"Aquellos maravillosos años" -1969 (y III)- ...

(Portada de la revista TIME que se pregunta "¿quién comparte su culpabilidad?". Foto: time.com)
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Como hemos visto tanto en este capítulo como en los anteriores, eran tiempos convulsos para el mundo, pero ¿qué ocurría en 1969 en la industra relojera? ¿Eran también tiempos complicados?

Sin duda... 1969 es, probablemente, uno de los años más determinantes para la industria, con acontecimientos que marcarán el futuro para los siguientes 20 ó 30 años. Lo hemos visto y seguiremos viéndolo con detalle a lo largo de este episodio pero, ante todo, sepamos cuáles fueron las principales noticias de la industria en 1969.

Leemos en el "Lancette & C.", que Hamilton-Buren, Certina, Roamer, Rolex y el grupo MSR (Les Manufactures d'horlogerie suisses réunies) crean en 1969 "Néosonic S.A.", un centro de investigación encargado de desarrollar relojes electrónicos.

En Julio nace el grupo SAPHIR (Société Anonyme de Participations Horlogères et Industrielles), del cual forman parte SAPIC, sociedad titular de Jaeger-LeCoultre y el holding Favre-Leuba (Favre-Leuba, Bovet Frêres, Jean Vallon), con participación (20%) de Chronos Holding. El 3 de Agosto se funda el Time-Center Protime por parte de Nivada, Atlantic, Felca & Titoni, Fortis y Eloga. El 19 de Septiembre, Movado, Zenith y Mondia se fusionan en el holding MZM.

En EEUU, U.S. Time cambia su denominación a Timex Corporation mientras que el Grupo Westinghouse Electric absorbe la Longines-Wittnauer, división americana de la Longines suiza.

SSIH - Société Suisse pour l’Industrie Horlogère (germen del actual grupo Swatch) adquiere Aetos Watch. Ebauches, SA. crea la división Ebauches Electroniques. El diseñador Gérald Genta funda la casa homónima.

Veamos cómo las grandes marcas publicitaban sus relojes en 1969. Empecemos con algunas páginas publicadas en la prensa extranjera, diarios y revistas:



Hemos hablado al principio de este episodio de la "carrera espacial" que durante doce años, desde 1957 a 1969, desarrollaron frenéticamente la URSS y los EEUU en pos de dominar el espacio, como de alguna manera dominaban la Tierra en aquellos momentos. El año 1969 puso el punto y final (o un punto y seguido) a dicha carrera espacial. Hemos hablado también (en el primer capítulo de este episodio), de la carrera por conseguir el primer cronógrafo automático.

Pero hubo otra carrera muy peculiar que se había desarrollado casi paralelamente en el tiempo a la carrera espacial. Una carrera que empezó a principios de los 1960s, casi tan apasionante como la otra, aunque con dos contendientes muy distintos. En este caso no se trataba de la URSS y los EEUU, sino de las industrias suiza y japonesa de relojería. Era la carrera por conseguir el primer reloj de cuarzo de pulsera, el reloj más preciso del mundo; el reloj que cambiaría para siempre una industria tradicionalmente mecánica, para convertirla en una industria de tecnología electrónica.





A primera vista, 1969 significaba también el punto final para esa carrera. Pero sólo a primera vista, pues 1969 marcó el punto de arranque de otra carrera todavía más "cruenta" que se desarrolló durante los 1970s y parte de los 1980s, y que estuvo a punto de terminar con la industria relojera suiza tal como la habíamos conocido hasta ese momento. La carrera por lograr el reloj de cuarzo más económico posible. Una carrera que ya no era a dos, como las otras, sino que para ésta aparecieron nuevos contendientes. Aparte de los implicados en la primera fase, Japón y Suiza, en los 1970s se añadirían los EEUU con su enorme potencial en la industria y la investigación en microelectrónica gracias al desarrollo de sus programas militares y espaciales. Una carrera a la que se sumarían finalmente otros países asiáticos, Hong Kong, Taiwan, China... con su casi ilimitada capacidad de fabricar millones de piezas a costes cada vez más reducidos.


Pero hagamos un poco de historia. Estamos hablando del reloj de cuarzo. ¿Qué es un reloj de cuarzo y en qué se diferencia de un reloj mecánico?

