Navigazione a vela: gli strumenti che guidano la rotta

Quando si naviga al largo senza punti di riferimento non è per nulla facile tenere la rotta. Si può solo fare affidamento ai dati che riportano gli strumenti di navigazione che tuttavia hanno i loro limiti. Vediamo quali sono e come funzionano i vari sensori di rotta su una barca a vela.

In teoria condurre una barca a vela in linea retta è abbastanza semplice. Basta tenere fermo il timone, giusto? Ma come sa bene chiunque abbia navigato in mare, numerosi fattori possono influenzare la rotta, per esempio il set di vele issato, la deriva, la corrente e il vento stesso. Anche i timonieri più esperti fanno fatica a mantenere meno di 5 gradi di imprecisione sulla rotta in sessioni al timone più lunghe di 15 minuti.

Inoltre una volta raggiunto il largo e lontano da riferimenti visivi fissi, la conduzione della barca diventa una questione di fiducia nella propria capacità di governo e soprattutto nei dati che danno gli strumenti di bordo per la rotta. La maggior parte delle barche a vela moderne sono dotate di una serie di apparecchiature in grado di fornire informazioni accurate sulla rotta. Tuttavia i problemi sorgono quando le bussole di bordo e i sensori di rotta iniziano a litigare tra loro o ad agire in modo impreciso. Vediamo allora quali sono gli strumenti di navigazione, i loro limiti e come risolvere eventuali conflitti per determinare la migliore fonte di informazioni in un mare di variabili.

Strumenti rotta

Prendete i vostri punti di riferimento: la bussola

Tra gli strumenti che indicano la rotta ci sono le bussole magnetiche. Sono state sviluppate in Cina durante la dinastia Han (dal 206 a.C. al 220 d.C.), seguite circa 2.000 anni dopo da bussole riempite di liquido o “bagnate” che utilizzano olio o liquido per smorzare il movimento delle parti mobili. Come le loro antenate, le bussole bagnate puntano verso il polo Nord magnetico della Terra (non il vero polo Nord che si trova a circa 1.000 miglia di distanza). Le moderne bussole a chiesuola o a sfera sono a montaggio fisso e ospitano una bussola cardanica che si trova in cima a un perno fisso e ruota per puntare sempre verso il Nord. I diportisti determinano la loro direzione allineando la linea della bussola che corrisponde alla linea centrale della barca con il segno più vicino sulla carta che legge da 0 a 359 gradi.

Anche se le bussole magnetiche sono affidabili, devono essere regolate per due fattori. La declinazione magnetica, nota come variazione, si riferisce all’angolo, su un piano piatto, tra il polo Nord magnetico del pianeta e il suo vero polo Nord. Questo angolo varia a seconda della latitudine e della longitudine e oscilla nel tempo, con le aree più vicine ai poli che sperimentano più oscillazioni rispetto alle zone equatoriali. Poiché le carte nautiche sono presentate con l’orientamento vero-Nord verso l’alto, i navigatori devono correggere questa differenza quando determinano la loro direzione migliore. Il secondo fattore, la deviazione magnetica, si riferisce agli errori introdotti localmente. Questi sono causati dai metalli ferrosi a bordo, come un blocco motore, alle anomalie magnetiche esterne, come grandi depositi di ferro. Per correggere piccole quantità di deviazione magnetica (ad esempio provocata dagli strumenti di bordo), i navigatori attenti fanno oscillare la loro bussola e preparano carte di deviazione che permettono loro di fare correzioni in tempo reale alla direzione della barca. Per correggere problemi più grandi o per la calibrazione della bussola ci si può rivolgere a professionisti.

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Tipi di bussole: fisse, a mano e fluxgate

Le bussole sono sottovalutate nell’era elettronica, ma in realtà funzionano quando tutto il resto fallisce, a meno che non si rompa il globo di vetro. In caso di emergenza è la bussola della barca l’unica che può portarvi a terra. Le bussole a sfera di fascia alta sono accurate fino a circa 2,5 gradi, mentre le bussole più economiche sono buone fino a 5 o 10 gradi. Inoltre le bussole a sfera richiedono poca manutenzione, a parte i test di calibrazione occasionali. Tuttavia con gli anni e i cambiamenti del tempo, le bolle d’aria o le perdite di liquido possono corrodere il perno della bussola e causare problemi.

Le bussole a mano funzionano come quelle a chiesuola, ma sono mobili. A seconda del modello, i navigatori possono determinare la loro direzione usando la lente d’ingrandimento della bussola o le linee di mira. Una bussola a mano è un ottimo riferimento perché non c’è molta interferenza ferrosa costante, tuttavia è importante ricordare che mani tremolanti riducono la precisione di queste bussole. Mentre le bussole magnetiche richiedono un occhio attento, i moderni sensori di rotta, come le bussole fluxgate e a stato solido, forniscono le informazioni di rotta di un’imbarcazione elettronicamente all’autopilota tramite connessioni NMEA 0183 o NMEA 2000, o su una dorsale dati proprietaria. Le informazioni di questi strumenti di rotta possono anche essere trasmesse a un plotter cartografico e ad altra strumentazione in rete.

Bussole analogiche ed elettroniche

Le bussole Fluxgate sono state storicamente utilizzate per fornire informazioni di rotta elettronicamente. Tali strumenti consistono in un nucleo magnetico che è avvolto da due bobine di filo. Questi fili guidano un ciclo alternato di saturazione magnetica all’interno del nucleo che si annullano a vicenda e permettono alla bussola fluxgate di rilevare il campo di fondo della Terra. Anche se più sofisticate di una bussola analogica, le bussole fluxgate sono soggette agli stessi problemi di declinazione e deviazione che riguardano tutti gli strumenti a base magnetica.

