ELEMENTI DI NAVIGAZIONE PIANA: STIMATA-COSTIERA

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1 ELEMENTI DI NAVIGAZIONE PIANA: STIMATA-COSTIERA 1 IL GEOIDE. I CIRCOLI MASSIMI: MERIDIANI, PARALLELI, EQUATORE 2 LE COORDINATE GEOGRAFICHE. LATITUDINE E LONGITUDINE 3 IL MIGLIO MARINO E IL NODO 4 VELOCITÀ DELLA NAVE 5 LA ROSA DEI VENTI 6 MAGNETISMO TERRESTRE E DECLINAZIONE MAGNETICA 7 LA BUSSOLA: DESCRIZIONE ED USO. ROTTA BUSSOLA. ROTTA VERA 8 PRORE E RILEVAMENTI. IL RILEVAMENTO POLARE 9 DERIVA E SCARROCCIO 10 CORREZIONE E CONVERSIONE DI PRORE E RILEVAMENTI 11 LA CARTA NAUTICA 12 LETTURA ED INTERPRETAZIONE DELLE CARTE 13 LE PUBBLICAZIONI NAUTICHE 14 CARTEGGIO NAUTICO 15 NOZIONI DI NAVIGAZIONE COSTIERA 16 PUNTO NAVE MEDIANTE RILEVAMENTI SIMULTANEI 17 PUNTO NAVE MEDIANTE RILEVAMENTI NON SIMULTANEI 18 PUNTO NAVE CON IL METODO DEL 45 E TRAVERSO 19 PROBLEMI DI NAVIGAZIONE NELLE CORRENTI 20 PROBLEMI DI NAVIGAZIONE COSTIERA NELLE CORRENTI 2

2 1 - Il geoide, i circoli massimi: meridiani, paralleli, equatore La terra non ha una forma perfettamente sferica. E schiacciata ai poli. Questa forma è definita geoide. Il globo ruota attorno al proprio asse, determinando l alternanza del giorno e della notte. L'asse terrestre Come gli altri pianeti, la Terra gira attorno al Sole. Tale moto è detto rivoluzione; essa avviene mediamente in 365 giorni (anno solare convenzionale). Il moto di rivoluzione rispetto al Sole, che non è costante, determina il succedersi delle stagioni. I raggi solari colpiscono la terra con un angolo che varia di mese in mese. Ellisse di rivoluzione 3

3 I geografi, per poter determinare con esattezza le coordinate di un punto sulla superficie terrestre, hanno suddiviso il pianeta con circonferenze immaginarie. Quelle fondamentali e massime sono: l equatore ed i meridiani. L equatore (parallelo 0) ed il meridiano passante per Greenwich, in Inghilterra (meridiano 0) sono di riferimento per la numerazione progressiva di tutti gli altri. I meridiani hanno inizio e termine ai poli. Equatore, meridiani e paralleli 4

4 Piano equatoriale, emisfero australe, emisfero boreale La terra viene convenzionalmente suddivisa, pure, con cerchi concentrici, paralleli tra loro e di minor diametro rispetto all equatore. Sono i paralleli. Quello di maggior circonferenza è l equatore, che dista ugualmente dal polo nord e dal polo sud. Divide il pianeta in due emisferi: il boreale a nord e l australe a sud. La circonferenza passante per Greenwich lo suddivide, invece, negli emisferi orientale ed occidentale. L Italia si trova in quello orientale. 2 - Le coordinate geografiche; latitudine e longitudine Le coordinate geografiche W E Le coordinate geografiche servono a localizzare un punto sulla superficie terrestre. Scelti l equatore ed il meridiano di Greenwich come sistema di riferimento, si possono definire sia la latitudine che la longitudine del punto. 5

5 Latitudine di un punto Latitudine di un punto è l ampiezza dell arco di meridiano passante per il punto considerato e l equatore. Si conta da 0 fino a 90 gradi. Si indica con la lettera greca ϕ (Fi) ed è 0 all equatore e 90 ai poli. Inoltre, può essere di specie nord (positivo) e sud (negativo). Latitudine del punto A W E - Longitudine di un punto Longitudine del punto A W E E detta longitudine l arco di equatore compreso tra il meridiano di Greenwich ed il piede del meridiano passante per il punto considerato. Si indica con la lettera greca λ (lambda) e si misura da 0 a 180 verso est (positivo) e da 0 a 180 verso ovest (negativo). 6

6 E da ricordare l antimeridiano di Greenwich (180 di longitudine rispetto al meridiano). E importante per il cambio della data. Superandolo, in navigazione verso est, si guadagna un giorno. Verso ovest lo si perde. W E Localizzazione di due punti in emisferi opposti. L antimeridiano di Greenwich Fissati due punti sulla superficie terrestre, è possibile calcolarne la differenza di latitudine e longitudine, servendosi di calcoli algebrici. Si definisce ϕ -delta fi- (differenza di latitudine) l arco di meridiano compreso tra i paralleli passanti per i punti stabiliti; s estende da 0 a 180. Può essere di specie nord oppure sud, a seconda se si naviga verso settentrione o meridione. Si definisce λ -delta lambda- (differenza di longitudine) l arco di equatore compreso tra i meridiani passanti per i punti considerati; s estende da 0 a 180. Può essere di specie est oppure ovest, a seconda se si avanza verso est od ovest. - Formule di calcolo per determinare le differenze di latitudine e longitudine tra due punti 7