El reloj de cuarzo es un reloj electrónico que se caracteriza por poseer una pieza de cuarzo que sirve para generar los impulsos necesarios a intervalos regulares que permitirán la medición del tiempo. El cuarzo, que como otros minerales[FONT=@Arial Unicode MS] presenta la propiedad natural de oscilar al ser atravesado por una corriente eléctrica,[/FONT] se talla habitualmente en forma de lámina y se introduce en un cilindro metálico que tiene por función la protección del mineral. Para que vibre el cristal de cuarzo, debe ser alimentado por un campo eléctrico oscilante generado por un circuito electrónico.




La electricidad necesaria para activar el cuarzo la suministra la pequeña pila eléctrica que se monta en el interior de la caja del reloj. Esto es lo que lo diferencia de otros relojes donde los impulsos son generados por medios físicos o mecánicos. El cuarzo actúa como regulador y estabilizador de la frecuencia, lo que servirá finalmente para dar una medida del tiempo.

Pero... ¿cuándo nacieron los relojes de cuarzo... a finales de los 1960s?

No, una serie de invenciones relacionadas precedieron al reloj de cuarzo, aunque fueron necesarios muchos años para que alguien reunisese todas esas invenciones aparentemente inconexas en un solo instrumento capaz de medir el tiempo con la mayor precisión.

El francés Pierre Curie (1859-1906) descubrió que los cristales de cuarzo vibran. Curie, más conocido por sus investigaciones sobre la radioactividad con su esposa Marie, también desempeñó un papel pionero en la historia del reloj de cuarzo. Curie observó el fenómeno de la piezoelectricidad en 1880 mientras trabajaba con su hermano, Jacques. Descubrieron que ciertos cristales de cuarzo producen electricidad cuando son sometidos a presión. Más tarde determinaron que a la inversa también resultaba ser cierto. Cuando la electricidad se aplica al cristal, se deforma y vibra. Estas vibraciones permiten que el cristal de cuarzo pueda actuar como un controlador de tiempo muy fiable. Sin embargo, los cristales de cuarzo fueron considerados simplemente una curiosidad de laboratorio durante casi 40 años después del descubrimiento de la piezoelectricidad.




El físico norteamericano Walter Guyton Cady (1874-1973) se interesó por los cristales de cuarzo durante la Primera Guerra Mundial. Junto con muchos otros científicos de la época, Cady estaba involucrado en el esfuerzo por desarrollar una manera de detectar submarinos enemigos mediante la transmisión de sonido bajo el agua. Aunque su trabajo no se completó antes del final de la guerra, sí le hizo sentar las bases para el posterior desarrollo del sonar.

Mientras era profesor de física en la Universidad de Wesleyan en Middletown, Connecticut, Cady desarrolló el primer resonador de cristal de cuarzo. Cady descubrió que un cristal de cuarzo conectado a un oscilador de frecuencia variable electrónica vibraba con fuerza en una frecuencia muy específica, pero que en otras frecuencias no vibraba en absoluto. De esta manera, el resonador de cristal de cuarzo podía controlar la frecuencia del circuito oscilante. Cady pronto se dió cuenta de que este circuito podía ser utilizado como un estándar de frecuencia. En 1921 Cady y sus colegas en la Wesleyan desarrollaron el primer resonador de cristal de cuarzo.


George Washington Pierce estaba trabajando con ondas eléctricas y la telegrafía sin hilos, cuando se interesó por los cristales de cuarzo. Pierce, nacido cerca de Austin, Texas, en 1872, era hijo de un ganadero. Se graduó en la Universidad de Texas en 1893 y en 1897 llegó a la Universidad de Harvard, donde obtuvo su doctorado. Después de un año en Alemania, Pierce volvió al Departamento de Física de la Universidad de Harvard donde se convirtió en el primer director del Laboratorio Cruf en 1914. Pierce fue reclutado para trabajar en el desarrollo de sonar durante la Primera Guerra Mundial, y estuvo muy influenciado por la obra de Walter Guyton Cady.