Per questo motivo i nuovi autopiloti impiegano sempre più spesso bussole a stato solido, alcune delle quali si auto calibrano e correggono automaticamente la declinazione e la deviazione. Queste bussole utilizzano sistemi a stato solido o micro elettromeccanici per misurare il passo, il rollio e l’imbardata. I sensori di prua elettronici sono in genere accurati da 1 a 3 gradi, con le bussole a stato solido che offrono prestazioni migliori (da 1 a 2 gradi) rispetto ai modelli fluxgate, e una precisione significativamente migliore rispetto alle bussole a sfera analogiche.

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Seguire la rotta: radar, Gps e App nautiche

Il radar può anche essere usato per determinare la direzione di un’imbarcazione durante la navigazione costiera, a condizione che ci sia un aiuto alla navigazione, un punto di riferimento o un ponte nelle vicinanze. Un Gps, d’altra parte, può essere utilizzato per determinare la direzione di rotta ovunque e non dipende dal magnetismo. Tuttavia è fondamentale capire che i ricevitori Gps forniscono informazioni sulla rotta, non sulla direzione. Utilizzando l’input da una serie di satelliti il Gps traccia la latitudine e la longitudine in tempo reale, consentendogli di confrontare il Time A con il Time B e riportare la sua direzione di movimento. Però a velocità inferiori a 1 nodo, non ci si può fidare.

Altre due fonti di possibili informazioni sulla rotta a bordo delle barche a vela sono gli accelerometri e i magnetometri integrati nei moderni smartphone e tablet. I dispositivi mobili utilizzano questi sensori per orientare correttamente le loro immagini sullo schermo, ma generano anche informazioni accurate sulla rotta, rendendoli ottimi dispositivi di backup. Ma attenzione: i dispositivi wireless hanno altoparlanti incorporati, quindi non metterli mai vicino ad altre bussole.

Leggi anche: Sapete controllare la bussola in navigazione?

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Dove stiamo andando? I margini di errore

Date le informazioni degli strumenti sulla rotta disponibili per i navigatori moderni, insieme ai loro diversi gradi di precisione, un certo margine di errore è comunque inevitabile. Le possibilità che una bussola elettronica corrisponda alla bussola a sfera sono molto scarse. Se c’è un’enorme differenza, è probabile che sia la bussola elettronica ad essere sbagliata. Se la differenza è di 2 gradi, si può puntare alla bussola a sfera, se la differenza è di 20 gradi, si può puntare alla bussola elettronica. In teoria con una bussola si potrebbe essere in grado di misurare a 1 grado, ma è davvero difficile ottenere quel livello di precisione. Per questo motivo gli esperti concordano che le differenze di più di 3 gradi giustificano un’indagine, mentre le controversie al di sotto di questa soglia non sono un problema serio.

I diportisti esperti usano abitualmente intervalli di rilevamento o direzioni conosciute per ricontrollare le informazioni di rotta date dagli strumenti. È saggio per esempio prendere i rilevamenti dai moli regolarmente frequentati e incrociare le informazioni della bussola con le sue metriche storiche per garantire la precisione a lungo termine. Se le bussole o i sensori di prua precedentemente calibrati iniziano a segnalare metriche strane, sia rispetto a sé stessi che tra di loro, gli esperti dicono che i metalli ferrosi sono probabilmente i colpevoli, quindi iniziate a risolvere i problemi esaminando tutti gli elementi aggiunti di recente. In un mondo ideale gli oggetti ferrosi dovrebbero essere tenuti da 90 centimetri a 3 metri da tutte le bussole; inoltre la deviazione innescata dai metalli ferrosi può essere un problema causato anche da una nuova antenna, quindi controllate sopra e sotto coperta.

Altro problema più comune legato alla bussola o al sensore di direzione è che quando la barca ha lasciato le sue acque di origine e ha navigato per 200 miglia, ci sarà un problema di declinazione. Bisogna allora prevedere questo problema e regolare i calcoli di conseguenza.

L’attendibilità dei vari strumenti di rotta

Il passo successivo nella ricerca di informazioni di direzione problematiche è quello di confrontare i dati da tutti gli ingressi per vedere se c’è un’anomalia. Qual è stata la tendenza nelle ultime otto ore? Un buon navigatore noterà da dove vengono gli errori e si fiderà dei propri strumenti in ordine decrescente. Le bussole satellitari di ottimo livello che utilizzano più ricevitori Gps interni per triangolare informazioni di direzione molto accurate o le girobussole sono in cima alla lista di affidabilità, seguite dalle informazioni del Gps, poi la bussola a sfera, poi la bussola fluxgate o a stato solido, poi le bussole portatili e infine le App sugli smartphone e sui tablet.

Insomma per seguire sempre la giusta rotta è importante controllare periodicamente le informazioni dei nostri strumenti di navigazione, soprattutto quando si aggiungono nuove attrezzature o dispositivi. Inoltre è importante che tutti i membri dell’equipaggio sappiano dove sono le bussole.

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David Ingiosi

Appassionato di vela e sport acquatici, esperto di diporto nautico, ha una lunga esperienza come redattore e reporter per testate nazionali e internazionali dove si è occupato di tutte le classi veliche, dalle piccole derive ai trimarani oceanici

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