7 3 - Il miglio marino ed il nodo Il miglio è l unità di misura dello spazio utilizzata per la navigazione. 1 miglio è convezionalmente pari a km. 1,852. Il miglio nautico Considerando la terra come una sfera, si definisce miglio marino o nautico la lunghezza espressa in metri di un primo (1') di circonferenza massima della terra. Dai calcoli risulta che essa misura 1852 m. Dalla figura si nota che, con il variare della latitudine, varia pure il miglio. Il suo valore è massimo laddove la curvatura terrestre è minima (ai poli). E viceversa minimo dove la curvatura è massima (all equatore). La misura adottata (1852 m.) costituisce la media convenzionale. Il nodo è l unità di misura della velocità utilizzata per la navigazione. Essa corrisponde ad un miglio percorso in un ora. 1 Miglio (1.852 metri) 1 NODO = 1 ora (3.600 secondi) 0,514 m/s = 1/2 m/s Per fare 1 m/s è necessaria una velocità di 2 nodi che è uguale a 3,6 Km/h. Esempio: se una nave procede a 7 nodi, percorre 7 miglia in 1 ora, ossia 12,9 Km. 8

8 4 - Velocità della nave La conoscenza della velocità di navigazione è fattore di primaria importanza. Esso consente, tenendo presente la rotta, di determinare la posizione stimata. Inoltre, la velocità costituisce un indispensabile dato di ingresso (input) di alcuni sistemi avanzati di navigazione. La velocità si misura con uno strumento noto come solcometro. Le misure possono essere dirette od indirette. Lo strumento che misura direttamente la velocità istantanea è il tachimetro. Indirettamente, essa può essere calcolata con misure di spazi e tempi (misure distanziometriche), o di accelerazioni e tempi (misure accelerometriche). Il solcometro a tubo di Pitot Il solcometro ad effetto Doppler Il solcometro ad elica applicata allo scafo 9

9 Il solcometro ad elica trascinata Per necessità di calcolo, nel carteggio nautico il tempo non è espresso in ore, minuti e secondi. Si utilizzano esclusivamente le ore ed i decimi delle ore. Esempio: se all orologio sono le 10,30, l orario nautico è 10,5. Vuol dire che dalla mezzanotte sono trascorse 10 ore più la metà di un ora. Così, 6 minuti sono un decimo di 1 ora e 30 minuti sono 5 decimi. Pertanto, 10 ore e 30 minuti sono tradotte in 10 ore, 5 decimi. - Tabella delle formule relative a spazio, tempo e velocità s = v. t (spazio = velocità x tempo) in miglia e decimi v = s / t (velocità = spazio : tempo) in nodi e decimi t = s / v (tempo = spazio : velocità) in ore e decimi 10

10 5 - La rosa dei venti La rosa dei venti riporta i punti cardinali fondamentali (nord, sud, est ed ovest) e quelli intercardinali: NE, SE, SW, NW. I punti cardinali fondamentali ed intercardinali coincidono con la direzione degli 8 venti principali. Nord, Tramontana; NE, Greco o Grecale; E, Levante; SE, Scirocco; S, Ostro o Mezzogiorno; SW, Libeccio; W, Ponente; NW, Maestrale. 11

11 Suddividendo a metà l angolo compreso tra i venti principali si ottengono i mezzi venti. Esempio: tra Nord e Nord Est si colloca Nord Nord Est. In sigla, NNE. Di seguito, partendo dal nord, la rosa dei venti riporta nel senso orario anche i mezzi venti. Essi sono: NNE, ENE, ESE,SSE, SSW, WSW, WNW, NNW. La rosa dei venti suddivide l orizzonte in coincidono con il nord. I gradi successivi vengono contati in senso orario. Esempi: N, 0 NE, 45 E, 90 SE, 135 S, 180 SW, 225 W, 270 NW, 315 Necessita ricordare che i venti sono movimenti pressochè orizzontali, compiuti da masse d aria. Tali fenomeni sono connessi strettamente alla situazione barica (pressione atmosferica) che sussiste nella zona. La massa d aria si sposta dalle zona caratterizzata da alta pressione verso quelle ove la pressione è minore. Indichiamo, quindi, il vento come un qualcosa viene da..., mentre s usa dire che la corrente va.. Il vento è caratterizzato da direzione ed intensità. Lo strumento di misura è l anemometro. Un anemometro - Caratteristiche dei venti di maggior rilevanza meteorologica: Tramontana: freddo, secco, prevalentemente invernale; Grecale: simile alla Tramontana, d inverno; a regime di brezza durante l estate; Scirocco: Con tale denominazione viene definito sia il vento vero e proprio, caldo ed umido, che la brezza estiva pomeridiana. Maestrale : vento intenso e perlopiù invernale. Freddo e secco, raggiunge velocità sino a 70 nodi. - L origine dei nomi attribuiti ai venti I nomi dei venti sono stati coniati dai marinai che solcavano il Mediterraneo all epoca dell impero romano. Inquei secoli, l isola di Creta era considerata il centro del Mare Nostrum. I cartografi cercarono quindi di stabilire ogni orientamento rispetto ad essa. Il vento proveniente a Creta da NE fu detto Maestro, perchè arrivava da Roma (Roma magistra gentium, Roma maestra delle genti), lo Scirocco, invece, fu battezzato così perchè proveniente dalla Siria. Discorso analogo vale per il Grecale... dalla Grecia ed il Libeccio, dalla Libia. 12

12 6 - Magnetismo terrestre e declinazione magnetica La magnetite, un minerale relativamente comune, ha la caratteristica di attirare altri corpi metallici. Avvicinando ad esso una manciata di limatura di ferro, si noterà che la polvere metallica si dispone alle estremità del pezzo di magnetite, ossia ai poli, configurando il campo magnetico, composto da varie linee di forza. Le polarità sono opposte: la positiva e la negativa. - La terra può essere paragonata ad un grossissimo magnete. I poli magnetici terrestri sono prossimi a quelli geografici, ma non coincidono esattamente ad essi. Il campo magnetico terrestre Ago magnetico. Un ago magnetico, libero di oscillare, sospeso al baricentro, si orienterà in una determinata direzione e tornerà a riprenderla, se distolto. La direzione sarà quella determinata dal campo magnetico terrestre. L ago, inoltre, s inclinerà verso il basso rispetto al piano orizzontale. L inclinazione varierà dall equatore (0) ai poli, ove raggiungerà il massimo. 13

