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L’Incredibile Storia dei Cronometri da Marina

I cronometri da marina hanno avuto un ruolo importantissimo nella storia dell’orologeria perché hanno portato la precisione sugli orologi trasportabili.

di Michele Tonon 7 MIN LETTURA

 

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Il Cronometro da Marina: già questo nome, da se, attribuisce un’aura di importanza e pregio a tale tipologia di orologio e va detto che se la merita davvero, infatti hanno avuto un ruolo fondamentale nell’evoluzione della storia dell’orologeria. Vi spiego perché.

cronometro da marina Le Roy 1766
Uno dei primi Cronometri da marina costruito da Pierre Le Roy nel 1766 (fonte WikipediA)

Indice

  1. La Longitudine: Cenni storici
  2. John Harrison: Biografia di un genio
  3. Cronometro da Marina H1
  4. Cronometro da Marina H2
  5. Cronometro da Marina H3
  6. Cronometro da Marina H4
  7. Commercializzazione e industrializzazione dei Cronometri da Marina
  8. Considerazione personale

La Longitudine: Cenni storici

Siamo nella seconda metà del ‘700 quando fanno la loro comparsa i primi cronometri da marina ma la loro importanza, in termini di esigenza, nasce addirittura due secoli prima, ovvero nella seconda metà del ‘500 quando viene scoperta la Longitudine ed il relativo calcolo teorico di posizione terrestre tramite un ipotetico tracciato del globo diviso a settori.

Erano state scoperte da poco le “Americhe” e ovviamente il commercio navale stava, per questo motivo, subendo un incremento esponenziale. L’esigenza primaria era quella di trovare un metodo preciso e affidabile che permettesse di far approdare le navi, in tutta sicurezza, senza calcoli di rotta troppo approssimativi, al porto di destinazione.

Questione di vita o morte

Era anche una questione di “vita o di morte” perché sbagliare di pochi gradi la rotta, sulla lunga distanza, portava ad errori di migliaia di chilometri, conseguentemente si aggiungevano numerosi giorni di navigazione extra per arrivare a destinazione (una sorta di “zig zag”) e la possibilità concreta di diffusione di malattie a bordo come ad esempio lo scorbutto che portava alla morte l’equipaggio, non solo, anche la possibilità di incappare in maltempo e rischio non certo raro di affondare.

Uno strumento in grado di calcolare la longitudine avrebbe risolto questa serie di delicati problemi ma all’epoca non esisteva e sembrava fantascienza la possibilità di costruirne uno.
Fantascienza..?? Eh sì .. perché già nel ‘500 sarebbe servito il cronometro da marina (un epoca, questa, ove non era stato ancora brevettato il primo pendolo) ovvero uno strumento meccanico in grado di avere uno scarto giornaliero non superiore ai 3 secondi, qualcosa di veramente straordinario ed incredibile se pensate che i migliori cronometri oggigiorno garantiscono, con certificazioni C.O.S.C, uno scarto giornaliero doppio, capirete da soli la difficoltà estrema di quell’impresa in passato.

XVII Secolo: Primo brevetto del Pendolo e successiva scoperta del Bilanciere con molla a spirale

Nella seconda metà del ‘600 viene brevettato il primo pendolo (quindi un secolo dopo la scoperta della Longitudine) da Christiaan Huygens che in seguito lo migliora notevolmente fino a farlo diventare il dispositivo più preciso e affidabile per l’epoca.. ma le migliori performance, un pendolo, le otteneva solo poggiando su una base solida e stabile ed una nave in balia delle onde certamente non lo era quindi la soluzione di un pendolo a bordo fu scartata fin da subito.

