La Bussola :: Clubdivanoitaliano

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La bussola è costituita da un disco graduato (rosa dei venti), provvisto di magneti, montato all'interno di un contenitore solidale con l'imbarcazione. Il contenitore è dotato di una parte a vetro con una tacca di riferimento (linea di fede), orientata verso la prua dell'imbarcazione. Il contenitore deve essere stagno in quanto è riempito di un liquido che durante la rotazione del disco genera attrito "viscoso", utilizzato per "smorzare" il movimento.

In ogni strumento di natura meccanica, l'indicazione è ottenuta dallo spostamento di un componente (detto equipaggio mobile) sotto l'effetto della grandezza che si intende misurare (nel caso della bussola è la direzione del magnetismo terrestre, e l'equipaggio mobile è il disco graduato). Questo movimento, date le basse forze in gioco, può determinare delle oscillazioni intorno alla posizione di equilibrio (che è quella che interessa per la misura) rendendo difficile la lettura. Per questo motivo si introduce una forza di attrito che ha il compito di rendere il movimento meno veloce e di ridurlo fino a fermare lo strumento nella posizione di equilibrio.

La forza deve avere una caratteristica essenziale, deve essere nulla in equilibrio (altrimenti introdurrebbe un errore) e relativamente grande durante il movimento, o meglio, deve essere proporzionale all'entità del movimento, in modo da "spegnerlo" rapidamente. Una tale forza è l'attrito viscoso che si genera durante il movimento di un corpo in un fluido (è la causa del rilevante aumento dei consumi se si naviga a velocità elevata).

L'attrito viscoso dipende dalla velocità, è tanto più alto quanto più alta è la velocità e si annulla in assenza di movimento. In conclusione, per limitare le oscillazioni della bussola, basta riempirla di un liquido, l'attrito viscoso tra disco graduato e liquido servirà da smorzamento...

Il disco, per effetto dei magneti, si orienta verso il Nord (magnetico) e in corrispondenza della linea di fede si legge il valore angolare della prua della barca rispetto al Nord. Costruttivamente, la bussola è molto più complessa della semplice descrizione funzionale, infatti, le forze (magnetiche) che ne regolano il movimento sono di piccola entità, basta quindi un lieve attrito, una piccola bolla d'aria all'interno del liquido di smorzamento o una imprecisione di costruzione per generare grandi errori.

L'unico consiglio è quello di acquistare un prodotto di un costruttore di prestigio e, se è per una barca veloce, di assicurarsi che sia adatta. Con la diffusione del sistema GPS si è portati a sottovalutare l'importanza della bussola, in realtà è utilissima, sia come alternativa al GPS in caso di avaria o di spegnimento, sia per seguire correttamente la rotta, cosa che con il GPS, dati i tempi di risposta, non è semplice (generalmente si procede a zig-zag percorrendo più miglia del dovuto.

La bussola è uno strumento "analogico", basato cioè sulla misura continua della grandezza da monitorare, con presentazione immediata. In altre parole, il disco graduato segue con continuità la direzione del Nord magnetico. Questo rende più facile apportare le correzioni alla rotta, infatti si ha con più immediatezza la sensazione dell'effetto di ciascuna correzione al timone.

Al contrario, il GPS è uno strumento digitale che deve svolgere diverse funzioni prima di poter presentare il risultato (ricezione dei dati dai satelli, sviluppo del calcolo, presentazione) quindi, la nuova indicazione sarà disponibile con un certo ritardo, che, anche se di piccola entità, è sufficente a causare una serie continua di correzioni.

Il modo migliore di utilizzare i due strumenti è quello di ricavare la rotta dal GPS, che non necessita di correzioni ed è molto più preciso delle normali bussole,e di seguirla con la bussola. Nei GPS più evoluti, per ridurre il ritardo di presentazione della rotta, sono previsti più ricevitori che acquisiscono i dati satellitari in "parallelo", cioè contemporaneamente (gli altri GPS lo fannno in modo sequenziale, cioè un satellite per volta). Questa funzione, normalmente non fornisce miglioramenti di grande rilievo, può essere molto utile in caso di difficoltà di ricezione, riducendone notevolmente i tempi.

La lettura della bussola deve essere corretta per due motivi. Il primo è dovuto alla differenza tra il Nord magnetico e quello Polare a cui sono riferite le carte nautiche,tale differenza prende il nome di declinazione magnetica. Si tratta di una correzione "sistematica", cioè che si presenta sempre ed è perfettamente determinabile.

Il secondo (chiamato deviazione magnetica) è dovuto alle influenze dei materiali e delle apparecchiature presenti a bordo che creano campi magnetici o deformazioni del campo magnetico terrestre e non può essere corretto se non con le "tabelle di deviazione", cioè con tabelle ricavate sperimentalmente che forniscono l'errore della bussola in funzione dell'indicazione. L'operazione di ricavare la tabella di deviazione della bussola è un'operazione difficile che deve essere affidata ad un esperto e da ripetere ogni volta che si fanno modifiche a bordo. La sua presenza a bordo è realmente utile solo per navigazione in altura e se si compiono lunghe traversate (per la normativa si veda il sito Guardia Costiera), comunque una stima di massima è opportuno farla.

La verifica, del tutto indicativa, consiste nel confrontare il Nord (o una qualsiasi altra direzione) segnato dal GPS con quello indicato dalla bussola. L'operazione è semplice, basta mettersi su una rotta rettilinea e confrontare le due letture. Trascurando la declinazione magnetica, che alle nostre latitudini è dell'ordine di pochi gradi (il GPS indica il Nord vero, la bussola quello magnetico), la differenza è l'ordine di grandezza dell'errore, causato dalla deviazione magnetica.