13 - Declinazione magnetica La non coincidenza tra poli geografici e magnetici comporta che l ago non si orienti secondo la disposizione dei meridiani geografici, bensì allineandosi alla direzione del meridiano magnetico. L angolo compreso tra l uno e l altro viene definito declinazione magnetica ed è indicato con la lettera d. La declinazione magnetica varia da luogo a luogo e, nel medesimo punto, muta nel tempo. Inoltre, anche il suo valore cambia da pochi primi ( ) fino a 180, ai poli magnetici. La declinazione magnetica può essere positiva o est, oppure negativa, ovest. Sulle carte nautiche, la declinazione magnetica è indicata al centro delle rose dei venti. E indicata pure la variazione annuale, allo scopo di consentire l aggiornamento. Rosa dei venti recante la declinazione magnetica 14

14 DECLINAZIONE MAGNETICA - DEVIAZIONE - VARIAZIONE 15

15 - La correzione della declinazione magnetica a) Prendere nota della data d emissione della carta nautica; b) calcolare gli anni trascorsi dalla data attuale a quella di emissione; c) Si moltiplica questo valore per la variazione annua indicata. d) Tale valore va sottratto oppure addizionato a seconda se la declinazione è crescente oppure decrescente. Occorre prestare attenzione perchè è possibile passare da una declinazione positiva ad una nettamente negativa, oppure viceversa. 7 - La bussola. Descrizione ed uso - Rotta bussola e rotta vera La bussola è lo strumento che indica l orientamento. Esistono vari tipi di bussola; tuttavia hanno tutti vari elementi fondamentali comuni. Le bussole sono suddivise in funzione del loro scopo. Esiste la bussola di rotta (o di governo), sita in plancia, davanti al timoniere. La bussola normale è, invece quella posta all aperto, sopra la plancia, sull asse longitudinale di simmetria. E di riferimento a tutte le altre bussole di bordo. Le bussole da rilevamento sono utilizzate per rilevare la direzione di un oggetto. Parti della bussola 1) Mortaio. Contenitore amagnetico recante la linea di fede della nave, che coincide con l asse longitudinale di simmetria (poppa e prua). Il mortaio viene riempito con una miscela d acqua ed alcool al fine di impedire il congelamento dell umidità interna. 2) Perno. Supporto verticale terminante con una pietra dura sulla quale è libera di ruotare la rosa dei venti recante l equipaggio magnetico. 3) Galleggiante. 4) Sospensione cardanica. 5) Linea di fede. 6) Polmone. E un diaframma che si dilata e si contrae al variare della temperatura. Mantiene costante il volume dell acqua. 7) Vetro. 8) Aghi magnetici. 9) Rosa. E l elemento che ruota al variare della direzione della nave. 10 Cappelletto. E un piccolo tronco di cono amagnetico poggiante sul perno. Gli elementi della bussola 16

16 Al di sotto della rosa, sono disposti alcuni aghi magnetici che ne determinano l orientamento. Le bussole marine sono montate su di un supporto cardanico, destinato a mantenere l orizzontalità anche quando la nave rolla e beccheggia. - Uso della bussola La bussola è il principale strumento di navigazione. Serve ad orientarsi rispetto ai meridiani magnetici. La rotta di una nave è mantenuta servendosi, appunto, della bussola, anche se la direzione non coincide esattamente con quella tracciata sulla carta nautica. Lo strumento, infatti, risente della declinazione magnetica e della presenza di masse ferrose (es.: il motore). Pertanto, tra la rotta vera e la rotta bussola si rileva un angolo che chiameremo variazione magnetica. - E definito rotta vera l angolo compreso tra la direzione del nord vero e la direzione della nave rispetto al fondo marino. La rotta bussola è, invece, l angolo compreso tra la direzione in cui s orienta l ago magnetico, rispetto anche alle masse ferrose della nave. Sia la rotta bussola che quella vera si indicano da 0 a Deviazione magnetica E detta deviazione magnetica l angolo compreso tra il nord magnetico (Nm) ed il nord bussola (Nb). Si indica con la lettera greca d (delta). E positiva o negativa, a seconde che il nord bussola cada a sinistra oppure a destra, rispetto a quello magnetico. La deviazione è indotta dalla presenza a bordo di masse ferrose. Varia di nave in nave ed in base alla prora della nave. La deviazione magnetica 17

17 - Giri di bussola L operazione di compensazione della bussola viene effettuata attraverso i cosidetti giri di bussola, effettuati da periti compensatori. Tale operazione viene compiuta inizialmente, durante l allestimento e le prove in mare di una imbarcazione. Successivamente, quando intervengono fattori che determinano l alterazione dei valori iniziali. Essa consiste nel portare una imbarcazione in un punto noto, e prendendo dei rilevamenti a terra fissi. Per tutto il giro di orizzonte, si annota di quanto è la variazione tra il valore dato dalla bussola e quello geografico. Sottratto tale valore della declinazione nota, si tenta compensando, appunto, la bussola con delle sbarrette magnetiche opportune di annullare tale variazione, che nella pratica non è mai possibile. Si costruisce quindi un diagramma delle deviazioni residue, sulle ordinate ed in base alle varie prore (ascissa), di solito di 15 in 15. Viene redatta una tabella delle deviazioni che generalmente è posta nella saletta nautica, per consentire i calcoli di conversione e correzione. 8 - Prore e rilevamenti. Rilevamento polare Angoli di prora. La prora vera di una nave, Pv, è l angolo compreso fra la direzione del Nord vero e l asse longitudinale o di simmetria della mia nave. La prora si conta da 0 a 360 in senso orario. In base alla direzione io avrò diversi tipi di prore: Prora vera, bussola e magnetica.( Pv, Pb, Pm ). In mancanza di vento e corrente si può dire che la prora vera coincide con la rotta vera, Rv, segnata sulla carta. Ma, al timoniere si deve dare la prora bussola e quindi effettuare un operazione di conversione. 18