Fu grazie allo stesso Huygens, con altrettanto merito di Robert Hooke, se si scoprì il concetto di bilanciere a molla ed a spirale, concettualmente diverso dalle oscillazioni del pendolo e anche in termini di precisione era nettamente in svantaggio rispetto all’ottimo isocronismo garantito da un pendolo ma il sistema a molla aveva il vantaggio di essere particolarmente insensibile alle variazione di posizione terrestre quindi era senza dubbio la via sulla quale concentrarsi per arrivare alla progettazione e costruzione di un vero cronometro da marina.

XVIII Secolo: Concorso “Longitude Act” e primo Cronometro da Marina

Arriviamo così ai primi anni del ‘700 che nulla di concreto era stato ancora costruito per il calcolo della Longitudine ma non si poteva più aspettare oltre, una serie di catastrofici naufragi portarono a dover risolvere la questione e per attirare l’attenzione di personaggi illustri come scienziati, ingegneri, astronomi e orologiai, venne istituito un premio nel 1714 intitolato “Longitude Act” che garantiva 20000 sterline a chi avesse risolto il calcolo della longitudine in un modo o nell’altro (attualmente sarebbe paragonabile a circa 8 milioni di euro). Nel raggiungere un risultato concreto in questo concorso ci fu principalmente la partecipazione di un personaggio molto rilevante, il suo nome è John Harrison.

John Harrison
Foto del ritratto di John Harrison (fonte WikipediA)

John Harrison: Biografia di un genio

Figlio di un falegname, non fa apprendistato pratico presso nessun orologiaio ma nonostante questo, appena vent’enne, costruisce una serie di orologi in legno particolarmente privi di attrito, elemento quest’ultimo che influenza positivamente la precisione di marcia. Molto bravo anche nei pendoli a metallo riesce a risolvere pure la questione della dilatazione termica (altro motivo di squilibrio sulla precisione di marcia in orologeria) combinando e attaccando insieme, nel pendolo, strisce lunghe e corte di metalli differenti come acciaio e ottone. Un metallo tratteneva la dilatazione dell’altro e insieme si compensavano.

Gli orologi a pendolo di Harrison sembra non sgarrassero mai più di un secondo al mese … ecco che la fantascienza, cui abbiamo accennato prima, sembrava un po’ meno fantastica e un po’ più realtà.

John Harrison e George Graham: Binomio perfetto

Consapevole della sua bravura decide di concentrarsi sul premio della Longitude Act e nell’arco di 5 anni progetta un cronometro da marina. Decide di andare a Londra dove avrebbe dovuto trovare la commissione per questo ambito premio (commissione composta da importanti astronomi e orologiai) ma quest’ultima non si era mai riunita per mancanza di progetti validi da esaminare.

John decide quindi di presentare il suo progetto bussando a casa di George Graham (facente parte della commissione) e inizialmente titubante per timore che quest’ultimo potesse impossessarsi della sua idea scopre invece quello che sarà uno dei suoi più grandi sostenitori, al punto che Graham finanzierà la costruzione di questo primo cronometro da marino che Harrison chiamerà H1.

Cronometro da Marina H1

Cronometro da Marina H1
Primo Cronometro da Marina H1 (fonte National Maritime Museum, Greenwich, London)

Ci vollero 5 anni per realizzare l’H1 (foto sopra) era molto ingombrante ma l’importante era la sua funzionalità. Nel 1736 la commissione approvò il primo viaggio su nave dell’H1 e fu un successo come ben testimoniato dai diari di bordo del capitano a cui fu assegnato.

La commissione era spaccata in due, da una parte chi sosteneva, dati alla mano, il progetto, dall’altra gli astronomi che puntavano tutto sulla lettura degli astri per calcolare la longitudine.

Eppure, la cosa sconcertante era che Harrison stesso sembrava insoddisfatto del suo H1. Si poteva migliorare secondo lui e così non ottenne le 20.000 sterline del premio ma un nuovo finanziamento per realizzare l’H2.