Per ridurlo, provate a spostare gli oggetti metallici e le apparecchiature elettriche, se non varia può essere dovuto alla bussola che, quindi, deve essere compensata. L'operazione, che consiste nel variare la posizione o il numero dei magneti interni, è molto complessa e deve essere svolta da una persona specializzata (il cui costo può essere notevolmente superiore a quello di una bussola nuova).

In conclusione, si hanno tre diverse indicazioni del Nord e quindi tre diverse rotte:

• Nord vero, da cui la rotta vera;

• Nord magnetico e la corrispondente rotta magnetica;

• Nord bussola, da cui la rotta bussola.

Conseguentemente, in navigazione si avrà una rotta vera, una rotta magnetica ed una rotta bussola, con le seguenti relazioni algebriche:

rotta vera = rotta magnetica +/- declinazione magnetica

rotta magnetica = rotta bussola +/- deviazione magnetica

Seguendo una rotta, non sempre (anzi quasi mai) l'imbarcazione ha la prua sulla rotta, questo perchè a causa delle correnti e del vento, l'imbarcazione non si sposta in direzione dell'asse lungitudinale, ma di quello trasversalmente. Solo in assenza di vento e di corrente la prua sarà esattamente sulla rotta, negli altri casi tra prua e rotta esisterà un angolo chiamato prora che individua tre direzioni analoghe a quelle della rotta e cioè:

prora vera, prora magnetica, prora bussola.

Per ricavare la rotta vera occorre prima eliminare le differenze dovute alla bussola (per la declinazione e la deviazione magnetica) e successivamente stimare l'errore introdotto dal vento e dalla corrente, cioè l'angolo di prora. Ad esempio, supponendo di utilizzare una carta del 2006, con i seguenti dati (riportati nella rosa dei venti presente su ogni carta):

declinazione (2006) = 2°40' E

variazione annua = 6' E

Dal 2006 ad oggi (2009) sono trascorsi 3 anni, per cui la variazione totale è 3 x 6' E = 18' E, che sommati alla declinazione iniziale (2006) forniscono quella attuale:

declinazione (2009) = declinazione (2006) + 18’E = 2°40' E + 18' E = 2°58' E

Quindi, se la rotta fosse esattamente sul Nord (polare), la bussola segnerebbe 2°58' E al posto di 0° (trascurando l'eventuale errore della bussola).

In generale:

rotta vera = rotta magnetica +/- declinazione magnetica

La rotta magnetica è l'indicazione della bussola corretta della deviazione magnetica, cioè dall'errore proprio dello strumento.

Quindi, si ha:

rotta vera = (lettura bussola +/- deviazione magnetica) +/- declinazione magnetica

Per ricavare il valore corretto della lettura bussola occorre aggiungere (algebricamente) il valore dell'errore proprio della bussola, ricavato dalle tabelle di deviazione, ricavando la correzione dalle tabelle di deviazione (si prende il valore più vicino a quello indicato).

Ad esempio, supponiamo di procedere con rotta (della bussola) 21°15' E, avendo come riferimento la carta nautica e che le tabelle di Deviazione diano a 20° E (il valore più vicino a quello letto, vedi tabella) un errore di 10' Ovest (nel nostro emisfero i valori positivi indicano Est, quelli negativi Ovest (W).

Si ha:

lettura bussola corretta = indicazione + errore

lettura bussola corretta = 21°15' E + 10' W = 21°25' E

Se l'errore dalle tabelle di deviazione fosse di segno opposto, cioè 10' Est, la bussola segnerebbe in eccesso (invece di 21°25' darebbe 21°35') e si dovrebbe sottrarre. A questo valore occorre apportare la correzione precedente dovuta alla declinazione magnetica (2°58'), cioè:

rotta vera = rotta bussola (corretta) - declinazione magnetica

rotta vera = 21°25' E - 2°58' E = 18°27' E

Per non incorrere in errori nel sommare o sottrarre le correzioni, conviene utilizzare queste semplice regole intuitive (vedi schema in alto): Dalla rotta vera, ad esempio tracciata su carta nautica:

Lettura e correzione verso lo stesso Cardinale: SOTTRARRE

Lettura e correzione verso Cardinali diversi: SOMMARE

Ad esempio, dati :

rotta vera = 35°

declinazione magnetica = 7°W (puo' essere indicato anche -7°)

deviazione bussola = 5°W ( -5°)

Si ha:

rotta magnetica = 35° + 7° = 42°

prora bussola = 42° + 5° = 47°

Quindi, per seguire la rotta di 35° E occorre governare per una prora bussola di 47° E.

Viceversa, dalla lettura della bussola (operazione inversa):

valore e correzione stesso cardinale: SOMMARE

valore e correzione cardinali diversi: SOTTRARRE

Ad esempio, avendo:

prora bussola = 315°

deviazione magnetica = 3°E

declinazione magnetica = 7°W

Si ha :

rotta magnetica = 315 + 3 = 318°

rotta vera = 318 - 8 = 310°

Quindi, seguendo una rotta indicata dalla bussola di 315°, si ha una rotta vera di 310°.

Per una rotta superiore a 180°, il valore può essere riferito alla direzione Ovest.