18 - Rilevamento di un oggetto Rilevamento di un oggetto Il rilevamento vero di un oggetto, Rilv, è l angolo compreso fra la direzione del Nord vero e la direzione con cui da bordo si traguarda l oggetto. Si conta da 0 a 360, in senso orario. E generalmente preso con l apparecchio per rilevamento, o apparecchio azimutale. Apparecchio azimutale N.B. sulla carta vengono segnati solo i dati veri. Il rilevamento risulterà quello bussola, per cui si dovrà, in questo caso, correggerlo per segnarlo sulla carta. 19

19 - Rilevamento polare Il rilevamento polare ( lettera greca ρ -ro-) è l angolo compreso tra la direzione di un oggetto e l asse longitudinale di una nave. Esso va da 0 a 180, ed è positivo verso dritta e negativo verso sinistra. Per passare da detto rilevamento al rilevamento vero basta utilizzare la seguente formula: Rilevamento vero = prora vera ± r Rilv = Rv±r Generalmente, a bordo delle imbarcazioni, sull impavesata, parallelamente all asse longitudinale, viene posto un settore semicircolare (grafometro) utilizzato per tali rilevamenti. 20

20 9 - Correzione e conversione di prore e rilevamenti Nella pratica della navigazione, è sovente necessario trovare il valore della prora vera (o del rilevamento vero), dato il valore della prora bussola (Pb) o del rilevamento bussola (Rb); oppure, eseguire l operazione inversa della prora bussola ( o di un rilevamento bussola), dato il valore della prora vera o del rilevamento vero. La prima operazione con la quale si passa dal valore erroneo Pb o Rilb a Pv o Rilv si chiama correzione. La seconda operazione con la quale dal valore esatto della prora o del rilevamento si passa al valore erroneo si chiama conversione. La trasformazione vicendevole di queste 3 specie di angoli è della massima importanza per la navigazione. Può essere eseguita con facilità tenendo presenti le seguenti regole generali: - ogni elemento deve essere inserito con il proprio segno algebrico e collocato come nello schema delle figure precedenti. 21

21 10 - Deriva e scarroccio La rotta risente delle correnti e dei venti. Pertanto, la prora della nave non coincide con la rotta segnata sulla carta. In condizioni di vento, di mare e di corrente la nave subisce un movimento di traslazione. Quando tale movimento è prodotto dal vento, si parla di scarroccio. Scarroccio Quando la traslazione è prodotta dalle correnti, si parla di deriva. Deriva 22

22 Si definisce angolo di scarroccio (lsc), quello compreso tra la rotta di superficie e la prora. E positivo, quando il vento colpisce il lato sinistro; negativo quando investe quello destro. Si definisce angolo di deriva (ldr), quello compreso tra la rotta di superficie e la rotta vera. Positivo, se la corrente agisce a sinistra; negativo a destra. Conversione della rotta 23

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24 11 - La carta nautica Le carte nautiche sono utilizzate per segnare la posizione della nave e risolvere la maggior parte dei problemi della navigazione. I geografi sono ricorsi a vari metodi, nella compilazione di queste carte. Hanno, di volta in volta, scelto quello più opportuno all uso specifico di destinazione. I metodi più usati sono quelli proiettivi. - La proiezione di Mercatore, detta anche cilindrica centrale, è ottenuta dallo sviluppo su di un piano di un cilindro tangente all equatore sul quale è proiettata la superficie terrestre, dal centro della terra. La proiezione di Mercatore L equatore è rappresentato da una linea retta orizzontale; i meridiani da rette perpendicolari all equatore, equidistanti tra loro. I paralleli, da rette parallele la cui distanza aumenta con l aumentare della latitudine. La scala della latitudine è pertanto variabile; questo dato deve essere tenuto nella massima considerazione perchè su di essa si misurano le distanze in miglia. Le rotte, su tale carta, sono rappresentate da linee rette. La carta di Mercatore non è utilizzabile oltre i 70 gradi di latitudine. Le zone polari abbisognano di altre proiezioni, di tipo conico. 25

25 - Le proiezioni gnomoniche Le proiezioni gnomoniche sono fondamentali per lo sviluppo del piano nautico. Il punto di proiezione è tangente (coincide) con quello considerato. Proiezione gnomonica Il piano nautico è una particolare carta gnomonica utilizzata per avere informazioni dettagliate sulla zona d interesse. 26