Cronometro da Marina H2

Cronometro da marina H2
Secondo Cronometro da Marina H1 (fonte National Maritime Museum, Greenwich, London)

Altri 5 anni di studi e modifiche per realizzare l’H2 (foto sopra). Nel 1742 la macchina superò brillantemente numerose prove rigorose. Parte della commissione era di nuovo entusiasta delle migliorie ma ancora una volta era lo stesso Harrison a non essere soddisfatto neppure dell’H2. Harrison voleva assolutamente realizzare l’H3.

Cronometro da Marina H3

Cronometro da marina H3
Terzo Cronometro da Marina H3 (fonte National Maritime Museum, Greenwich, London)

Ci vollero ben vent’anni per completare “la strana terza macchina” come Harrison stesso amava definire questo cronometro (foto sopra).
L’H3 pesava solo 27 kg ovvero 7 meno dell’H1 e 12 meno dell’H2. Questo orologio non ha bilancieri a forma di manubrio con alle estremità i due pesi in ottone da due kg ciascuno, bensì, l’H3 ha due grandi bilancieri circolari con una singola molla a spirale.

Le dimensioni erano più contenute, 66cm di altezza e 33cm di larghezza. Ci vollero 20 anni perché contemporaneamente Harrison realizzò anche l’H4 che concettualmente era molto diverso dall’H3 e dai suoi predecessori. Eccolo qui:

Cronometro da Marina H4

Cronometro da Marina H4
Quarto Cronometro da Marina H4 (fonte National Maritime Museum, Greenwich, London)

L’H4 ha un diametro di soli 12 centimetri e pesa solo un chilo e trecento grammi (certamente grande per un orologio da taschino ma estremamente piccolo per un cronometro da marina).
Harrison che era sempre stato critico con i suoi orologi, per l’H4 invece dimostrò solo tanto orgoglio, giustamente .. e lo descrisse con queste parole:

Credo di poter dire con orgoglio che al mondo non esiste un oggetto meccanico o matematico con una struttura più bella o singolare di questo mio orologio per misurare la longitudine .. E ringrazio Dio di avermi fatto vivere tanto a lungo, in una certa misura anche per completarlo.

Perché fu speciale l’H4??
Perché Harrison, finalmente, vinse il premio della “Longitude Act” proprio con la presentazione dell’H4 nel 1759.

Perché l’H4 era il cronometro migliore ??

Per svariati motivi. Uno di questi sicuramente le dimensioni ridotte (con questo modello ci si avvicinava di più al concetto di orologio da tasca nonostante i suoi 12 centimetri di diametro). Inoltre aveva un sistema che permetteva di non arrestare il meccanismo durante la ricarica giornaliera (un bel vantaggio in termini di scarto giornaliero passivo).

Poi, grazie anche alla collaborazione di John Jefferys, il meccanismo dell’H4 venne costruito con una lamina bi-metallica che lo rendeva quasi insensibile alla variazione di temperatura.

Particolare retroscena: Harrison non ritirerà mai completamente il premio per una scusa della commissione che obbligò John a costruire altri 2 cronometri uguali all’H4. Herrison ormai vecchio riuscì a completarne uno mentre il secondo lo commissionò a Larcum Kendall il quale riuscì nell’impresa di costruire la copia che chiamò K1 utilizzato poi dal noto capitano James Cook nei suoi viaggi, con risultati strepitosi.

Commercializzazione e industrializzazione dei Cronometri da Marina

Harrison non fu l’unica figura chiave sullo sviluppo dei cronometri da marina ma sicuramente fu il primo a concretizzare. Dopo di lui intervennero grandi orologiai come ad esempio Pierre LeRoy, John Arnold e altri ancora, i quali semplificarono concettualmente la struttura meccanica dei cronometri da marina fino a renderli più economici e non meno precisi a tal punto da poter avviare la commercializzazione e l’industrializzazione degli stessi..

Così le navi cominciarono a dotarsi di questi preziosi “aiutanti meccanici” in modo definitivo. Negli anni successivi Aaron Dennison sviluppò la fabbricazione in catena dei cronometri da marina e l’Americana Hamilton Watch&Co sfruttò la produzione di serie per l’esercito.