La rotta 315° E è equivalente a 50° W, infatti: 360°- 315° = 50° W (si pensi alla rosa dei venti, l'angolo 315° si ottiene partendo da Nord e procedendo in senso orario, cioè verso la direzione Est, per quasi un giro completo. La stessa rotta può essere raggiunta partendo da Nord e procedendo in senso inverso per l'angolo che rimane, cioè per 50°).

Con deviazione magnetica = 3° E, si ha:

prora magnetica = 50° W - 3° E (cardinali diversi) = 47° E

che equivalgono a: 360° - 47° = 318° E

il carteggio

Con il termine carteggio si intendono tutte quelle operazioni che consentono di:

• tracciare e controllare una rotta;

• verificare il punto nave.

Per svolgere le operazioni di carteggio sono necessari alcuni strumenti, due squadrette per uso nautico (sono delle normali squadrette con incisa una semicirconferenza suddivisa in gradi), un compasso a punte (per misurare le distanze) e, naturalmente, la carta nautica della zona di interesse. Comunque, per l'impiego pratico, il tutto può essere sostituito da un righello ed una normale squadretta da disegno.

tracciamento di una rotta

Tracciare una rotta significa determinare l'angolo che la direzione della rotta forma rispetto alla direzione del Nord geografico, cioè l'angolo tra la direzione che vogliamo seguire (rotta) e un meridiano (che indica direzione del Nord).

Con riferimento alla figura, supponiamo di essere nel punto A e di voler tracciare la rotta per raggiungere il punto P1. La prima operazione è quella di unire il punto A con P1, evindenziando il percorso da seguire. Successivamente, occorre determinare l'angolo che questo percorso forma con il Nord (cioè la rotta).

Trovato quest'angolo, dopo aver corretto gli errori, occore pilotare la barca in modo che la bussola segua sempre quest'angolo (corretto). L'operazione, molto semplice, può essere fatta in due modi.

Il primo consiste nel riportare la rotta (o meglio il segmento che la rappresenta, A - P1) sulla Rosa dei Venti (presente in ogni carta nautica) che altro non è che un goniometro (cerchio graduato in 360°), con lo zero orientato verso il Nord.

Per fare questo basta mettere una delle due squadrette sulla rotta (vedi figura) con l'altra appoggiata sotto per servire da guida. Facendo scorrere la prima sulla seconda (in figura lo spostamento è indicato dalla freccia di colore nero) si trasporta il segmento che rappresenta la rotta (A-P1) sulla Rosa dei Venti fino a farlo passare per il centro. L'angolo di rotta (ad esempio 15°23') si legge sulla Rosa in corrispondenza del punto (in figura Q) in cui il segmento A - P1 incontra la graduazione.

L'altro sistema è esattamente l'opposto consiste, cioè nel trasportare la Rosa sulla rotta, in figura è rappresentato con la freccia di colore rosso. Naturalmente, non potendo trasportare la Rosa che è stampata sulla carta nautica, si trasporta un altro qualsiasi cerchio graduato, ad esempio quello presente sulle squadrette, fino a posizionarne lo zero (0°) sul meridiano più vicino (in figura il punto A1). L'angolo di rotta è il valore letto sul cerchio graduato in corrispondenza del punto di intersezione con la rotta o con un suo prolungamento (in figura il punto b1).

Se dovessimo seguire la rotta opposta, cioe' da P1 verso A, l'angolo sarebbe tra 0° e il punto b1, cioè:

180 + 15°23' = 195° 23' E

equivalente a:

360° - 195°23' = 164°37' W

Per questo motivo, le squadrette nautiche hanno una doppia graduazione, la prima da 0° a 180°, l'altra da 180° a 360°.

Il problema inverso, cioè tracciare la rotta dato l'angolo, si risolve in modo analogo. Si posiziona il goniometro (Rosa dei Venti) sul meridiano più vicino al punto dal quale si vuole tracciare la rotta, facendo coincidere il centro della graduazione sul meridiano (punto A1), si segna il punto corrispondente alla rotta (nell'esempio 15°23', punto b) e si traccia il segmento tra il centro (punto A1)e quello determinato sulla graduazione (b) che rappresenta la direzione della rotta, successivamente si trasla questo segmento (con le due squadrette, come fatto in precedenza) fino a portarlo nel punto da cui si vuole tracciare la rotta A (in figura il punto A è già allineato, quindi non è evidenziata la traslazione del segmento A1 - b).

In sostanza, si tratta semplicemente o di ricavare un angolo rispetto ad un meridiano o di tracciare una retta inclinata di un dato angolo sempre rispetto ad un meridiano.

la rotta magnetica

Si è visto che, supponendo di partire dal punto P1 per raggiungere il punto A, occorre seguire una rotta per 195°23' E. Per seguire tale rotta con la bussola occorre calcolare la rotta magnetica, che differisce da quella polare per la declinazione magnetica.

La declinazione magnetica si ricava dai dati riportati sulla carta nautica, supponiamo ad esempio che si abbbia (vedi figura):

declinazione magnetica (2000) = 2°07' E

varuiazione annua = 6' E

si ha:

declinazione magneatica attuale = 2°07' E + 6' E x (2009-2000) = 2°07' E + 54' E = 3°01' E

pertanto, si ha:

rotta magnetica = rotta polare - declinazione magnetica

cioè:

rotta magnetica = 195°23' - 3°01' = 192°22' E

Se si fosse scelto di indicare la rotta riferendosi ad ovest, cioe' con rotta polare di 164°37' W, si avrebbe:

rotta magnetica = 164°37' + 3°01' = 167°38' W

che indica la stessa rotta precedente, ma riferita verso ovest (infatti, 167°38' + 192°22'= 360°).

