I materiali luminescenti in orologeria

M’illumino d’immenso

Dagli albori del Radio ai nostri giorni: i materiali luminescenti nell’orologeria

Una guida dinamica

A cura di
Marco Di Falco – Dimitri Martinelli – Andrea Tineri

I “nuovi” materiali

Il trizio, come accennato, è un isotopo radioattivo delridrogeno, il che significa che è una versione diversa di uno degli elementi più
comuni nell’atmosfera. Sebbene le particelle abbiano un’energia molto bassa, per cui non possono passare facilmente attraverso la
pelle umana, resposizione prolungata può essere, in via teorica, dannosa. Luminova è stata la prima sostanza luminescente
sviluppata per ruso negli orologi che non era radioattiva. Nel 1993 Nemoto & Co. ha sviluppato il primo orologio utilizzando un
pigmento fosforescente: l’alluminato di stronzio, che è a nome scientifico del principio attivo che ha fatto brillare la vernice di Nemoto.
Oltre ad essere non radioattivo e non tossico, è anche inodore e non infiammabae. Successivamente la società svizzera RC Tritec
AG ha negoziato un accordo con Nemoto & Co per produrre una variante di Luminova. il Super-Lumiova. Oggi RC Tritec AG è il
principale produttore e distributore di pigmenti fosforescenti per l’industria dell’orologeria. Super-Luminova raccoglie la sua carica
dalla luce: quando la luce colpisce i materiali, gli elettroni si sovralimentano. Tutta quell’energia produce un bagliore luminescente.
Chromalight è la risposta di Rolex a Super-Luminova. Entrambe le sostanze possono far brillare gli orologi di qualsiasi colore, dal
viola all’oro, al blu e al verde. L’esatta differenza tra Super-Luminova e Rolex Chromalight è ancora un mistero.

Riflessioni conclusive: i quadranti e gli inserti

La questione degli orologi radioattivi è complessa. Per prima cosa va osservato che tutti i produttori di orologi utilizzavano un’ampia
varietà di sostanze radioattive tra rui il Radio, il Promezio, lo Stronzio-90 e più recentemente il Trizio. Il Radio era di gran lunga
l’isotopo più comunemente utilizzato dagli orologiai dagli anni ’20 fino ai primi anni ’60, owero fino a quando non fu reso illegale.
L’emissione radioattiva si presenta in forme diverse a seconda della natura dell’isotopo. Il Radio emette principalmente particelle alfa
e gamma e, in fase di decadimento, particene beta. Le particelle alfa non possono penetrare in un pezzo di carta mentre le particelle
gamma possono penetrare praticamente qualsiasi materiale. L’emissione varia sempre da un orologio alraltro: è relativamente facae
determinare la quantità di raggi gamma prodotta da un orologio. E’ opinione ormai diffusa • nel mondo del collezionismo moderno •
che un semplice contatore Geiger non sia uno strumento adeguato per stabilire l’autenticità di un quadrante, di un inserto o di un
altro elemento di un qualsiasi orologio, dal momento che un contatore Geiger è molto efficace nel valutare quanta radiazione viene
emessa.

Tuttavia il contatore Geiger non è in grado • per le sue caratteristiche • di determinare se il materiale luminescente presente sul
manufatto oggetto del test sia quello utilizzato in origine o meno. Ciò per i fatto che • verosimimente • tali componenti potrebbero
essere stati, in più di un caso, oggetto di “adeguamento” o di “modificazione” per risultare coerenti con l’evolversi delle norme
adottate in materia di emissione di radiazioni, come peraltro evidenziato in questo lavoro. Avendo conto, ad esempio, dei quadranti
di Rolex la cosiddetta scritta “only Swiss” non è indice inequivocabile della presenza di Radio o meno sul quadrante stesso: ciò in
quanto esso avrebbe potuto essere realizzato fin dall’origine utilizzando Trizio owero essere stato oggetto di una azione di “richiamo” da parte di Rolex stessa per eliminare il Radio in ossequio alla normativa al tempo vigente. In numerosi casi si sono
riscontrati orologi con quadranti del 1959, del 1960 o del 1961 che, pur riportando la scritta “only Swiss” non “reagiscono” al test del
contatore Geiger ancorché assolutamente originali. Analoghe considerazioni per quanto attiene quadranti ed inserti di orologi Rolex
referenza 6542 del 1958 o del 1959 che, come si può evincere dala documentazione contenuta in questo lavoro (che non ha la
pretesa di svelare informazioni dogmatiche), non presentato tracce di Radio (o di altri isotopi nocivi) e che pure risultato essere
perfettamente originali per quell’epoca. In ultima analisi il fatto che un quadrante o un inserto della maison coronata (come del resto
di altre maisons) non reagisca al test del contatore Geiger non implica assolutamente che lo stesso sia stato artatamente “rilriziato”,
dal momento che il livello di emissione di radiazioni – siano esse di tipo alfa, beta o gamma – non costituisce un criterio “oggettivo”,
atteso che tali interventi avrebbero potuto essere posti in essere a suo tempo direttamente dalla casa produttrice.

