Navigazione con la bussola: Dalla rotta cartografica alla rotta corretta con la bussola

Serie di navigazione

• Episodio 1: Analisi della situazione sul territorio
• Episodio 2: Dal corso di lettura delle carte al corso di orientamento con la bussola e alla navigazione con la bussola
• Episodio 3: Considerazione del vento e dell'elettricità
• Episodio 4: Navigazione tramite waypoint GPS – Consigli, trucchi ed errori più comuni
• Episodio 5: Routing – la pianificazione della rotta giornaliera prima della partenza

Come già spiegato nella puntata precedente, per determinare la posizione senza ricorrere a sistemi di navigazione satellitare come il GPS, occorre innanzitutto una posizione iniziale approssimativa. Da lì, è possibile ricostruire il percorso compiuto tramite un continuo aggiornamento continuo. Per secoli, in ambito marittimo questo metodo è stato l’unico modo per determinare approssimativamente la posizione attuale della nave.

La navigazione a rotta è un metodo semplice per determinare la posizione. Sulla base della rotta impostata e della velocità di navigazione, la rotta prevista dello yacht viene tracciata sulla carta nautica. Il punto di partenza è l’ultima posizione nota. Da lì viene tracciata la rotta seguita dall’ultima localizzazione. Successivamente, su questa linea di rotta viene riportata la distanza percorsa in quel lasso di tempo. Si ottiene così la posizione calcolata dello yacht in quel preciso momento. La sua lunghezza risulta dalla velocità registrata in relazione al tempo trascorso (vedi formule).

Calcolare la distanza e l'orario di arrivo

Il risultato è il cosiddetto “punto di collegamento”. In genere viene contrassegnato con una linea trasversale sulla rotta e con la sigla “OK” (un punto osservato, invece, reca la sigla “OB” ed è cerchiato). A ciò si aggiunge l’ora attuale, per poter effettuare ulteriori collegamenti in seguito sulla base di questa informazione.

I metodi e le formule utilizzati per il calcolo della rotta sono adatti anche per effettuare previsioni. Ad esempio, calcolando in anticipo la rotta è possibile determinare quando si arriverà a destinazione o al prossimo waypoint. Questo “Estimated Time of Arrival”, abbreviato in ETA, si ottiene dalla distanza dalla destinazione in relazione alla velocità dello yacht.

Se si mette in rapporto la distanza tra due posizioni note dell’imbarcazione con il tempo trascorso tra le due rilevazioni, si ottiene la velocità media dello yacht su quel tratto. Nella navigazione a vela su lunghe distanze, ad esempio, la velocità media giornaliera può essere calcolata sulla base della distanza percorsa in 24 ore.

Le incertezze

A differenza di una localizzazione osservata, basata su una misurazione come ad esempio una rilevazione incrociata, una misurazione della distanza tramite radar o il GPS, la localizzazione tramite accoppiamento è soggetta a molteplici fattori di incertezza.

Da un lato c’è la velocità, che forse ha subito alcune fluttuazioni lungo il percorso. Se rilevata dal log, si tratta inoltre della velocità nell’acqua (FdW) – non della velocità sul fondo (FüG). Per determinare con precisione la posizione dell’imbarcazione sulla mappa, però, è determinante il movimento dello yacht rispetto al fondo. In presenza di una corrente favorevole, l’imbarcazione si muove più velocemente rispetto al fondo che nell’acqua; in presenza di una corrente contraria, più lentamente.

Tali incertezze riguardano anche la direzione in cui si è mosso lo yacht: a parte eventuali imprecisioni di governo, la deriva dovuta al vento e lo spostamento causato dalla corrente possono far sì che la rotta rispetto al fondo (KüG) si discosti notevolmente dalla rotta prevista.

L’ormeggio rappresenta sempre una situazione teorica e non reale: lo yacht dovrebbe trovarsi nel punto di ormeggio, ma non è detto che ci sia.