Cady había publicado los resultados de su investigación sobre los cristales de cuarzo y los comentó con sus colegas, incluidos Pierce. Pierce se interesó especialmente en el diseño de circuitos osciladores que utilizaran los estándar de frecuencia proporcionados por resonadores de cristal de cuarzo. Pierce presentó tres diseños diferentes para osciladores de cuarzo en 1923, que pronto fueron patentados, y que posteriormente se utilizaron ampliamente en el ámbito del control de frecuencia. El trabajo de ambos, Pierce y Walter Guyton Cady, sentó las bases para el reloj de cuarzo desarrollado por primera vez por en 1927.




A comienzos del siglo XX, a medida que los cables telefónicos transportaban más mensajes y las transmisiones de radio se hacían más frecuentes, mantener frecuencias eléctricas estables y desarrollar medios para controlar las frecuencias se convirtieron en problemas técnicos críticos. En 1927, el canadiense (1896-1980), un ingeniero de telecomunicaciones, estaba a la búsqueda de estándares de frecuencia fiables en los laboratorios Bell Telephone de New York para los que trabajaba. Basándose en trabajos anteriores en la piezoelectricidad realizados por el Grupo de Cady y GW Pierce, desarrolló un reloj de alta precisión y gran tamaño basado en las frecuencias estables generadas por un cristal de cuarzo cuando se usaba en un circuito eléctrico.

Marrison demostró que el oscilador de cuarzo utilizado de esta manera era más exacto como estándar de tiempo que los mejores relojes mecánicos existentes utilizados en los observatorios astronómicos. Durante la década de los 1940s, la mayor parte de los laboratorios de hora estándar en todo el mundo cambiaron de los relojes mecánicos al cuarzo.




Así pues, los relojes de cuarzo existían ya mucho antes de la década de los 1960s, aunque no eran precisamente pequeños ni manejables. El reloj de cuarzo del Sr. Marrison ocupaba nada menos que una habitación entera. La invención de un reloj de pulsera de cuarzo era pues una titánica tarea de miniaturización.

Pero una invención de finales de los 1950s abriría un campo insospechado y sería fundamental para el desarrollo futuro del reloj de cuarzo... y no sólo del reloj de cuarzo, sino de toda la electrónica tal como la conocemos hoy.

En 1958, el ingeniero Jack Kilby (1923) estaba trabajando en los problemas de la miniaturización electrónica en la "Texas Instruments" (TI), cuando se le ocurrió la idea de integrar un gran número de interconexiones en una sola pieza de silicio. en el otoño de ese mismo año, Kilby disponía ya de un circuito completamente funcionante y solicitó la patente en 1959. Había inventado el circuito integrado. El Sr. Kilby obtuvo el Premio Nobel de Física en 2000 e inventó también la calculadora electrónica de mano y la impresora térmica.

Ese mismo año, Robert Noyce de "Fairchild Semiconductor" también solicitó una patente sobre el circuito integrado. Durante una disputa de patente de casi diez años, Fairchild y TI llegaron al acuerdo de concederse licencias entre sí y a otras empresas para la fabricación de circuitos integrados. Hoy en día Kilby y Noyce son reconocidos como co-inventores independientes. Kilby fue reconocido con una patente por la estructura de circuito integrado y por demostrar que el circuito funcionaba. Una patente independiente le fue otorgada a Noyce, a quien se reconoció la invención del método de proceso para la conexión de los componentes del circuito. Noyce fundaría años más tarde la compañía Intel.




El circuito integrado es el que controla las funciones del reloj de cuarzo. En todos los relojes de cuarzo, el circuito integrado mantiene las oscilaciones del cristal de cuarzo, divide la frecuencia de cuarzo hasta un pulso por segundo, y acciona las agujas. Se podían añadir muchas más funciones mediante un microprocesador, lo que hizo de los relojes de cuarzo prácticamente unas microcomputadoras. Se estaba allanando el camino para conseguir el soñado reloj de cuarzo de pulsera. Pero aún había dificultades que salvar.





Aparte de las dificultades que se encontraban en los 1940s e inicios de los 1950s para miniaturizar suficientemente los componentes, paliadas con la invención del circuito electrónico integrado, existía otro obstáculo de enorme importancia para poder producir relojes de pulsera de cuarzo. No existían baterías lo suficientemente pequeñas como para caber en la caja de un reloj de pulsera.

Las baterías generan electricidad mediante una reacción electroquímica. Una batería de un reloj se compone de una sola celda que contiene electrodos y un electrolito que, juntos, convierten la energía química en energía eléctrica.