Quindi, se la bussola fosse priva di errori, seguendo la rotta 192°22' E si arriverebbe al punto A, in realtà occore correggere questo valore dall'errore della bussola (variazione magnetica). Dalla tabella di deviazione della bussola si ricava che per il valore più vicino a 192°22' (200°) la correzione da apportare è -1°, quindi, la lettura della bussola dovrà essere 191°22' E.

Si faccia attenzione al tipo di tabella utilizzata, quella riprodotta contiene la correzione da apportare alla lettura della bussola, altre possono riportare l'errore con la differenza che per effettuare la correzione occorre cambiare segno (se -1° fosse l'errore, la lettura corretta sarebbe 192°22' + 1°).

distanze e tempi di percorrenza

A questo punto sappiamo che per andare dal punto P1 al punto A (vedi figura) occorre seguire una rotta, sulla bussola, di 191°34' E, ma la bussola fornisce solo la direzione da seguire e non indica il punto di arrivo su quella direzione.

Per trovare tale punto, il metodo più antico, purtroppo alquanto impreciso, è quello di basarsi sulla velocità e sul tempo di percorrenza. Infatti, lo spazio percorso in un dato tempo e ad una data velocità) è fornito da:

distanza percorsa (in Nm) = velocità (in nodi) x tempo (in ore)

La distanza da percorrere, in Nm, si ricava dalla carta nautica, dopo aver segnato la rotta e quindi anche i punti di partenza e di arrivo. Infatti, sul bordo delle carte è riportata una scala delle distanze in Nm, se fosse assente, poiche 1' di latitudine è uguale ad 1 Nm, basta riportare il segmento da misurare sulla scala dei meridiani della carta nautica (utilizzate sempre la zona centrale) e leggere a quanti primi di grado corrisponde la distanza tra i due punti.

Tale numero, espresso in primi di grado, è anche la lunghezza del segmento in Nm.

Operativamente, si prende, con il compasso a punte (o con un righello), la lunghezza del segmento da misurare e la si riporta sulla scala delle distanze o sulla scala dei Meridiani. L'operazione è schematizzata in figura.

L'esempio riporta una porzione di carta nautica in scala 1:100.000, in quanto è la più usata per la navigazione costiera. A titolo esplicativo, colcoliamo le distanze ed i consumi di carburante per un tragitto che dal punto P1 ci porta al punto B.

Dopo aver tracciato i due segmenti di rotta (P1 - A e A - B), le grandezze da definire sono tempo di percorrenza e consumo del carburante. Supponiamo che nel tratto P1-A vogliate fare traina, la velocità dovrà essere intorno a 4 Nodi (cioè 4 Nm/ora), quindi, il tempo di percorrenza è pari a:

tempo (in ore) = distanza (in Nm) / velocità (in nodi)

cioè:

tempo = 1 (Nm)/ 4 (nodi) = 0,25 ore = 15 minuti

Infine, sapendo (dal libretto del motore o da prove effettuate) il consumo di carburante in litri/ora, ad esmpio 15 litri/ora, si ha:

carburante (litri) = consumo (litri/ora) x tempo (ore)

cioè:

carburante = 15x0,25 = 3,75 litri

Il consumo di carburante dipende molto dal regime di funzionamento del motore (giri al minuto), quindi, per un calcolo esatto, sarebbe necessaria la tabella dei consumi. Ai fine pratici si utilizza sempre il consumo fornito dal costruttore che, generalmente, è riferito a 2/3 del regime massimo, cui corrispondono le migliori condizioni di esercizio.

Nella tabella sottostante sono riassunti i dati relativi al tratto precedente (P1-A) e a quello successivo (A-B), gli altri possono essere ricavati dalla mappa e dalle tabelle di deviazione. L'unico valore da ipotizzare è la lettura sulla Rosa dei Venti che, nella figura, non è graduata. In alternativa, utilizzando il secondo metodo (trasporto sul meridiano più vicino) con l'uso di un goniometro si può ricavare il vero valore della rotta polare (la mappa è in scala).

declinazione magnetica = 2°07'

consumo carburante = 15 litri/ora

tratto	dist (Nm)	coord. da	coord. a	rotta polare	rotta magnetica	dev. magn. (errore)	rotta bussola	velocità (nodi)	tempo (ore)	carb. (litri)
P1-A	1	39°56,7'N 15°18,9'E	39°55,8'N 15°18,3'E	195°23'	192°34'	-1°	191°34'	4	0,25	3,75
A-B	4	39°55,8'N 15°18,3'E	39°53,35'N 15°22,4'E	130°	127°11'	-1,3	125°41'	8	0,5	7,5

la rotta con il GPS

La determinazione della rotta svolta con i calcoli visti condurrebbe con certezza lungo la retta che congiunge il punto di partenza con quello di arrivo (cioè lungo la rotta polare ) se non ci fossero altre variabili ad influenzare il moto dell'imbarcazione.

Le principali sono:

• lo scarroccio, spostamento laterale causato dal vento;

• la deriva, spostamento laterale causato dalle correnti.

Entrambi difficili da stimare, causano uno spostamento laterale continuo che solo a tratti viene compensato dal timoniere e che, in particolare per i lunghi traggitti, causa un errore anche notevole sul punto di arrivo.