26 12 - Lettura ed interpretazione delle carte La carta nautica è una rappresentazione simbolica della superficie marina. Ogni situazione è infatti segnalata con appositi segni convenzionali. E quindi indispensabile la loro conoscenza. - Titolo della carta E segnato in alto, possibilmente in una zona interna della costa. Riporta, la denominazione dell istituto idrografico, il nome del mare, il nome della carta in funzione della scala (esempio: Porto di..., Porto minore di..., Litorale di..., Golfi di..., Da Castelfidardo, ad Olbia e Bocche di S. Bonifacio). - Descrizione dei rilievi, ovvero delle fonti utilizzate per la compilazione della carta. - L origine della topografia interna. - Il tipo di proiezione per la costruzione del reticolato. - L elissoide di riferimento, adottato a Madrid nel L European datum, sistema di riferimento europeo che differisce di pochi secondi in latitudine e longitudine dall elissoide internazionale. - La scala di riferimento della carta - Il parallelo di riferimento della carta, che è il parallelo cui si riferisce la scala numerica riportata nel titolo. - Le abbreviazioni. Es.: s = sabbia, f = fango, p = pietre, r = roccia, cr = corallo, m = madrepora, a = alga, cn = conchiglie, ecc.) - Le unità di misura delle profondità. Le carte italiane le riportano in metri; quelle anglosassoni, talvolta, in braccia. - Il livello di riferimento delle elevazioni, cioè quello medio del mare. - Il livello di riferimento degli scandagli, che è il livello delle basse maree sigiziali, che si verificano quando la Terra, la Luna ed il Sole risultano allineati tra di loro, in congiunzione equatoriale. - L indicazione di Z, cioè l altezza del livello medio del mare (relativo alla zona considerata) sul livello di riferimento degli scandagli. Lo si ricava dalle tavole di marea. - Indicazioni delle carte nautiche - Data della pubblicazione e dell ultima edizione. - Numero della carta, ai margini superiore ed inferiore. - Variante agli avvisi ai naviganti. In basso, a sinistra di ogni carta. Serve ad indicare la posizione in cui vanno scritti gli estremi degli avvisi ai naviganti. Gli estremi sono costituiti da una frazione al cui numeratore (sopra) si mettono i numeri del fascicolo e dell avviso ed al cui denominatore (sotto) va posto il numero progressivo della correzione su quella determinata carta. La prima correzione annuale va accompagnata con l indicazione (tra parentesi) dell anno in corso. - L indicazione Carta ufficiale dello Stato, in basso a destra. - Le rose dei venti. - Le dimensioni lineari della carta, sono poste all interno e vengono utilizzate per la verifica delle deformazioni che la carta stessa può subire con l usura. - Le coordinate degli spigoli della carta, poste in un angolo interno, utilizzate per la verifica delle deformazioni (come sopra). - L indice grafico, che riporta le carta a scala maggiore contenute nella carta stessa. - Le graduazioni. Sono riportate nelle scale laterali delle latitudini e sulle scale orizzontali delle longitudini. La numerazione dei gradi, primi e secondi ( o decimi di primo) dipende dalla scala della carta, E buona norma, prima di iniziare qualunque operazione, di accertarsi del passo di ogni singola divisione. 27

27 - La numerazione in gradi e primi varia secondo la seguente tabella: La numerazione è riportata ogni 2' con scala 1: '... con scala 1: '... con scala 1: '... con scala 1: '... con scala 1: con scala 1: con scala 1: con scala 1: Il reticolo geografico, costituito da meridiani e paralleli. la distanza tra di essi è di circa 20 centimetri. Es.: sulle carta con scala 1: i meridiani sono tracciati ogni 10' di differenza di longitudine. - La topografia. Quella interna è solitamente ricavata dall Istituto Geografico Militare, mentre la linea di costa è fornita dall Istituto Geografico. La simbologia nautica (boe, fari, fanali, relitti, zone interdette ecc.) è riportata dalla pubblicazione n (segni convenzionali ed abbgreviazioni). - Le linee batimetriche, o isobate, segnano le profondità di 2, 5, 10, 20, 30, 50, 100, 500, 1000, 2000, 3000 metri. A seconda della scala impiegata, la serie può essere più o meno completa. La batimetrica dei 200 metri, che delimita la piattaforma continentale, è sempre presente. Nelle carte di maggior scala. le zone delimitate dalle isobate sono colorate in azzurro di varia intensità. - I fondali o scandagli vengono identificati con un numero e distribuiti sulla carta in modo da offrire l idea delle variazioni più significative, come ad esempio, bassi fondi isolati e fosse marine con profondità notevolmente diversa da quella circostante Le pubblicazioni nautiche Non tutte le informazioni idrografiche possono essere riportate sulle carte nautiche: Esistono peraltro altre pubblicazioni nautiche che completano le informazioni contenute sulle carte. Le principali sono: 1) Portolani (pilots o sailing directions) forniscono utili informazioni sui pericoli esistenti, sulle condizioni locali del tempo, sulle correnti, sui segnali di navigazione e danno notizie di carattere logistico (gli approdi, gli ancoraggi, iporti ed altro), politiche ed altre. 2) Elenco dei fari e fanali Descrive tutti i segnalamenti marittimi presenti lungo le coste, nei porti ed in mare aperto: fari, fanali, boe luminose con relative caratteristiche, posizione geografica, portata ecc. 3) Radioservizi per la navigazione Contengono tutte le informazioni utili al navigante sui sistemi di radionavigazione, sui bollettini meteo marini, sui segnali radiorari ecc. 4) Tavole di marea Riportano le ore delle alte e basse maree, le relative altezze rispetto al livello di riferimento degli scandagli e le correnti di marea. 28

28 Scala per determinare la Longitudine La scala si utilizza per determinare la latitudine e per misurare le distanze Latitudine Nord (N) 29

29 5) Effemeridi Forniscono le coordinate astronomiche degli astri ed altre informazioni, come l ora del sorgere e tramonto della Luna e del Sole, la durata dei crepuscoli (crepuscolo nautico, periodo in cui sono visibili le stelle, ma non è scomparsa la linea dell orizzonte) ecc. 6) Tavole nautiche Sono raccolte di tavole che consentono di risolvere vari problemi di navigazione: tavole del punto stimato; per la navigazione costiera ed astronomica; per la correzione delle girobussole, del radiogoniometro ecc. 7) Cataloghi delle carte e delle pubblicazioni nautiche Contengono i titoli delle pubblicazioni del relativo servizio idrografico, l anno in cui è stata edita, le correzioni e gli aggiornamenti di pubblicazioni nautiche, ecc. 8) Avvisi ai naviganti Tutta la documentazione nautica deve essere continuamente aggiornata attraverso le trasmissioni radiofoniche giornaliere e l acquisizione della pubblicazione quindicinale AVVISI AI NAVIGAN- TI, edita dall I.I. della Marina. Gli aggiornamenti riguardano generalmente: la variazione delle caratteristiche dei fari, dei fondali, della declinazione magnetica, la collocazione di nuove boe, ecc. Inoltre essi indicano il tipo di simbolo da disegnare facendo riferimento alla pubblicazione n Carteggio nautico Sono le operzioni grafiche direttamente svolte sulla carta, per la navigazione stimata e costiera. Comportano spesso alcuni calcoli numerici, tra cui la stima della corrente ed il calcolo del tempo di percorrenza. Calcolatori tascabili e tabelle consentono ogni operazione. Il carteggio deve essere eseguito per programmare una rotta e per il controllo della rotta stessa. Occorrono: una matita, una gomma, le squadrette nautiche, una riga lunga ed un compasso a punte fisse. Meglio, se la dotazione comprende anche un compasso a punta scrivente e due righe parallele con snodo. Gli strumenti del carteggio 30