La industria de la microelectrónica dio impulso al desarrollo de pequeñas baterías. Las primeras baterías en miniatura se desarrollaron durante la Segunda Guerra Mundial por Samuel Ruben y fueron fabricadas por Philip Rogers Mallory (más tarde ambos formaron la Mallory Battery Company, actualmente Duracell). Pero no eran ni a prueba de fugas, ni lo bastante duraderas para su uso en los relojes.

Para el primer reloj eléctrico fue necesario inventar una batería especial. Los primeros esfuerzos por desarrollar una batería de reloj se llevaron a cabo por un equipo de investigadores de Hamilton Watch Company (encabezado por el jefe químico Phil Lichty, e incluyendo a Harold Morgan, Wilmer Gingrich y Edgar Long). Cuando estos esfuerzos fracasaron. Sólo cuando Hamilton se unió a la National Carbon Company (más tarde Union Carbide) en 1954 se consiguió fabricar una batería de un tamaño suficientemente reducido como para poder ser usada en un reloj de pulsera. Hamilton Watch Co. lanzó el primer reloj eléctrico de pulsera, el Van Horn (Hamilton 500), en Enero de 1957.





La introducción de ese primer reloj eléctrico por parte de Hamilton fue sólo un paso adelante para el desarrollo del reloj electrónico de pulsera, pero este intento aportaba poca mejora en la medición del tiempo, pues la frecuencia de oscilación seguía siendo la misma que en los relojes mecánicos tradicionales.. En el Van Horn, el muelle espiral principal se sustituyó por una batería, pero todavía era necesario el volante.





El paso siguiente para el desarrollo de relojes de pulsera que funcionaran con baterías fue el uso de un diapasón, que producía una tasa de oscilación más estable a una frecuencia más alta, aprovechando el principio de que un diapasón vibra siempre a una frecuencia constante.





En 1960, Max Hetzel inventó el primer reloj de pulsera de frecuencia acústica, que utilizaba un diapasón en lugar de un volante como el estándar de tiempo, el Accutron. Nacido en Basilea, Suiza, en 1921, Hetzel obtuvo una master en electrónica por la Universidad Politécnica Federal de Zurich en 1945. Fue contratado por la Compañía Bulova en 1950 para desarrollar el equipo automatizado de producción de la fábrica de la compañía en Suiza. En 1952 se centró en la invención de un reloj de diapasón a solicitud del presidente de la compañía Arde Bulova, que estaba preocupado por los recientes anuncios de Elgin y Lip de que pronto habría un reloj eléctrico en el mercado. Hetzel eligió el diapasón como la mejor opción, y en 1955 tenía algunos prototipos ya operativos.




En 1955 Bulova trasladó el proyecto de desarrollo Accutron a su planta en los Estados Unidos. El ingeniero jefe, William Bennett llevó los prototipos de Hetzel a las instalaciones de Bulova en Jackson Heights, Nueva York, donde comenzó a trabajar en un modelo de producción. Bennett, junto con Egbert van Haaften y William Mutter, trabajó durante cuatro años para desarrollar un producto comercialmente viable. En 1959 Max Hetzel abandonó Suiza con destino a las instalaciones de Bulova en Nueva York, donde supervisó la evolución final. Por último, el 25 de octubre de 1960, el Bulova Accutron se presentó a los consumidores.

El Accutron contenía un diapasón al que se hacía oscilar 360 veces por segundo a través de un transistor de germanio impulsado por una batería del tamaño de un botón.






Cuando el Accutron se presentó en 1960, causó una ernorme sensación en la industria relojera. Fue un éxito inmediato, y se vendió bien durante la década de los 1960s. El Accutron era el reloj más preciso antes de la invención del reloj de cuarzo. Bulova se vanaglorió de que el Accutron era diez veces más preciso que un buen reloj mecánico en esa época; de hecho garantizaba por escrito una precisión de un minuto al mes, es decir por lo menos cinco o seis veces más que los mejores relojes mecánicos de entonces.





Sin embargo, el reloj de diapasón tenía algunos inconvenientes... no era resistente a los choques y era susceptible a los sonidos exteriores, por lo que no era esa la perfecta solución que la industria relojera andaba buscando. A pesar de ello, la llegada del Accutron supuso un desafío para las compañías relojeras de todo el mundo para crear relojes aún más exactos. De esta competencia, surgiría el reloj de cuarzo de pulsera.