Considerazione personale

I cronometri da marina hanno avuto un ruolo importante e fondamentale nell’evoluzione della storia dell’orologeria perché hanno portato a compimento il concetto di precisione su orologi portatili o trasportabili colmando il “gap” che c’era, a quel tempo, con la comprovata precisione dell’orologeria statica come quella del pendolo… e scusate se è poco…

 

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Commenti

  1. Interessante articolo che mi porta alla conclusione che,in molti campi,
    l’inventore non viene quasi mai riconosciuto quale è se non dopo molto tempo.
    Nella storia ci sono molti esempi di persone a cui non sono state accreditate,se non in seguito,le loro opere: vedi Meucci con il telefono (vs Bell) o Tesla con la radio (vs Marconi).
    Complimenti per l’articolo molto approfondito.

    1. Grazie mille pix per il tuo bel intervento che fa giustamente riflettere, fra l’altro Harrison fu veramente ostacolato (in vita) da chi avrebbe avuto troppo da perdere con l’avvento dei cronometri da marina.. ma la storia ha ugualmente fatto il suo corso nonostante Harrison si sia visto negare i giusti riconoscimenti in vita. Avrei potuto scrivere di questa questione ma più che un articolo sarebbe stato un intero capitolo da libro .. Grazie ancora per il tuo l’intervento.

  2. Bellissimo articolo Michele. Da qualche mese posseggo con un UN 118 marine chronometer steel caucciù white dial. Lo trovo oltre che bello e con un gran calibro anche molto preciso (diciamo che sta tra 2 e 3 secondi al giorno di anticipo). È un pezzo che non molti apprezzano e capiscono ma la lavorazione della cassa, l’utilizzo del silicio per la molla del bilanciere oltre al diamonsil per non parlare dell’arte di smaltatura del quadrante lo rendono per me assolutamente desiderabile.
    Bisogna vedere oltre, come i grandi navigatori.

    1. Bellissimo il cronometro UN118 .. complimenti per la scelta (fuori dal coro, come piace a me) che dimostra il tuo NON essere appassionato improvvisato. Grazie anche per i complimenti all’articolo, se piace non posso che esser felice.

  3. Grazie Michele per questo fantastico articolo che fa comprendere quanto quasi trecento anni fa questi orologi che perdevano un secondo al giorno sfioravano davvero l’assoluto. Non ho mai capito però come fa un cronometro da marina a determinare la Longitudine?

  4. Grazie Fabio per apprezzare l’articolo… neppure io conosco la procedura teorica per arrivare a determinare la longitudine rilevando l’orario esatto, non so sei sia semplice o complesso, di certo mi hai messo una certa curiosità (non ci avevo mai pensato) bisognerebbe far delle ricerche.

    1. Grazie mille Emanuele … molto utile capire la procedura (a livello matematico) per determinare la longitudine.

  5. Semplificando molto, si può dire che per calcolare la longitudine di un luogo “basta” conoscere la differenza di orario VERO tra quel luogo e quella del meridiano di riferimento (Greenwich). Ad esempio, se io conosco il momento esatto in cui il sole raggiunge la sua massima altezza sull’orizzonte, so che in quel posto è mezzogiorno, e se lo confronto con l’orario segnato dal cronometro di riferimento so quanto siamo distanti in termini di tempo da Greenwich. Sapendo che il sole percorre 15° di longitudine in un’ora ecco calcolata la longitudine

    1. Ti ringrazio Luciano per la spiegazione.. e considerando chi non sa calcolare la longitudine, direi che l’aver semplificato sia la cosa migliore.. (almeno per iniziare)

  6. Grazie!! a tutti… ora mi è davvero chiaro come funziona un cronometro da marina. Bellissimo blog di appassionati continuate così!

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