30 - Uso delle squadrette nautiche Le squadrette sono comuni squadre con un angolo di 90 e gli altri due di 45. Sono impiegate per la lettura ed il tracciamento dei rilevamenti. Recano una doppia graduazione su entrambi i lati ugauli, definiti cateti. Di grado in grado, da 0 a 180. Poi, da 180 a 360. E determinabile anche il mezzo grado, compreso tra i segni che indicano i gradi. Il lato più lungo (ipotenusa) ha una graduazione in centimetri, da 0 a 20. Lo 0 è posto al centro del lato (ipotenusa). Le squadre hanno manicotti per una maggior maneggevolezza. E norma utilizzarle con le punte rivolte al petto. Per tracciare o leggere una rotta, oppure un rilevamento si riporta lo 0 di un opportuna squadretta, sul meridiano più vicino. La squadretta nautica 31

31 - Determinazione delle cordinate di un punto noto, segnato sulla carta nautica. Operazione inversa Determinazione della distanza tra 2 punti 32

32 - Determinare la distanza tra due punti 33

33 15 - Nozioni di navigazione costiera Com è facile dedurre dal termine stesso, la navigazione costiera avviene a breve distanza dalla terra. Il principale problema da risolvere è l esatta localizzazione del punto ove si trova la nave. Il metodo seguito consiste nella localizzazione di oggetti terrestri. Ogni osservazione ha lo scopo di fornire la linea di posizione, ossia un luogo geometrico di punti sul quale deve trovarsi la nave. Dall incontro di due o più luoghi di posizione, determinati con osservarsioni simultanee od intervallate, è possibile ricavare il punto. Le linee di posizione sono: - le rette di rilevamento; - i cerchi capaci (o luoghi di uguale differenza di rilevamento - usati oggigiorno solo in marina militare), come caso particolare si considerano gli allineamenti; - i cerchi di uguale distanza; - le linee batimetriche o luoghi di uguale profondità. - Le semirette di rilevamento Luogo di posizione di uguale rilevamento Si definisce rilevamento vero di un oggetto (azimuth) l angolo compreso tra il meridiano nord vero e la direzione con cui da bordo si traguarda l oggetto. Si conta, in senso orario, da 000 a 360. Ogni nave che si trova sulla medesima semiretta rileva lo stesso angolo. Tracciare la semiretta sulla carta nautica è operazione semplice. Giacchè la posizione della nave non è nota, si traccia una semiretta con origine sul punto osservato e si segna il rilevamento opposto rispetto a quello preso secondo la seguente formula: 34

34 RILEVAMENTO OPPOSTO = RILEVAMENTO VERO ± 180 Rilv ± 180 Il rilevamento vero è quello letto da bordo. Se il rilevamento vero è sconosciuto, mentre è noto quello bussola, si dovrà procedere alla correzione con la seguente formula: RILEVAMENTO VERO = RILEVAMENTO BUSSOLA + DEVIAZIONE + DECLINAZIONE DD (delta D) tenendo in considerazione i segni algebrici d e δ. Semiretta di rilevamento e rilevamento opposto - Cerchio di uguale distanza E la circonferenza che ha per centro l oggetto rilevato e per raggio la distanza tra l oggetto e la nave espressa in miglia. Il cerchio di uguale distanza 35

35 Un ottimo metodo per localizzare la nave è l utilizzo di due cerchi di uguale distanza presi al radar. - Cerchio capace E un punto nave molto preciso, tuttavia laborioso. Necessita, inoltre, di uno strumento per la misurazione degli angoli, detto staziografo. In alternativa, può essere adottato il sestante, utilizzato orizzontalmente. Dati 2 punti noti a terra, si procede al loro rilevamento con lo staziografo. Esso misura la differenza di rilevamento α (Delta-Alfa). Il luogo dei punti che misura lo stesso Da è il cerchio capace. Cerchio capace - Allineamenti Due oggetti sono allineati quando quello più lontano rimane coperto, in linea ottica, da quello vicino. L allineamento si divide in interno ed esterno.- 1) è interno quando ALFA è 180 ; 2) è esterno quando ALFA è 0 Allineamenti, alcuni casi 36

36 Per tracciare un allineamento sulla carta nautica è sufficiente unire i due oggetti noti, prolungando la linea verso l osservatore. La stima è eseguita con la vista. L allineamento è un luogo di posizione assai preciso che deve essere verificato ad ogni possibile occasione. Es.: in caso di pericolo, in acque ristrette e per determinare la deviazione della bussola. Allineamenti 37