Pronto se vió que la tecnología del diapasón podía dar poco más de sí y se iba a quedar obsoleta en poco tiempo, de modo que los esfuerzos se dirgieron a fabricar un reloj de cuarzo de pulsera. Las frecuencias de oscilación del cuarzo eran infinitamente superiores a las que se podían lograr con el diapasón eléctrico.







Bien, hemos hablado de cristales de cuarzo, de las propiedades piezoeléctricas, de los circuitos integrados... pero ¿cómo funciona un reloj de cuarzo?

Los relojes de cuarzo funcionan de una manera muy diferente a los relojes de mecánicos. En los mecánicos, el escape, con un volante en su corazón, regula la velocidad a la cual la energía almacenada en un resorte en espiral. Esa energía acciona un tren de engranajes que mueve las agujas. Los relojes de cuarzo siguen teniendo engranajes dentro de ellos para contar los segundos, minutos, horas y mover las agujas alrededor de la esfera. Pero los engranajes están regulados por un pequeño cristal de cuarzo en lugar de un volante como en los relojes mecánicos. En este interesante video podemos ver una comparativa entre el funcionamiento del reloj mecánico manual, el automático y el de cuarzo.

El cuarzo es uno de los minerales más comunes en la Tierra. Está hecho de un compuesto químico llamado dióxido de silicio (SiO2) (silicio es también el material del que están hechos los chips de los ordenadores), y se puede encontrar por ejemplo en la arena o en la mayoría de los tipos de roca. Como ya hemos visto anteriormente, tal vez la característica más interesante del cuarzo es que es piezoeléctrico. Eso significa que si apretamos un cristal de cuarzo, genera una pequeña corriente eléctrica. Lo contrario también es cierto: si se pasa la electricidad a través del cuarzo, vibra a una frecuencia precisa (un número exacto de veces por segundo).

Dentro de un reloj de cuarzo, la batería envía la electricidad al cristal de cuarzo a través de un circuito electrónico. El cristal de cuarzo oscila (vibra) a una frecuencia precisa: exactamente 32.768 veces cada segundo. El circuito cuenta el número de vibraciones y los utiliza para generar impulsos eléctricos regulares, uno por segundo. Básicamente, en cuanto cuenta 32.768 veces envía una señal y se resetea a cero. Estos impulsos pueden alimentar una pantalla LCD (muestra el tiempo numéricamente) o pueden accionar un pequeño motor eléctrico (un motor de paso a paso, de hecho), dando vuelta a los engranajes que giran las agujas de segundos, minutos y horas.

Así es como funciona en la teoría:



Y así es como se ve en el interior de un reloj de cuarzo real:





Si el cuarzo es tan asombroso, es posible que nos preguntemos por qué un reloj de cuarzo no se mantiene con absoluta precisión para siempre. ¿Por qué adelanta o atrasa algunos segundos? La respuesta es que el cuarzo vibra a una frecuencia ligeramente diferente a distintas temperaturas y presiones por lo que su capacidad de mantener la hora exacta se ve afectada, en un grado pequeño, por el calentamiento o enfriamiento, y las siempre cambiantes circuntancias del mundo que nos rodea. En teoría, si se mantiene un reloj en la muñeca todo el tiempo (que es más o menos constante de temperatura), mantendrá mejor la precisión que si nos lo ponemos o lo quitamos con frecuencia (lo cual causa un cambio drástico de temperatura cada vez). Pero incluso si el cristal de cuarzo pudiera vibrar a una frecuencia constante y perfecta, la forma en que está montado en su circuito, minúsculas imperfecciones en los engranajes, la fricción, etc. también pueden introducir errores en la medición del tiempo. Todos estos efectos son suficientes para introducir una imprecisión de hasta un segundo al día típico en los relojes de cuarzo (teniendo en cuenta que un segundo perdido un día puede ser compensado por un segundo ganado al día siguiente, por lo que la precisión general puede ser de unos pocos segundos al mes).