Credits:

A.E.e. -Atomic Energy Commission
U.S NRC – U.S. Nuclear Regulatory Cornmission
U.S. EPA – U.S. Environmental Protection Agency
CNN.com
RPR
© 2022 Marco Di Falco – Dimitri Martinelli – Andrea Tlneri

Cenni storici – Caratteristiche chimiche e fisiche

Il Radio fu scoperto da Marie Curie e dal marito Pierre tra la fine del XIX secolo e l’inizio del XX secolo e valse ai Curie il Premio Nobel per la Fisica nel 1903 e, nel 191 1, il Premio Nobel per la Chimica per la scoperta del Radio e del Polonio. Nello specifico il Radio è l’elemento chimico di numero atomico 88 e il suo simbolo, nella Tavola degli Elementi, è Ra. La parola radioattività deriva proprio dal nome di questo elemento chimico. Esso si presenta di colore bianco ed annerisce se esposto all’aria. È un metallo presente in tracce nei minerali dell’uranio. Il suo isotopo più stabile ha un’emivita (o periodo di dimezzamento) di 1.602 anni e decade dando luogo al Radon. Il Radon è un gas che viene emesso quando il Radio decade ed è radioattivo. Si trova nelrambiente,
principalmente nelle rocce di granito. Va osservato che il Radon è un gas più pesante dell’aria e non si disperde facilmente: una ricerca condotta dalla Nottingham University nel 2018 ha evidenziato che il Radon emesso quando il Radio decade costituisce un potenziale rischio per la salute. Il Radio è luminescente ed emette un bagliore blu, si corrode in acqua per formare idrossido di Radio e, a contatto con l’aria, tende a polverizzarsi. Il Radio perde in 25 anni circa l’1% della sua radioattivijà_ L’unità di misura della radioattività del Sistema Internazionale è il Becquerel (simbolo Bq), equivalente ad una disintegrazione o degradazione al secondo.
E’ opportuno evidenziare come la capacità di “illuminare” posseduta da taluni materiali si possa classificare come:
– elettroluminescenza, che caratterizza alcune sostanze in grado di emettere luce sotto l’azione di un campo elettrico;
– fosforescenza, che è un fenomeno di emissione radioattiva, caratteristica di alcune sostanze chimiche a seguito di eccitazione
elettronica;
– fluorescenza, che è la proprietà di alcune sostanze di riemettere le radiazioni elettromagnetiche ricevute nello spettro visibile;
– radioluminescenza, che si verifica quando una particella radioattiva si scontra con un atomo eccitando un elettrone che poi ritorna
al suo livello di energia originario emettendo l’energia supplementare sotto forma di luce. E’ questo il caso del Radio e del Trizio.

Impiego in ambito civile

A partire dagli anni ’20 del secolo scorso, con la scoperta della radioattività, al Radio vennero attribuite potenzialità guaritive: divenne una sostanza alla moda e in molti manufatti di uso comune – come anche presunti preparati farmaceutici – veniva impiegato senza considerare la sua pericolosttà, ma anzi esaltandone le presunte proprietà, arrivando ad essere parte di cosmetici e vestiti.

L’utilizzo del Radio divenne una vera “mania”: esso era diventato infatti un ingrediente in numerosi prodotti di uso quotidiano, dal dentifricio ai cosmetici, dal cibo alle bevande. Uno di questi preparati, chiamato Radithor, era semplicemente acqua distillata con minuscole quantità della sostanza disciolta in essa.

Audacemente pubblicizzato come “A Cure for the Living Dead” e “Perpetuai Sunshine”, prometteva di curare vari disturbi, dall’artrtte alla gotta. Per divertimento le ragazze si dipingevano le unghie, i denti, la faccia ed i vestiti da sera con la vernice a base di Radio.

Impiego In ambito Industriale e manifatturiero

Il Radio venne usato in passato, fin quasi alla fine degni anni ’50, nelle vernici luminescenti per quadranti e lancette di orologi, sveglie e strumentazione varia, sia civile che militare. E’ cosa risaputa che oltre cento ptttori di lancette di orologi, che usavano le loro labbra per fare la punta al pennello, morirono per le radiazioni assorbite a seguito del loro lavoro.