37 16 - Punto nave mediante rilevamenti simultanei Presi due punti noti (cospicui) ben visibili da bordo e correttamente individuati sulla carta, mantenendo la stabilità di rotta, si procede contemporaneamente al loro rilevamento bussola. Oppure, al loro rilevamento vero mediante il radar. Gli oggetti più lontani debbono essere rilevati per primi, perchè la loro direzione varia più lentamente. E preferibile che le due rette di rilevamento si taglino con un angolo vicino ai 90 (retto). Si scelgono, quindi, oggetti le cui direzioni non siano minori di 30 e non maggiori di 150. L intervallo di tempo tra i due rilevamenti non deve superare la decina di secondi. Punto nave con due rilevamenti simultanei Punto nave con rilevamento e distanza di un oggetto - N.B. - La precisione del punto nave dipende quindi da: 1) stabilità di rotta; 2) perfetta sincronia tra la lettura del cronometro e del rilevamento; 3) Rammentare che il rilevamento bussola deve essere corretto. - Punto nave con rilevamento e distanza di un oggetto Punto nave con rilevamento e distanza Il punto nave può essere ottenuto prendendo di un oggetti sia il rilevamento che la distanza. Questo metodo necessita del radar. 38

38 - Punto nave con tre rilevamenti simultanei Disponendo di tre oggetti costieri ben visibili, si ottiene un buon punto nave. Il terzo rilevamento conferma i primi due e consente l eventuale correzione di errori sistematici (commessi dall uso dello strumento e dalla qualità dello strumento). Se le tre semirette di rilevamento si incontrano in un punto, il punto nave è esattamente l intersezione delle rette. Pertanto, non ci sono errori. Se le linee, invece, s incontrano delimitando un triangolo, l errore sussiste. Esso, dipende, oltre che da fatti sistematici ed accidentali, anche da eventuali sbagli di calcolo, declinazione, deviazione e graficismo (disegno). In tal caso, si assume come punto nave il baricentro del triangolo. - Punto nave con due cerchi di distanza Presi al radar due punti noti, è possibile determinare il punto nave determinando i cerchi di distanza relativi ad entrambi. Le circonferenze s incrociano in due punti. Quello più vicino al punto stimato viene accettato come valido. Il punto stimato si ottiene in base alla velocità ed al tempo. Viene segnato sulla rotta ad un intervallo orario fisso. Abbisogna di verifiche per correggere gli effetti del vento e delle correnti e di eventuali errori. 39

39 17 - Punto nave mediante rilevamenti non simultanei - Trasporto di un luogo di posizione Un luogo di posizione è tale - cioè contiene la nave - solo nell istante (t 0 ) in cui si effettua la misura. Poichè la nave è in moto, prima o dopo tale istante, esce dal luogo geometrico. Dopo un tempo Dt, questa si trova lungo la rotta vera di un cammino m. m = v x Dt Spostando lungo la rotta tutti i punti del luogo di questa quantità m, si ottiene un altro luogo geometrico che contiene la nave all istante t 1 = t 0 + Dt che è detto luogo trasportato. - In corrispondenza dell oggetto, si traccia un segmento pari ad m e parallelo alla rotta. All estremità opposta rispetto a quella ove si trova l oggetto rilevato, si traccia il rilevamento. - Punto nave con due rilevamenti intervallati dello stesso oggetto Il punto si ottiene rilevando due volte lo stesso oggetto, ad un certo intervallo di tempo tra le due misure. Si traccia il secondo rilevamento e con il metodo descritto precedentemente si riporta anche il primo rilevamento. L intersezione della semiretta di rilevamento trasportata con la seconda determina il Pn. Trasporto di un luogo di posizione Punto nave con due rilevamenti intervallati dello stesso oggetto 40

40 - Punto nave con due rilevamenti intervallati di due oggetti della costa Questo caso si presenta quando due oggetti noti, ben posizionati sulla carta nautica ed identificabili dal largo, a causa delle particolari circostanze della navigazione non possono essere osservati simultaneamente. Il punto nave si deterimuna trasportando la prima semiretta di rilevamento relativa all oggetto A all istante della seconda relativa all oggetto B. Il punto nave ottenuto è sufficientemente esatto, a condiziione che nell intervallo di tempo considerato la rotta e la velocità non siano state alterate da cause esterne (vento o corrente). - Punto nave con tre rilevamenti intervallati di tre oggetti Figura 4) Questo caso è analogo a quello precedente. Si devono, cioè trasportare la prima e la seconda retta di rilevamento all istante della terza, con l operazione del trasporto (precedentemente illustrata). Dall intersezione di queste due semirette di rilevamento trasportate con la terza, si ottiene il punto nave Pn. Se le semirette si incontrano in un punto l operazione è esatta. Se, invece, intersecandosi, formano un triangolo, si assume come Pn il baricentro della figura piana. 41

41 18 - Punto nave col metodo del 45 e traverso Si definisce traverso quella particolare posizione della nave in cui il rilevamento polare (RO) di un oggetto osservato è uguale a 90. Il problema del 45 e traverso consente di determinare il punto Pn, rilevando al grafometro lo stesso oggetto. Prima, a 45 dalla prora; successivamente, a 90 dalla prora. Pn col metodo del 45 e traverso Si sceglie un punto cospicuo della costa, bene individuato sulla carta e che si trovi ancora molto a proravia. Quando il primo rilevamento polare dell oggetto di 45, si segna l ora e si traccia sulla carta il corrispondente rilevamento vero. Quando il rilevamento polare raggiunge i 90 (l oggetto passa al traverso della nava) si prende ancora nota dell ora segnata dal cronometro. - dal semplice esame della figura, si vede che il triangolo ANT è rettangolo isoscele. Per cui, il lato MT = al lato AT. In altri termini, la distanza percorsa nell intervallo di tempo tra il primo rilevamento polare r ed il secondo è uguale alla diastanza al traverso. Il cammmino potrà essere calcolato con la formula: m = v. (t 2 - t 1 ) Nota: v è la velocità della nave; t 1 è l istante del primo rilevamento (r = 45 ); t 2 è l istante del secondo rilevamento (r = 90 ) Con apertura di compasso uguale al cammino percorso, si stacca - a partire dal punto A - sulla semiretta corrispondente al secondo rilevamento, il segmento AT, con un piccolo arco di circonferenza. Il punto T sarà il punto nave cercato. 42