Bien, probablemente ha llegado el momento de recapitular todo lo que sabemos sobre el cristal de cuarzo y sus propiedades. Hemos hablado de Pierre Curie y hemos visto como las propiedades de los cristales de cuarzo se conocen desde hace más de un siglo. El cuarzo es un material piezoeléctrico, lo que significa que genera una carga eléctrica cuando se le aplica una presión mecánica. Estos cristales también vibran cuando se aplica un voltaje de una fuente externa, como una batería. La piezoelectricidad fue descubierta por Pierre Curie y su hermano Jacques en 1880.

En la década de los 1920s el Sr. Walter Guyton Cady descubrió que, debido a sus cualidades elásticas, resistencia mecánica y durabilidad, los cristales de cuarzo podrían utilizarse para fabricar resonadores muy estables. Cady también concluyó que el cristal puede ser cortado en formas específicas para crear resonadores de casi cualquier frecuencia. Los cristales de cuarzo se utilizaron por primera vez como un estándar de tiempo por , que inventó el primer reloj de cuarzo en 1927.

La frecuencia del oscilador de cuarzo viene determinada por el corte y la forma del cristal de cuarzo. Los cristales de cuarzo dentro de los relojes de hoy vienen en diversas formas y frecuencias. Los cristales más comunes son diapasones encapsulados en miniatura que vibran 32.768 veces por segundo. Otros tipos de cristales pueden vibrar a más de 50 millones de veces por segundo. En cambio, en la historia de los relojes mecánicos, el volante (que ejercía la misma función que el cristal de cuarzo) oscilaba primero a 2,5, más tarde a 3, y finalmente a 5, 8 ó un máximo de 10 ciclos por segundo.




Hemos podido miniaturizar la mayoría de los componentes, gracias a que el Sr. Jack Kilby inventó el circuito integrado y al desarrollo de la batería en miniatura de Union Carbide para el primer reloj eléctrico, producido por Hamilton Watch Co. en 1957.

Hemos visto otros intentos de desarrollar relojes eléctricos mucho más precisos que el reloj mecánico, como los relojes de diapasón (Accutron) que inventó el Sr. Hetzel para Bulova, pero también hemos conocido sus limitaciones.

Tenemos ya todos los ingredientes listos para poder desarrollar un reloj de cuarzo de pulsera... ¿Estamos listos para la carrera? Pues pongámonos cómodos y veamos que nos ofrece esta carrera entre dos contendientes de excepción, la industria suiza y la japonesa.






Empezamos con los suizos. En 1962, la industria relojera suiza fundó un nuevo laboratorio de investigación, el Centre Electronique Horloger (CEH). La misión del laboratorio era desarrollar un nuevo tipo de reloj electrónico.

¿Quiénes fueron las personas clave en el proyecto del CEH?

El personal clave en el CEH estaba encabezado por Roger Wellinger, el primer director del CEH, quien planificó el nuevo laboratorio. Wellinger era un físico e ingeniero eléctrico suizo de Suiza con veinte años de experiencia en laboratorios de investigación académica e industrial en los EE.UU., especialmente de General Electric. Wellinger contrató tanto jóvenes ingenieros de universidades suizas, como físicos e ingenieros experimentados nacidos en Suiza pero que trabajaban en los Estados Unidos. Desde el principio, el CEH se comprometió a trabajar con la nueva tecnología de circuitos integrados, una estrategia arriesgada que resultó fundamental para la capacidad del laboratorio de elaborar con éxito en sus primeros cinco años varios prototipos de relojes. En 1968, poco después de que el laboratorio demostrara que un reloj de pulsera de cuarzo era factible, Wellinger dejó el CEH por diferencias con la junta de supervisión del laboratorio.

Max Forrer dirigió la Sección de Circuitos, la parte del laboratorio que en última instancia, desarrolló el primer prototipo de reloj suizo de cuarzo. Uno de los suizos que había reclutado Wellinger de los Estados Unidos, Forrer había recibido su doctorado de la Universidad de Stanford y trabajó para General Electric en Palo Alto, California. En 1968 Forrer se convirtió en el director del CEH y organizó los esfuerzos del laboratorio para revisar los prototipos reloj para la producción comercial. El resultado fue el movimiento Beta 21 de reloj de pulsera de cuarzo.