Tragicamente famose sono le “ragazze del Radio”, o “Radium Gins”: le addette di una società degli anni venti chiamata “US Radium Corporation”, che dipingevano i numeri dei quadranti su orologi militari e civili con vernice al Radio. Dal 1917 al 1926 la produzione della “US Radium Corporation”, originariamente chiamata “Radium Luminous Materiai Corporation”, fu incentrata nell’estrazione e purificazione del Radio da un minerale chiamato carnotite per la produzione di vernici radioluminose che vennero commercializzate con il marchio “Undark”. In quanto ditta appaltatrice del Ministero della Difesa statunitense, la “US Radium Corporation” fu un’importante fornitrice di orologi radioluminescenti per il personale militare USA.

La “US Radium Corporation” assunse un gran numero di addetti, perlopiù donne, impiegati in diverse attività, tra cui la gestione del Radio, per dipingere orologi e strumenti radioilluminati, rassicurati che le condizioni di lavoro fossero sicure. Al contrario i proprietari e gli scienziati (che avevano familiarità con gli effetti del Radio) evitarono accuratamente ogni esposizione essi stessi: i chimici che lavoravano presso l’impianto utilizzavano ad esempio schermi di piombo, maschere e tenaglie. La “US Radium Corporation” aveva addirittura distribuito letteratura e materiale informativo per la comunità medica che descriveva gli “effetti pregiudizievoli” del Radio.

Gli addetti mescolavano colla, acqua e Radio in polvere e poi usavano pennelli di pelo di cammello per applicare la vernice luminosa
sui quadranti. I pennelli tuttavia perdevano la forma dopo pochi colpi: per tale motivo gli addetti al controllo di produzione della “US
Radium Corporation” incoraggiavano gli operai ad umettare con le labbra i pennelli per appuntirli, o ad utilizzare la lingua per tenerli
appuntiti. Poco dopo tuttavia gli effetti nocivi delle radiazioni iniziarono ad essere pubblicizzati, divenendo di pubblico dominio.

Uso in orologeria e gioielleria

Il Radio venne usato nei quadranti delle sveglie e degli orologi fino agli anni cinquanta. Gli oggetti verniciati con vernice al Radio
possono essere pericolosi ancora oggi e devono essere maneggiati con cautela.

Benché il Radio sia oggettivamente un elemento estremamente dannoso per la salute è innegabile il fascino che gli orologi dipinti con tale materiale sono in grado di “emanare· in un ambiente buio: basta osservare l’effetto che il Radio ha su un Rolex referenza 6542 …

A seguito degli studi che andavano a comprovare con sempre maggior certezza la pericolosità del Radio, per le vernici luminescenti, venne introdotto il Trizio, un isotopo dell’idrogeno assai meno pericoloso e questo fino alla fine degli anni ’90. Dagli ann i 2000 si usano altre sostanze non radioattive quali il Luminova e il Super-Luminova.