42 19 - Problemi di navigazione nelle correnti (1. e 2. problema) La corrente è il principale fattore che allontana la nave dalla sua rotta e rende la navigazione stimata - quella esclusivamente basata sulla velocità ed il tempo - assolutamente imprecisa. I problemi della navigazione nelle correnti sono 4 ed in essi compaiono i seguenti vettori (dicesi vettore un segmento orientato, dotato di intensità, direzione, verso, punto di applicazione): 1) velocità propulsore vp, orientato secondo la direzione della prora vera; 2 vc, vettore della velocità oraria della corrente, orientato nella direzione in cui essa si dirige. Tale direzione viene anche detta azimuth corrente (Αc); 3) vettore velocità effettiva (vf), orientato secondo la direzione della rotta vera seguita dalla nave a causa della corrente. Generalmente, i problemi delle correnti vengono risolti sulla carta nautica. Attraverso un opportuna costruzione geometrica, conoscendo 4 elementi noti, è possibile ricavare le incognite. Le caratteristiche di una corrente vengono fornite dal portolano problema delle correnti Determinare la rotta vera e la velocità effettiva di una nave che naviga sotto l influenza di una corrente nota (Ac, vc). Primo problema delle correnti Sono noti: - la prora vera (Pv), - la velocità propulsore (vp); - l azimuth corrente (Ac); - la velocità oraria (vo). Si vuole determinare: - la rotta vera (Rv); - la velocità effettiva (veff); - l angolo di deriva (lder). Essendo noti i due vettori vp e vc, in direzione ed intensità, basterà costruire il parallelogramma OBAC, la cui diagonale sarà il vettore velocità effettiva orientato nella direzione della rotta vera. L angolo COA è quello di deriva ldr. Il problema può anche essere risolto col metodo della poligonale. Cioè, conducendo dal punto C una parallela alla direzione della corrente e staccando su questa il segmento CA = vc. Congiungendo il punto O alla cuspide (estremità della freccia del vettore), si ottiene rotta vera e velocità effettiva rispetto al fondo. Casi particolari di questo problema si hanno quando la direzione della corrente è opposta o coincide con quella della prora vera. Nel primo caso, si avrà Rv = Pv, velocità effettiva = vp - vc, lder = 0. Nel secondo caso, sarà Rv = Pv. Velocità effettiva (vf) = vp + vc, ledr = o. 43

43 - 2. problema delle correnti Determinare la prora vera da seguire e la velocità effettiva per tenere conto dell effetto di una corrente nota (Ac; vc). secondo problema delle correnti Sono noti: - la rotta vera da seguire (Rv), - la velocità propulsore (vp); - l azimuth corrente (Ac); - la velocità oraria corrente (vc). Si vuole conoscere: - la prora vera da seguire (Pv); - la velocità effettiva (veff); - l angolo di deriva (lder). In questo problema il vettore corrente è noto sia in direzione (Ac) che in grandezza (vc), mentre gli altri due vettori sono incompleti. Infatti, il vettore vp è noto solo in grandezza e non in direzione, mentre il vettore veff è noto solo in direzione (rotta vera) e non in grandezza. Il problema viene così risolto: con un apertura di compasso pari a vp, si centra sulla cuspide del vettore vc e si stacca sulla direzione della rotta vera il segmento OA. Esso sarà la velocità effettiva cercata, mentre il segmento BA darà la direzione della prora vera da seguire per tener conto della corrente esistente nella zona Problemi di navigazione costiera nelle correnti (3. e 4. problema) - Determinazione degli elementi di una corrente dal confronto fra il punto nave ed il punto stimato. Determinare la prora e la velocità del propulsore per seguire una derterminata rotta vera con una certa velocità effettiva, noti gli elementi della corrente in zona (Ac, vc). terzo problema delle correnti Sono noti: - la rotta vera ( Rv); - la velocità effettiva ( veff); - l azimuth corrente (Ac); - la velocità oraria corrente (vc). Si vogliono conoscere: - la prora vera (Pv); - la velocità propulsore (vp). 44

44 Dal parallelogramma delle correnti sono noti un lato (Ac, vc) e la risultante (rotta vera (Rv), velocità effettiva (veff). Per conoscere il lato rimanente basta congiungere il opunto B con A. Poi, dal centro O, condurre la parallela OC, a tale congiungente. Completando il parallelogramma, il vettore OC rappresenterà la prora vera e la velocità propulsore cercata problema delle correnti Determinare gli elementi della corrente conoscendo: - la prora vera (Pv); - la rotta vera (Rv); - la velocità propulsore (vp); - la velocità effettiva (veff). Sono noti: - la prora vera (Pv); - la velocità propulsore (vp); - la rotta vera (Rv); - la velocità effettiva (veff). Si vogliono conoscere: - l azimuth corrente (Ac); - la velocità oraria corrente (voc) Del parallelogramma della corrente, sono noti il lato vp e la diagonale, rappresentata dal vettore veff. Per conoscere l altro lato vc, basterà congiungere il punto C col punto A. Cioè. le cuspidi dei vettori vp e veff. Dal centro O, si riporta la parallela a CA, che rappresenterà il vettore vc della corrente. - Confronto tra il punto nave osservato o rilevato ed il punto stimato. Può accadere che una nave sia soggetta all effetto della corrente. Quindi il punto ne risente, risultando spostato rispetto a quello stimato. Pertanto, la direzione e l intensità della corrente sono valutabili con l analisi degli elementi grafici. Si misura il segmento Ps-Pn e lo si divide per l intervallo di navigazione considerato. La direzione della corrente è data dal segmento Ps-Pn e la velocità dal rapporto Ps - Pn intervallo di navigazione considerato. Quindi, volendo proseguire la navigazione, considerando gli elementi ricavati della corrente, basterà 45

45 ricorrere alle indicazioni del 2. problema. 46

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