En el CEH Kurt Hübner organizó un completo laboratorio de microelectrónica para la fabricación de circuitos integrados de baja potencia necesarios para los relojes de cuarzo. Un físico educado en Zurich, Hübner había aprendido los fundamentos de la tecnología de IC en el Silicon Valley de California en "Shockley Semiconductor Laboratory", una empresa propiedad de coinventor del transistor. El taller de semiconductores de Hübner en CEH fue el primero en Suiza, y su éxito allanó el camino para lo que hoy es una floreciente industria de la microelectrónica suiza, en Neuchâtel.




En el CEH los investigadores trabajaron en secreto y bajo la presión de tener que conseguir el éxito. Los investigadores llamaron a sus prototipos de primer reloj de pulsera de cuarzo Beta 1 y Beta 2. Las dos clases de prototipos, construidos con circuitos integrados desarrollados y fabricados en el propio CEH, diferían entre sí en la manera de "dividir" la frecuencia de 8.192 Hz (ciclos por segundo) a pasos de un segundo.

La versión Beta 1 utilizaba 14 etapas en las divisiones y un pequeño motor "paso a paso" para girar las agujas en pasos de un segundo, en lugar de en un círculo suave. Su límite residía en el consumo de energía y, en consecuencia en la autonomía de la pila, que no superaba los 9 meses.

La Beta 2 redujo a 5 la cadena de divisiones y giraba las agujas suavemente, con un motor de vibración y un mecanismo de trinquete, y consumía menos energía que la Beta 1. La duración de la pila alcanza con este prototipo los 17 meses, razón por la cual será ésta la solución adoptada en el momento de proyectar la fabricación industrial del reloj.

Cuando los prototipos demostraron la viabilidad de la nueva tecnología electrónica para relojes en en el Concurso del Observatorio de Neuchâtel en 1967, el laboratorio pasó a diseñar un reloj de pulsera de cuarzo comercial que contenía el módulo Beta 21.





Armin Frei fue uno de los investigadores suizos que el Director Roger Wellinger repatrió de los Estados Unidos. Frei, que había recibido su doctorado en el Instituto Federal de Tecnología Suizo en Zurich, trabajaba para la RCA en lo que ahora es el "David Sarnoff Research Center" en Princeton, Nueva Jersey, y en Varian Associates, de Palo Alto, California, una empresa que fue pionera en estándares de tiempo atómico. En el CEH, Frei investigó en 1965 y 1966 la viabilidad de utilizar un cristal de cuarzo en miniatura como un estándar de tiempo para los relojes de pulsera. Desarrolló un resonador funcional de alta calidad, una pieza en forma de barras de cuarzo que vibra establemente a 8.192 Hz (veces por segundo) cuando se le aplicaba voltaje adecuado. También desarrolló un sistema integrado de circuito oscilador de baja potencia en un chip para mantener el cuarzo vibrando y un dispositivo con electrónica integrada para el ajuste fino de la frecuencia del cuarzo. Los osciladores de cuarzo con estas características básicas seguirían siendo el estándar de la CEH a través de una serie de prototipos probados en el Observatorio de Neuchâtel y para los primeros 6.000 relojes fabricados para la venta.

Rolf Lochinger fue otro de los científicos del CEH, que recibió su doctorado en el Instituto Federal de Tecnología Suizo en Zurich y luego se fue a trabajar para la RCA en los Estados Unidos, en lo que ahora es el Centro de Investigación Sarnoff en Princeton, NJ. Colaborando con Armin Frei en la CEH, Lochinger estudió y diseñó los circuitos que permitieron que la unidad de cuarzo del reloj trabajara junto con otros componentes necesarios para mantener el tiempo. Quiso centrarse en un circuito viable para dividir los 8.192 Hz del cuarzo a un pulso por segundo para girar las agujas del reloj.

A partir de 1966, Jean Hermann, un ingeniero eléctrico educado en Suiza, supervisó el proceso técnico para enviar los prototipos del CEH al Concurso de las pruebas de tiempo del Observatorio de Neuchâtel. Durante el proceso desarrolló, con el técnico François Nikles, un micromotor de paso a paso, para girar las agujas de los prototipos de la versión Beta 1. Hermann también tuvo la ayuda de otros colegas, entre ellos Jean Fellrath, en el desarrollo de los circuitos integrados utilizados en la Beta 1 para dividir la frecuencia del cuarzo para que fuera utilizable en un reloj de pulsera. El propio Hermann desarrolló un circuito integrado para compensar las variaciones en la frecuencia de cuarzo causada por cambios de temperatura. Después de los ensayos, mejoró las características del resonador de cuarzo para que fuera adecuado para la fabricación en grandes cantidades.

