipsaron a Longines. El CEH incluso pudo mover un movimiento Beta actualizado a producción antes de que Longines entregara el primer Ultra-Quartz a un cliente.

Longines presentó tanto el Quartz-Chron, usando el CEH Beta 21, como sus propios modelos Ultra-Quartz en la Feria de Basilea en 1970.

Al final, Longines solo produjo unos pocos cientos de ejemplares del Ultra-Quartz. Ebauches SA se convirtió en el principal accionista de Longines durante este tiempo, pero la empresa continuó desarrollando su propia tecnología de cuarzo. Después de que el Ultra-Quartz de Golay no cumplió con su promesa, la compañía comenzó a trabajar en una nueva generación de movimientos de cuarzo. Incluso trabajaron con Texas Instruments para desarrollar un reloj digital de cuarzo, pero no siguieron esta dirección.

Aunque utilizaron movimientos de cuarzo de Ebauches SA durante un tiempo, Longines desarrolló su propia tecnología propia más adelante en la década. Esto fue parte de una transformación de la compañía en uno de los principales productores Suizos de relojes a través de la crisis del cuarzo y en los tiempos modernos.

Posteriormente, Golay desarrolló un movimiento económico de cuarzo de 32 KHz que utilizaba un volante oscilante en lugar de un motor de vibración. Esto se mostró en el stand de Corum en la Feria de Basilea en 1972. Conocido como TSµ Quartz, el motor oscilante se ajustaba utilizando un circuito integrado CMOS de baja potencia.

Más tarde, Bernard Golay SA desarrolló un movimiento de cuarzo económico de 32 KHz que utilizaba un volante oscilante en lugar de un motor de vibración.

©Europa Star 3/1973

Incluso Bulova tuvo una ventaja inicial, agregando un controlador de cuarzo al Accuquartz y entregando el primer reloj de cuarzo de bajo coste en 1972. Pero las compañías Estadounidenses como Intersil y Motorola pronto ofrecieron chips comerciales de reloj de cuarzo, y la industria pudo producir motores paso a paso en volumen y a bajo coste. Estos diseños alternativos serían de corta duración.

Aunque utilizaron movimientos de cuarzo de Ebauches SA durante un tiempo, Longines desarrolló su propia tecnología propia más adelante en la década. Esto fue parte de una transformación de la compañía en uno de los principales productores Suizos de relojes a través de la crisis del cuarzo y en los tiempos modernos.

Armin Strom Mirrored Force Resonance

©Europa Star 1/2017

El concepto de un reloj cibernético ya no era necesario cuando un IC de baja potencia podía igualar incluso cristales de cuarzo de mayor frecuencia. Pero la idea no ha desaparecido por completo de la industria. La fantástica tecnología de resonancia de F.P. Journe permite que dos ruedas de volante coincidan con su ritmo, mejorando el cronometraje. Armin Strom también ha presentado un impresionante modelo de resonancia de fuerza reflejada. Y relojes avanzados. como el Urwerk EMC y AMC y el Ressence Type 2 tienen ruedas de volante que se pueden ajustar para que coincidan con una fuente de sincronización electrónica. Lo único que falta es el nombre, que parece positivamente pasado de moda en el mundo “ciber” de hoy.

Es interesante mirar hacia atrás y ver la explosión de nuevas ideas que acompañan cualquier cambio tecnológico. Desde el automóvil hasta el reloj inteligente, los períodos de transición también incluyen conceptos radicales que nunca se afianzan. Longines merece crédito por el diseño innovador del Ultra-Quartz, y venció a toda la industria al anunciar el primer reloj de pulsera de cuarzo comercial del mundo. Pero una ejecución más rápida le permite a Seiko reclamar la corona para la primera venta comercial, y la cooperación de toda la industria Suiza llevó al Beta 21 a la primera producción de volumen. Aún así, es interesante considerar lo que podría haber sido si el concepto cibernético hubiera sido el primero.

El concepto de un “reloj cibernético” no ha pasado completamente en la industria: F.P. Journe, Armin Strom, Urwerk y Ressence todavía están explorando esta idea.

Twin-Movement Resonance Chronometer de F.P. Journe

©Europa Star 3/1999