Provvedimenti normativi

Successivamente alla fine del secondo conflitto mondiale – impressionata nel vedere per la prima volta gn effetti di una esplosione nucleare – l’opinione pubblica inizò a richiedere con crescente insistenza l’adozione di provvedimenti volti a regolamentare l’utilizzo sia in ambito militare che civile dei materiali radioattivi. Tali istanze vennero recepite negli USA con l’adozione dell’Atomic Energy Aci (AEA) del 1946. L’Atomic Energy Act (o McMahon Aci, dal nome del senatore che lo promosse) stabm come gli Stati Uniti avrebbero controllato e gestito la tecnologia nucleare che avevano sviluppato insieme agli alleati, il Regno Unito e il Canada. Più significativamente, la legge stabiliva che lo sviluppo di armi nucleari e la gestione dell’energia nucleare sarebbero state sotto il controllo civile, piuttosto che militare, e istituiva nel contempo la Commissione per l’Energia Atomica degli Stati Uniti (Atomic Energy Commission – AEC) per questo scopo. L’AEA venne promulgato dal Presidente Harry Truman ed entrò in vigore nel 1947. La legge è stata successivamente modificata per promuovere lo sviluppo privato dell’energia nucleare nell’ambito del programma Atoms for Peace dell’Amministrazione Eisenhower nel 1954. L’AEA del 1946 risultava lacunoso dal momento che era stata omessa qualsiasi
menzione dell’uso non governativo delrenergia nucleare, poiché le applicazioni militari avevano “oscurato” tutte le altre possibilità di utilizzo alrepoca. Nel 1953 la Commissione per rEnergia Atomica presentò una serie di progetti di emendamento: ciò portò all’Atomic Energy Act del 1954. L’Atomic Energy Act del 1954, prevedeva – tra l’altro – alcune importanti regolamentazioni per l’industria dell’orologeria e per la realizzazione di gioielli ed oggetti di uso comune. Esse vennero recepite altresì dalla Nuclear Regolatory Commission (NRC), rorganismo federale che prese il posto delr AEC e che ad oggi è pienamente operativo. Nello specifico, dagli atti dell’AEC, recepiti ed ancora operanti ad oggi a seguito delristituzione dell’NRC, si prevedeva che • … i soggetti licenziatari di uno Stato aderente alraccordo possono fabbricare prodotti esenti (da materiali radioattivi, ndr), ma devono possedere una licenza NRC per distribuirli. L’NRC ha mantenuto l’autorità per concedere in licenza ” …ai riparatori di orologi e ai gioiellieri che rimuovono la vernice al radio dai quadranti e dalle lancette degli orologi e riapplicano la vernice al trizio.”. Una Sottosezione
dell’Atomic Energy Aci (AEA) del 1954 prevede che la Commissione è autorizzata a richiedere che ” .. .il fabbricante, il trasformatore o il produttore di qualsiasi apparecchiatura, dispositivo, merce o altri prodotti contenenti fonti, sottoprodotti o materie nucleari speciali non trasferiranno il possesso o il controllo di tale prodotto se non in virtù di una licenza rilasciata dalla Commissione.·. Nell’emettere
il prowedimento che attuava alcune disposizioni dell’AEA, la Commissione esercitava la propria autorità prevedendo che ” … le persone negli Stati (aderenti ndr) all’accordo non sono esentate dal rispetto dei requisiti previsti dalla licenza della Commissione in relazione al trasferimento o al possesso o al controllo da parte dei fabbricanti, trasformatori o produttori di qualsiasi apparecchiatura, dispositivo, merce o altro prodotto contenente fonti, sottoprodotti o materiali nucleari speciali, destinati alruso da parte del pubblico in generale.”. Per quanto riguarda il significato di “prodotti destinati all’uso da parte del pubblico”, la dichiarazione recitava quanto segue: “Il controllo sui dispositivi di tipo consumer, come gli orologi luminosi viene mantenuto dalla Commissione.”. Da quanto esposto appare evidente che le autorità preposte perseguivano lo scopo di regolamentare e di porre fine all’utilizzo di materiali riconosciuti come pericolosi e ciò già con l’adozione dell’AEA fin dal 1954.

Conseguenze della regolamentazione nel settore dell’orologeria

Con l’entrata in vigore dell’AEA nella sua stesura del 1954 tutte le maisons, tra cui Rolex ma anche Elgin e molte altre, che avevano in quegli anni come mercato di riferimento quello nordamericano e britannico, posero in essere massicce campagne di sensibilizzazione. Tali politiche ebbero come esito azioni “di richiamo” degli orologi che potevano contenere in alcuni componenti, come inserti e quadranti, Radio. Ciò sia in ossequio alle nuove norme sia per riconquistare tra i clienti un appeal che – almeno in parte – risultava compromesso.

Tali azioni di richiamo si concretizzarono nel ritiro degli orologi, nella loro ispezione alla ricerca di materiale radioattivo e nella successiva sostituzione del Radio con isotopi, come le miscele a base di Trizio, negli inserti e nei quadranti. Tali interventi non comportavano un esborso da parte del cliente e si condudevano con il rilascio da parte delle maisons di una ricevuta riportante referenza, numero seriale dell’orologio e una dichiarazione attestante l’assenza – dopo il richiamo, il test e l’eventuale sostituzione del materiale nocivo – di Radio nel manufatto. Veniva altresl rilasciato un certificato che attestava l’assenza dalrinserto di materiale nocivo a seguito di tests eseguiti – nel caso di Rolex – nei laboratori Riken di Tokyo. Tali interventi, atti ad uniformare gli orologi alla nuova normativa, vennero effettuati fin dagli ultimi anni “50 per proseguire nei primi anni ’60. Successivamente si passò all’utilizzo del Trizio, circostanza comprovata dalla presenza sui quadranti Rolex del ben noto ·exclamation point” e dal cosiddetto ·underline· sia nella metà superiore che inferiore dei quadranti.

Di seguito l’informativa Rolex dell’epoca per i possessori di orologi GMT, le ricevute di due interventi di richiamo su referenze 6542 rispettivamente con numero seriale 321.904 (anno di produzione 1957 e ricevuta datata 9/8/61) e 397.575 (anno di produzione 1958 e ricevuta datata 5/2/60), riportanti la certificazione che quadrante e ghiera non contenevano materiale non autorizzato dalla AEC. Di seguito si riporta l’immagine di un certificato attestante l’esito dei tests eseguiti su un Rotex modello GMT presso i laboratori Riken di Tokyo.