A questo si aggiunge l'incertezza di posizione sulla rotta in quanto la bussola fornisce una direzione ma non può segnalare quando si arriva al punto voluto, che, come visto, può essere solo stimato in base al calcolo, del tutto teorico, dello spazio percorso.

Per risolvere questi problemi esistono dei metodi di valutazione in parte empirici e comunque approssimati, che costringono a fare frequentemente il "punto nave", cioè a ricavare la posizione vera, più o meno precisa, attraverso altre misurazioni.

Tutto questo è eliminato se si usa il GPS. Utilizzando questo strumento, si immettono le coordinate (geografiche) del punto in cui si vuole arrivare e il GPS provvede a segnalare la rotta (vera), la distanza dal punto, la velocità e il tempo di percorrenza, segnalando con precisione (dell'ordine di qualche metro) quando l'imbarcazione si trova esattamente sul punto.

Nei modeli più evoluti la rotta è presentata su uno schermo, sovrapposta alla carta nautica della zona, eliminando così ogni operazione di carteggio.

Ai fini della sistemazione a bordo, esistono tre tipi di GPS:

i portatili

Con antenna incorporata, delle dimensioni di un telefonino, non necessitano di alcun montaggio se non una staffa come supporto (montatela lontano dalla bussola). Hanno l'unico difetto di essere alimentati a batteria, in alternativa, alcune case costruttrici prevedono un alimentatore incluso nella staffa di supporto. In questo caso, l'unica installazione da eseguire è il collegamento di questo alimentatore alle batterie della barca con cavetto bipolare (due fili, il rosso è positivo, il nero negativo) meglio se con fusibile volante da non oltre 0,5 ampére. Molte case lo forniscono con la staffa, comunque è un comune cavetto per impianti elettrici non troppo sottile, sia per limitare la caduta di tensione (comunque irrilevante dato il basso assorbimento) che per motivi di resistenza meccanica.

portatili con antenna esterna

Alcuni portatili, per aumentarne le prestazioni, sono dotati di presa per antenna esterna. In questo caso occore installare l'antenna come per quelli fissi.

portatili con antenna esterna

In questo caso occorre stendere il cavetto di alimentazione, come per i portatili, facendo attenzione al tipo di fusibile, che, a causa del maggiore assorbimento di corrente, deve essere di maggior capacità. Il valore è dichiarato nel manuale dello strumento, se non lo fosse, la corrente si ricava dalla formula:

corrente = potenza (in watt)/12 (tensione delle batterie).

>Se lo strumento assorbe 24 W (dal manuale), la corrente sarà pari a 24/12 = 2 Ampère e il fusibile scelto sarà di 3 Ampère: in questo caso, nell'acquisto del cavetto, specificate la corrente in modo da scegliere una sezione idonea.

L'altra installazione da effettuare è quella dell'antenna. Normalmente, l'antenna è una piccola scatola con un filo coassiale (è un tipo di filo particolare utilizzato per trasportare segnali elettrici) e, in alcuni casi, un cavetto per l'alimentazione (identico a quello descritto in precedenza).

L'installazione si riduce al montaggio meccanico dell'antenna nel punto più alto dell'imbarcazione e al collegamento dei cavetti allo strumento, cosa sempre chiaramente documentata nei manuali, comunque, non si possono commettere errori in quanto i due connettori (antenna ed eventuale alimentazione) sono diversi, inoltre, il cavetto per l'alimentazione è un comune filo per collegamenti elettrici costituito da due fili entro la stessa guaina, mentre per il segnale (cioè l' uscita dell'antenna) si utilizza cavo coassiale (tipo RG, vedi figura) costituito da una calza (massa) con all'interno un cavetto monofilare.

L'unica attenzione da prestare è nel collegamento dei fili di alimentazione: il rosso al positivo e il nero al negativo. Se il connettore dell'antenna non è fornito fatelo montare dove lo acquistate, il connettore (generalmete PL) è di tipo coassiale come il cavetto e richiede un minimo di esperienza e l'uso del saldatore.

Riassumendo, prima di iniziare la navigazione occorre:

tracciare la rotta, cioè disegnare sulla carta nautica il segmento che unisce il punto di partenza con quello di arrivo;

determinare l'angolo di questo segmento rispetto al Nord polare, cioè l'angolo di rotta polare;

determinare la rotta bussola correggendo la rotta polare della declinazione magnetica (differenza tra Nord polare e magnetico) e dell'errore introdotto dalla deviazione magnetica (errore della bussola). Seguendo questo angolo, indicato dalla bussola, se non ci fossero altre grandezze da considerare, si arriverebbe al punto previsto.

In realtà, non è semplice seguire con precisione la rotta bussola a causa di:

scarroccio causato dal vento;

deriva generata dalle correnti;

errori del timoniere, sempre presenti.

Questi errori, rispetto alla rotta prevista, possono essere stimati ma con metodi molto empirici e approssimati, quindi, le correzioni, sono una stima di larga massima e con carattere soggettivo in quanto dipendono dall'esperienza di chi li valuta e possono fornire solo un'ordine di grandezza dello scostamento dalla rotta. E' necessario pertanto fare delle verifiche per conoscere la reale posizione dell'imbarcazione, cioè occorre fare il "punto nave".

A causa dell'azione del vento, la rotta vera non segue l'angolo di prora (vedi figura), infatti, il vento spinge la barca lateralmente, quindi, la rotta vera sarà inclinata di un certo angolo rispetto alla prora (angolo di scarroccio, in figura S).

