Relógio a quartzo: como funciona, precisão e bateria

Relógio a quartzo é aquele que usa a vibração de um pequeno cristal de quartzo, alimentado por uma bateria, como referência para contar o tempo. O cristal oscila exatamente 32.768 vezes por segundo, um circuito eletrônico conta essas oscilações e, a cada segundo completo, faz o ponteiro avançar ou o visor mudar. O resultado é um erro típico de cerca de 15 segundos por mês, algo que um relógio mecânico comum acumula em um ou dois dias.

O que acontece dentro do relógio

O quartzo é um mineral piezoelétrico: quando é deformado, gera tensão elétrica; quando recebe tensão, se deforma. O efeito foi descrito pelos irmãos Pierre e Jacques Curie em 1880. O relógio explora isso em cinco etapas:

1. Bateria: fornece cerca de 1,55 V (óxido de prata) ou 3 V (lítio) ao circuito.
2. Cristal: uma lâmina minúscula de quartzo sintético, cortada em formato de diapasão e selada em uma cápsula metálica, começa a vibrar ao receber corrente.
3. Circuito integrado: mantém a oscilação e conta os pulsos. Ele divide a frequência por dois, quinze vezes seguidas, até chegar a um pulso por segundo.
4. Motor de passo: nos modelos de ponteiros, cada pulso aciona uma bobina que faz um pequeno rotor magnético girar meia volta.
5. Engrenagens ou visor: o rotor move o trem de engrenagens e os ponteiros. Nos digitais, o circuito comanda diretamente o cristal líquido.

Por que 32.768 Hz?

Porque 32.768 é 2 elevado a 15. Um circuito digital divide por dois com muita facilidade, e quinze divisões sucessivas resultam em exatamente 1 Hz. A frequência também é um bom compromisso: é alta o bastante para ser estável e ficar fora da faixa audível, e baixa o bastante para consumir pouca energia e permitir um cristal de tamanho viável para o pulso.

Precisão: o que esperar

A principal fonte de erro é a temperatura. O cristal em formato de diapasão é mais estável em torno de 25 °C e atrasa quando esquenta ou esfria. No pulso, o calor do corpo ajuda a mantê-lo perto do ponto ideal; por isso um quartzo guardado na gaveta pode variar mais do que um usado diariamente. Os chamados quartzos de alta precisão medem a temperatura e compensam a contagem, como fazem os calibres 9F da Grand Seiko. Outra abordagem é elevar a frequência: a linha Precisionist da Bulova trabalha a 262 kHz.

Se o seu quartzo passou a atrasar muito ou parar de vez em quando, a causa quase sempre é bateria fraca ou sujeira no mecanismo. Veja o diagnóstico em relógio atrasando ou adiantando.

Bateria: duração e troca

A maioria dos analógicos usa pilhas-botão de óxido de prata, identificadas por códigos como SR626SW (também chamada de 377) ou SR920SW. A duração típica é de dois a três anos. Digitais e modelos com muitas funções costumam usar pilhas de lítio de 3 V, como CR2016 e CR2025, e alguns são projetados para durar sete ou dez anos com uma única pilha, caso do Casio AE-1200.

• Aviso de fim de bateria: muitos calibres analógicos fazem o ponteiro de segundos saltar de dois em dois ou de quatro em quatro segundos quando a carga está acabando. O relógio continua marcando a hora certa; é só o sinal para trocar.
• Não deixe pilha esgotada dentro do relógio: ela pode vazar e corroer o circuito.
• Vedação: abrir a tampa compromete a resistência à água se a junta não for inspecionada, lubrificada ou substituída. Em relógios de mergulho, peça teste de pressão após a troca.
• Coroa puxada: em muitos analógicos, puxar a coroa para a posição de acerto para o motor e reduz o consumo durante um armazenamento longo, embora a economia varie de calibre para calibre.

O procedimento completo, com os tipos de tampa e os códigos de pilha, está em como trocar a bateria de relógio. Quem não quer trocar pilha pode optar por um relógio solar, que é um quartzo alimentado por luz.

História: de um armário de laboratório ao pulso

• 1927: Warren Marrison e J. W. Horton constroem, nos Laboratórios Bell, o primeiro relógio regulado por cristal de quartzo. Era um equipamento de laboratório do tamanho de um móvel.
• Décadas de 1930 a 1950: relógios de quartzo se tornam o padrão de tempo em observatórios, até serem superados pelo relógio atômico.
• 1964: a Seiko fornece cronômetros de quartzo portáteis para os Jogos Olímpicos de Tóquio.
• 25 de dezembro de 1969: a Seiko lança em Tóquio o Quartz Astron 35SQ, primeiro relógio de pulso a quartzo vendido ao público. A caixa era de ouro e o valor equivalia ao de um automóvel pequeno.
• 1970: um consórcio suíço lança o calibre Beta 21, usado por várias marcas.
• 1972 e 1973: surgem os digitais: primeiro com LEDs vermelhos (Pulsar, da Hamilton) e logo depois com cristal líquido, que consome muito menos.
• Anos 1970 e 1980: a produção em massa derruba o custo e leva boa parte da relojoaria mecânica suíça à falência, episódio conhecido como crise do quartzo. A resposta suíça foi a Swatch, de 1983, também a quartzo.

Vantagens e limitações

O quartzo é mais preciso, mais barato de fabricar, mais fino, mais resistente a choques e exige menos manutenção que qualquer mecânico. Um G-Shock só é possível porque o módulo eletrônico tem pouquíssimas peças móveis. Fica sempre pronto para uso, o que o torna ideal para quem alterna relógios ou só quer saber a hora.

As limitações são outras. O ponteiro de segundos anda em saltos de um segundo, o que agrada menos que o deslizar de um automático. Há a troca periódica de bateria. E os módulos mais baratos nem sempre são consertados: quando falham, a prática das oficinas é substituir o movimento inteiro, o que resolve o problema, mas depende de o calibre ainda ser fabricado. Bons calibres de quartzo com rubis e construção metálica podem ser revisados e durar décadas.

Não existe hierarquia moral entre as tecnologias. A escolha depende do que você quer do relógio; a comparação ponto a ponto está em automático ou quartzo.

Perguntas frequentes