« Stabile alla temperatura, resistente alla corrosione, leggera e altamente flessibile »
In quanto organo regolatore del movimento meccanico, la spirale determina in misura decisiva la precisione della misurazione del tempo. Perfezionato costantemente nel corso dei secoli, da 20 anni questo delicato componente vive una rivoluzione particolare: l'impiego del silicio. Grazie alla sua estrema robustezza, affidabilità e longevità, la spirale in silicio si presenta come la soluzione del futuro. Vi sveliamo il segreto e l'affascinante storia che si cela dietro questa moderna innovazione.
La spirale – il battito cardiaco del movimento
La storia della spirale risale al 1675, quando il fisico olandese Christiaan Huygens lavora all'ottimizzazione del sistema bilanciere-spirale. Egli comprende che una cadenza regolare dell'indicazione del tempo è possibile solo grazie a una spirale flessibile: questa frena l'oscillazione del bilanciere, lo richiama e lo fa oscillare nella direzione opposta. Un sistema tanto geniale quanto necessario, il cui principio di base si ritrova ancora oggi in ogni movimento meccanico.
Nei secoli successivi, l'invenzione di Huygens spinge numerosi orologiai a perfezionare la spirale. Con successo: mentre nel 1796 Abraham Louis Breguet ottiene un aumento della precisione ripiegando la spira più esterna ("spirale Breguet"), 60 anni più tardi il matematico francese Eduard Phillips riesce a calcolare la curva perfetta. Quando infine, nel 1931, l'ingegnere svizzero Reinhard Straumann scopre l'innovativa lega "Nivarox", la storia della spirale sembra aver trovato un lieto fine: precisione e affidabilità sono più elevate che mai. Per ben 70 anni l'innovazione di Straumann sarebbe rimasta il non plus ultra nel mondo delle spirali.
Ricerca e svolta fino alla spirale in silicio
Ma al più tardi nel 2001, quando Ulysse Nardin presenta nella collezione Freak due ruote di scappamento in silicio, si profila una nuova era dell'orologeria meccanica. In un primo momento la concorrenza reagisce con cautela. Quando però, poco dopo, il marchio di lusso lancia la prima spirale del bilanciere realizzata con questo nuovo materiale, i grandi protagonisti del settore cadono in uno stato di shock: Patek Philippe, Rolex e lo Swatch Group si alleano per finanziare la ricerca sulla spirale in silicio.
Serve una svolta. Per accelerare il processo, la potente alleanza coinvolge nello sviluppo, oltre al Centro svizzero di elettronica e microtecnica (CSEM), anche l'Istituto di microtecnica dell'Università di Neuchâtel. Forze concentrate che ben presto si trovano di fronte a una grande sfida. Proprio come i metalli comuni, infatti, il semimetallo silicio è sensibile alle variazioni di temperatura: il calore ne provoca la dilatazione, il freddo la contrazione. Una circostanza incompatibile con la delicata struttura di una spirale. Fortunatamente, l'assidua ricerca dell'alleanza svizzera porta a una soluzione elegante: l'impiego di un sottile strato di ossido di silicio garantisce una resistenza alla temperatura e un'affidabilità del componente nettamente superiori.
Nel 2006 la tecnologia entra in produzione di serie con il Patek Philippe 5350, seguita dalla graduale introduzione nei rinomati calibri Co-Axial del marchio Omega. Oggi le spirali in silicio conquistano tutte le fasce di prezzo: l'accesso è possibile già con poche centinaia di euro grazie al calibro Powermatic 80 della maison Tissot.
Sorprendente: la molteplicità dei vantaggi
Indipendentemente dalla fascia di prezzo, le moderne spirali offrono una serie di vantaggi decisivi rispetto alle varianti tradizionali. La forma monocristallina del silicio impiegata possiede una struttura cristallina simile a quella del diamante, il che rende il materiale circa il 60 percento più duro e il 70 percento più leggero dell'acciaio. Contraddistinto inoltre dalla resistenza alla corrosione e ai campi magnetici, il materiale si distingue per un'eccellente elasticità: il presupposto perfetto per l'impiego nelle sottilissime spirali.
A proposito di sottigliezza: non di rado, nelle versioni convenzionali, urti violenti provocano deformazioni disastrose. Poiché la spirale in silicio sopporta sollecitazioni fino a cinque volte superiori, riduce drasticamente la probabilità di una simile deformazione. Del resto, anche altri componenti del movimento, come l'ancora e la ruota di scappamento, traggono vantaggio dall'impiego di questo materiale, che presenta una superficie estremamente liscia e consente quindi di rinunciare agli oli soggetti a invecchiamento.
Modernissima e sofisticata: la produzione
La spirale in silicio può esprimere i suoi punti di forza solo se è stata realizzata con una precisione assoluta. Il procedimento si articola in più fasi e all'inizio del processo vi è un cosiddetto wafer di silicio: si tratta di un disco di circa 15 centimetri dal quale verranno poi incise circa 600 spirali. La prima operazione è la fotolitografia, durante la quale sul wafer viene applicato un sottile strato di fotoresist. Questa vernice protegge il materiale durante il successivo trattamento di "incisione ionica reattiva profonda", in cui gas corrosivi asportano il materiale fino all'altezza desiderata di circa un millimetro. Per separare il sottilissimo wafer dal suo supporto senza danneggiarlo si utilizza un acido speciale. Ancora fissate al wafer, le minuscole spirali vengono quindi misurate a campione, dopodiché si procede all'ossidazione che conferisce la già citata resistenza alla temperatura.
Quanto siano incredibilmente delicate queste fasi di lavorazione lo dimostra lo spessore dello strato di ossido, di appena 0,003 millimetri. In tutto trascorrono tre settimane prima che la spirale in silicio possa essere separata dal wafer e successivamente montata nel calibro. Tre settimane in cui un ampio ventaglio di procedimenti chimici è stato impiegato per creare un risultato affascinante. Per anni, probabilmente persino per decenni, il piccolo componente garantirà al polso di chi lo indossa valori di precisione elevati, che si tratti di un Tissot Powermatic 80, di un Omega Co-Axial o di un esclusivo Patek Philippe. In questo modo la piccola spirale ci mostra in modo eloquente perché il nostro entusiasmo per i capolavori meccanici sia così grande.