Noto l'angolo di scarroccio, si può ricavare la rotta vera sommandolo (se a dritta) o sottraendolo se a sinistra all'angolo di prora.

Ad esempio, se stessimo seguendo una rotta per 80°N con un vento che genera un angolo di scarroccio di 15° a dritta (il vento proviene da sinistra), la rotta vera sarebbe 90° + 15° = 105°N, se invece il vento producesse uno scarroccio a sinistra, la rotta vera sarebbe 75°N.

L'angolo di scaroccio può essere valutato misurando con una bussola da rilevamento l'angolo che forma la scia con l'asse della barca. La cosa non è del tutto facile, infatti, una misura con la bussola di rilevamento, a causa del movimento della barca e l'imprecisione del riferimento (asse dell'imbarcazione), non è molto precisa. Per questo motivo molti velisti preferiscono valutare lo scorroccio ad occhio, in base alla forza del vento e all'andatura della barca (come ordine di grandezza 10°/15° con vento sino a forza 4).

Un analogo spostamento è causato dalle correnti che, se in direzione trasversale alla barca, generano l'angolo di deriva con lo stesso effetto sulla rotta dello scarroccio. L'angolo di deriva può essere valutato solo su bassi fondali (filando una cima provvista di peso, quando il peso tocca il fondo, la cima si orienta nella direzione del moto vero), negli altri casi si ricorre alle carte nautiche e ai portolani. Sapendo la velocità della corrente che genera la deriva, si può calcolare la rotta vera, in modo grafico, come mostrato in figura:

Sulla carta nautica, partendo dal punto nave (A), si tracciano due semirette:

A-R, con l'angolo di rotta;

A-C, secondo l'angolo da cui proviene la corrente.

Sulle due semirette si tracciano due segmenti proporzionali alla velocità dell'imbarcazione e a quella della corrente (nella figura, rispettivamente 8 nodi e 3 nodi, con scala 1 cm = 1 nodo). Partendo dagli estremi dei due segmenti, si tracciano le parallele alle semirette A-R e A-C (in figura di colore verde). Si unisce il punto A con il punto d'incontro delle due parallele, il segmento che si individua è la velocità dell'imbarcazione rispetto al fondo marino.

Per fare il punto nave occore individuare un riferimento di coordinate note e misurare la posizione dell'imbarcazione rispetto a questo riferimento. Sapendo la posizione del riferimento e quella della barca (relativa al riferimento), si ricava la posizione assoluta. I metodi per fare il punto nave sono due:

• riferendo la posizione dell'imbarcazione rispetto ad un punto fisso (stella polare). Il metodo, detta "navigazione astronomica", richiede strumenti particolari (sestante) e sviluppo di calcoli non semplici.Si utilizza solo quando la navigazione non consente di prendere rilevamenti a terra.;

• riferendo la posizione dell'imbarcazione a oggetti sulla costa riconoscibili e segnati sulle carte nautiche (navigazione costiera).

il GPS - retta di rilevamento

Con l'uso del GPS tutti i problemi di carteggio, quindi anche il punto nave, sono automaticamente risolti. Lo strumento fornisce continuamente le coordinate (polari) dell'imbarcazione (per i modelli più completi viene presentata su display la posizione sulle carte nautiche), la velocità, la distanza dal punto di arrivo ed il tempo necessario (procedendo sempre alla stessa velocità).

I calcoli precedenti e quelli che seguiranno sono necessari per conseguire la patente nautica e nell'eventualità di guasto del GPS o di mal funzionamento (cosa non infrequente a causa dell'uso militare del sistema GPS).

Come accennato, il "punto nave", cioè la posizione attuale dell'imbarcazione, si trova determinando la posizione dell'imbarcazione rispetto ad un punto noto (punto cospiquo). Operativamente, si determina la direzione dell'imbarcazione rispetto al punto cospiquo (ad esempio con un allineamento) e si traccia la retta che individua questa direzione, ottenedo così la "retta di rilevamento" cioè la retta sulla quale si trova, in un punto non ancora determinato, l'imbarcazione.

Tracciando due o più rette di rilevamento (cioè le linee di posizione), il loro punto di intersezione (o meglio la zona individuata dalla loro intersezione, vedi figura) fornisce il punto nave.

I metodi per tracciare una linea di posizione sono:

• retta di rilevamento, ottenuta misurando con una bussola da rilevamento l'angolo sotto cui si vede un punto cospiquo;

• linea batimetrica, misurando il fondale, si individua la batimetrica e quindi una linea di posizione;

• allineamento di due punti cospiqui;

• cerchio di uguale distanza. Si misura la distanza da un oggetto e si traccia il cerchio avente raggio uguale alla distanza e centro nell'oggetto. L'imbarcazione si troverà lungo la circonferenza di tale cerchio (il metodo richiede l'uso di un telemetro o del sestante, è elencato solo per completezza);

• cerchio capace. Si tratta di un metodo complesso, basato su costruzioni geometriche, che richiede l'uso del sestante o di particolari goniometri. E' un metodo molto preciso che veniva utilizzato per scopi particolari, ad esempio nelle operazioni di dragaggio. Attualmente superato da sistremi di posizionamento più precisi e semplici con funzionamento simile al GPS ma, normalmante, basato su trasmettitori posizionati a terra in prossimità della zona di interesse (questo sistema, data l'elevata precisione, è utilizzato ad esempio dalle unità dragamine).

determinazione del punto nave

punto nave con due rilevamenti contemporanei

Rilevando contemporaneamente due punti cospiqui si hanno due rette di posizione, una per ciascun punto, che si incontrano nel punto nave. Il metodo è molto rapido, ma può essere poco preciso, infatti, se le due rette di posizione si incontrano con un angolo molto diverso da 90°, gli inevitabili errori generano una forte imprecisione.