Henri Oguey, con experiencia en ingeniería eléctrica y un doctorado en la Universidad Técnica de Zurich, había trabajado para IBM, tanto en Zurich como en Nueva York. En el CEH, con el técnico Rolf Ludin, desarrolló un micromotor vibratorio para girar las agujas en los Beta 2. En contraste con el micromotor de la versión Beta 1, el motor vibratorio de Oguey giraba las agujas suavemente en lugar de a saltos. Oguey también tuvo la ayuda de su colega Jean Fellrath para diseñar un circuito de accionamiento integrado para el motor de vibración. Una vez que el prototipo con el motor vibratorio que había diseñado demostró su idoneidad, Oguey pasó a mejorar la organización de la electrónica y la fabricación de lo que sería el producto comercial, el módulo Beta 21.





El CEH compartió espacio en un edificio ocupado por el Laboratoire Suisse de Recherches Horlogères (LSRH). La industria relojera suiza había creado el LSRH en 1940 para investigar asuntos relacionados con los relojes mecánicos.







Precisamente, qué tipo de reloj iba a surgir de los esfuerzos del CEH era algo incierto al principio, pero en 1967 los investigadores tenían ya dos clases de prototipos de reloj de cuarzo funcionando. Los técnicos, que como hemos visto venían trabajando desde 1962, habían abandonado el camino del diapasón y, tras comprobar las oportunidades que se abrían con el desarrollo de los circuitos integrados, se centraron en el cuarzo.

Una vez alcanzado el tamaño (igual o inferior a 3,75 cm. cúbicos) requerido para la inscripción en el Concurso del Observatorio de Neuchâtel de 1967, El CEH presenta estos prototipos de reloj de cuarzo a las pruebas de tiempo. En el concurso participan también los movimientos desarrollados por la casa japonesa Seiko, pero los primeros diez puestos de las clasificaciones finales son ocupados por los helvéticos. La puntuación más elevada bate todos los registros precedentes, resultando 6 veces mejor que la marca obtenida por un movimiento a diapasón y 12 veces mejor que el resultado obtenido por el movimiento mecánico más preciso: el error diario se limita a 4 milésimas de segundo! Este éxito llevó a la CEH a proceder con aún otra versión del reloj, esta vez diseñado ya para la producción comercial.

El reloj de cuarzo suizo estaba listo para ser comercializado.

En 1968 se creó unconsorcio industrial de los fabricantes de relojes suizos con el fin de producir en masa el Beta 21. Sus miembros eran accionistas del CEH, y varios de ellos eran responsables de un componente específico del reloj. El CEH diseñó el módulo del reloj y lse ocupó de a producción de circuitos integrados. Ébauches SA fabricaba las partes mecánicas y el resonador de cristal de cuarzo. Omega produjo el micromotor. Los relojes se montaron en tres talleres independientes que producían los productos finales de acuerdo con las especificaciones de diseño de las empresas relojeras suizas que pasaron los pedidos. Dieciséis empresas relojeras suizas comenzaron a vender los relojes de cuarzo bajo su propia marca en 1970.




El 22 de Mayo de 1969, el CEH (Centre Electronique Horloger) firma un acuerdo con 20 de sus accionistas (asociaciones y fabricantes suizos, incluyendo 11 manufacturas), para la comercialización de relojes de pulsera de cuarzo movidos por el calibre Beta 2.1 (simplificado en Beta 21). Las casas firmantes se comprometen a ordenar en conjunto 6.000 ejemplares del movimiento, a un precio de 700 francos suizos cada uno. La operación culminaría en Abril de 1970 cuando los 20 fabricantes suizos presentan sus primeros modelos de reloj de pulsera de cuarzo en la Feria de Basilea de ese año. Impresionante... pero tal vez algo tarde para ganar la carrera.

Los suizos habían creado el primer reloj de cuarzo de pulsera, el Beta 21, pero... los japoneses fueron los primeros en comercializar su propia versión de reloj de cuarzo. Veamos cómo.