Gli errori sono conseguenza del fatto che l'imbarcazione non potrà essere mai ferma, quindi, i due rilevamenti non sono contemporanei e non danno origine ad una retta di posizione, ma ad un settore ( in figura delimitato dalle semirette colorate). Nella figura a fianco sono riportati i punti nave fatti con due rilevamenti poco angolati (P1 e P2) che producono un'imprecisione rilevante (zona colorata in rosso) e un punto nave fatto con il riferimento P3 che ha una retta di posizione con angolazione intorno a 90° rispetto alla prima (retta dal punto P1). A parità di errore, l'imprecisione sul punto nave è minore (zona colorata in verde).

Nel prendere un rilevamento occorre ricordare che la bussola da rilevamento non ha errore di deviazione magnetica, quindi occorre solo tenere conto della declinazione magnetica.

punto nave con trasporto del rilevamento

Un rilevamento può essere "trasportato", cioè traslato parallelamente nella direzione della rotta. Ad esmpio (vedi figura sotto),

supponendo ad un certo istante di aver fatto il rilevamento del punto P, che equivale ad aver stabilito che l'imbarcazione si trova in un punto qualsiasi della retta di rilevamento A-P e di procedere con una qualsiasi rotta con velocità di 12 nodi. Dopo un certo tempo, ad esempio 1,5 ore, appare in visuale anche un secondo punto cospiquo, P1, sul quale facciamo il secondo rilevamento R3.

Lo spazio percorso dal primo è 12 nodi x 1,5 ore = 18 Nm, quindi, dal primo rilevamento ci siamo spostati di 18 miglia. Tracciando un segmento pari a 18 miglia (in figura D) si trasporta il primo rilevamento (retta A1) sul secondo traslandolo parallelamente sulla rotta con uno spostamento pari a 18 miglia. Il punto di incontro è il punto nave.

Il metodo può essere utilizzato anche con un solo punto cospiquo e due rilevamenti successivi. Come mostrato in figura, si origina una seconda retta di rilevamento (R2) relativa allo stesso punto ma presa da diversa posizione, che può essere utilizzata per fare il punto nave come punto di incontro con il primo rilevamento trasportato, in modo analogo al metodo pecedente. Questo sistema, sia con due punti che con uno, è molto più preciso del precedente a condizione che si calcoli esattamente la distanza percorsa.

punto nave con linea batimetrica

Le linee batimetriche o "isobate = stessa profondità" rappresentano sulle carte nautiche i punti del fondale alla stessa profondità (il minimo riportato è 2 metri) e difiniscono una linea di posizione, infatti, se ci troviamo sulla batimetrica di - 80 metri significa che l'imbarcazione è, in qualche punto, lungo la linea di posizione rappresentata da questa batimentrica, pertanto, per fare il punto nave, basta una seconda linea di posizione, ad esempio con un rilevamento. Al solito, il loro punto di incontro fornisce il punto nave.

Naturalmente è un dato molto impreciso anche a causa delle maree che modificono le linee batimetriche (sulle carte nautiche sono riportati i fondali riferiti alla media delle basse maree sigiziali.

Le "sigizie" indicano le fasi in cui sole e luna si trovano in congiunzione (luna nuova) o in opposizione (luna piena). In questa fase le forze di attrazione si sommano e si hanno le maree più forti. Al contrario, nelle fasi di "quadratura", in cui sole e luna si trovano a 90°, le maree sono di entità minore. Le sigizie e le quadrature si verificano due volte in un mese lunare (29 giorni).

punto nave con allineamenti

L'allineamento (vedi figura precedente) è un metodo molto preciso e che non necessita di alcuno strumento. L'unica limitazione consiste nella necessità di avere allineati due oggetti riportati sulle carte nautiche. E' il metodo utilizzato per segnare un punto, ad esempio in pesca, senza la necessità di fare rilevamenti. Per definire il punto nave (cioè il punto che vogliamo memorizzare) occorrono due linee di posizione, quindi, in questo caso, è necessario riferisi a due coppie di oggetti allineati.

cerchio di uguale distanza

Conoscendo la distanza dell'imbarcazione da un punto a terra, la linea di posisione è un cerchio centrato sul punto a terra e di raggio pari alla distanza. Per la misura della distanza occorrono strumenti particolari, quali il telemetro, non presenti a bordo, pertanto questo metodo non viene applicato su imbarcazioni da diporto. Si puoò avere una stima solo di notte quando appare la luce di un faro, infatti, la portata è di 20 miglia, quindi, appena si vede la luce, vuol dire che la barca si trova a 20 miglia di distanza da faro.

cerchio capace

Anche questo è un metodo non utilizzato per il diporto, consiste nel misurare l'angolo tra due punti cospiqui (differenza di rilevamenti) e di eseguire, partendo da questo angolo, una costruzione geometrica alquanto complessa.

rilevamento polare

I rilevamenti sin qui utilizzati sono presi con una bussola da rilevamento e quindi riferiti al nord magnetico, dopo correzione per la declinazione magnetica diventano riferiti al nord geografico. Un altro metodo consiste nel prendere i rilevamenti riferiti all'asse dell'imbarcazione (con uno strumento chiamato grafometro).

Un tale rilevamento non può essere tracciato sulla carta nautica se non dopo averlo trasformato in rilevamento magnetico, cioè sommando (se l'oggetto è a dritta) o sottraendo (se l'oggetto è a sinistra) dall'angolo di prora.

• oggetto a dritta:

rilevamento mag. = angolo di prora + rilevamento polare

• oggetto a sinistra:

rilevamento mag. = angolo di prora - rilevamento polare

In sintesi, per la navigazione costiera, occorre ricordare solo le seguenti regole di base:

tracciamento della rotta

Si disegna il segmento che unisce il punto iniziale e quello finale, quindi si misura, sulla carta nautica, l'angolo rispetto al Nord, che è la rotta da seguire.

L'angolo si può rilevare in due modi:

- trasportando il segmento al centro della rosa dei venti e leggendo l'angolo sulla graduazione della rosa, o prolungandolo fino ad un meridiano qualsiasi. Nel punto di incontro, tra segmento della rotta e meridiano, si mette il centro della squadretta provvista di graduazione angolare e si legge l'angolo.

Ad esempio, nella mappa nautica sottostante, la rotta dal punto A al punto B si trova o traslando il segmento sulla rosa dei venti (come mostrato in figura ) o mettendo il cerchio graduato nel punto O, ottenuto dall'intersezione della rotta con il meridiano piu' vicino (15° 20') e misurando il relativo angolo (130°).

- analogamente, per disegnare la linea di posizione relativa ad un rilevamento, si traccia, sulla rosa dei venti, un segmento inclinato dell'angolo rilevato e lo si trasla parallelamente nel punto cospiquo. In alternativa, si traccia il segmento inclinato dell'angolo rilevato direttamente dal punto trasportandovi il cerchio graduato (che si trova su una delle squadrette per uso nautico). Ad esempio (vedi cartina) in navigazione viene rilevato il punto cospiquo A1 sotto un angolo di 47°. Per tracciare tale rilevamento si mette il cerchio graduato sul punto A1 e si traccia il segmento inclinato di 227°, in quanto, partendo dal punto, la misura è 47 + 180 (vedi punto A11). Si faccia attenzione a mantenere lo zero del cerchio graduato nella direzione del Nord, cioè secondo un meridiano qualsiasi (ad esempio, tracciando il meridiano passante per A1).

la rotta bussola

Data una rotta da seguire, ad esempio la rotta A B per 130° (vedi figura) occorre eseguire le correzioni:

rotta magnetica = rotta geografica + deviazione magnetica

rotta bussola = rotta magnetica + errore bussola

tempi di percorrenza e consumo carburante

Il tempo di percorrenza stimato si calcola dall'espressione:

tempo = distanza (Nm) / velocita' media stimata in Nm/ora (nodi)

La stima della velocità media è alquanto imprecisa e dovrebbe essere corretta, con opportune misurazioni (solcometro) con una certa frequenza. Generalmente, sia per limitare il consumo del carburante che per non sovraffaticare in motore, si mantiene un regime pari a circa 2/3 del massimo ( in termini di numero di giri al minuto); da questo valore discende la velocità (in nodi = Nm per ora) che non può essere stimata se non in base all'esperienza maturata sulla propria imbarcazione.

consumo carburante

Questo valore è fornito dal costruttore del motore, in genere è espresso in litri per ora a ciscun numero di giri.

verifica della rotta: il punto nave

Supponiamo di trovarci nel punto R1 della rotta A-B (vedi carta nautica) e di rilevare il punto cospiquo A1 per 47°. Tracciamo questo rilevamento come descritto in precedenza, ottenendo la retta A11-A1-R1 (dall'imbarcazione il rilevamento è 47°, quindi, dal punto cospiquo è 180°+ 47°).

Dopo 1 Nm, stimato con l'espressione:

distanza = tempo x velocità

si esegue un nuovo rilevamento e dalla costruzione grafica si ricava il punto nave.

esempio

Supponiamo che la velocità stimata sia di 8 nodi ed il tempo trascorso di 7,5 minuti, si ha:

distanza = 7,5 x 8/60 = 1 Nm

In questo punto rileviamo nuovamente il punto cospiquo per 335° e tracciamo questo nuovo rilevamento. Trasliamo, sulla rotta A-B, il primo rilevamento di una quantità pari allo spostamento (1 Nm, segmento D).

Il punto di incontro (Bv) tra il secondo rilevamento (R2) ed il primo traslato fornisce il punto nave, quindi, il tratto successivo di rotta non sarà quello tracciato in precedenza (tratto B-C, che supponeva di trovarsi nel punto B) ma il nuovo tratto Bv-C, con la nuova rotta per 64°.

Poco prima di giungere al punto C effettuiamo un nuovo punto nave sui due punti cospiqui:

A12 per 332°5'

A2 per 10°

Le due corrispondenti rette di posizione si incontrano nel punto Cv che fornisce il punto nave ( quello previsto era C), quindi, la nuova rotta per raggiungere il punto D è rappresentata dal segmento Cv-D (non riportato nella cartina).

Analogamente, si può verificare il punto nave nei pressi del punto D con i rilevamenti di A2 (retta di posizione R4 per 330°) e A3 (retta di posizione R5 per 45°), oppure, in modo più approssimativo, come punto di incontro tra la linea di posizione costituita dalla batimetrica dei -20 metri e quella ricavata da uno dei due punti cospiqui.