Formule fondamentali della navigazione a coppie

• Distanza: d (sm) = (v (kn) • t (min.))/60 oppure d (sm) = v (kn) • t (ore)
• Tempo di percorrenza (ETA): t (min.) = (d (sm) • 60) / (v (kn))
• Velocità: v (kn) = (d (sm) • 60)/(t (min.)) oppure v (kn) = d (sm) : t (ora)

Se il luogo di accoppiamento e il luogo osservato non coincidono

Se si presenta ancora una volta l'opportunità di determinare una posizione osservata, tale posizione potrebbe discostarsi notevolmente dal punto di accoppiamento ipotizzato per lo stesso istante. Tale scostamento viene definito «spostamento di rotta» (BV). Viene indicato come direzione e distanza dal punto di osservazione (OK) al punto di riferimento (OB) (dal «falso» al «vero», ad esempio: BV = 155°/1,5 sm).

Lo spostamento delle posate fornisce indicazioni preziose per individuare uno spostamento inaspettato della corrente o una maggiore deriva del vento e per valutare di quanto in futuro si debba anticipare la rotta rispetto al lato di bolina del vento e/o della corrente. Se la nave avanza sul fondo a una velocità notevolmente inferiore al previsto, potrebbe essere necessario adeguare la pianificazione della rotta per arrivare a destinazione prima che faccia buio.

In che modo il campo magnetico terrestre influenza la rotta della bussola

Per ottenere risultati validi durante l’accoppiamento, è opportuno cercare di ridurre al minimo lo sfasamento delle posate. Ciò richiede una selezione accurata dei corsi, che tenga conto di tutti i possibili fattori di influenza.

Ciò vale sia per lo scostamento del vento e la corrente dominante, sia per i tipici errori della bussola. Questi ultimi fanno sì che la rotta rilevata dalla bussola di bordo non corrisponda al movimento effettivo dello yacht rispetto al fondo, anche in acque prive di correnti e in assenza di una deriva dovuta al vento degna di nota.

Una delle cause è la deviazione magnetica: mentre la carta nautica è orientata secondo il nord vero (rwN) – ovvero la direzione verso il Polo Nord geografico, dove convergono i meridiani (gradi di longitudine) –, una bussola magnetica si orienta in base al campo magnetico terrestre.

In parole semplici, si potrebbe anche dire che si allinea con il polo nord magnetico, nel quale le linee di campo del campo magnetico terrestre penetrano verticalmente nella superficie terrestre (anche se, a rigor di termini, l’ago nord di una bussola magnetica si allinea al polo magnetico sud, che quindi si trova effettivamente in quel punto – ma in questa sede ci atterremo alla denominazione comune). Questa direzione è denominata «nord magnetico» (mwN).

Leggere e applicare correttamente le indicazioni di orientamento

Poiché il polo geografico e quello magnetico non si trovano nello stesso punto, tra le due direzioni nord si forma, a seconda della posizione, un angolo più o meno ampio: la deviazione magnetica (MW).

Se il nostro yacht naviga esattamente in direzione nord secondo la bussola, non possiamo quindi dare per scontato con certezza che sulla carta nautica ci stiamo muovendo esattamente parallelamente ai meridiani verso nord.

È necessario tenere conto di questa differenza angolare. E poiché essa non è uguale in ogni punto della Terra, l’entità della deviazione magnetica dipende dalla zona marittima in cui ci troviamo – tanto più che il campo magnetico terrestre non è del tutto uniforme.

Le indicazioni relative alla deviazione magnetica locale sono riportate sulla carta nautica. Di solito sono indicate in una rosa dei venti stampata. Talvolta si trovano anche riquadri incorniciati con le indicazioni relative alla deviazione magnetica. Se su una carta ne sono presenti diverse, è opportuno orientarsi in base all’indicazione più vicina.

I valori si riferiscono sempre a un determinato anno, poiché il polo nord magnetico si sposta. Mentre verso la fine del XX secolo si trovava nel nord del Canada, oggi si sta dirigendo verso la Siberia. Pertanto, se necessario, il valore della deviazione magnetica deve essere convertito in base all’anno corrente (vedi sotto).

Perché ogni yacht ha una propria deviazione

In effetti, la bussola di navigazione non è orientata verso il nord vero, bensì verso il nord magnetico (MgN). Questa direzione è indicata solo a bordo della nostra imbarcazione. Questo perché qui entrano in gioco anche numerose influenze magnetiche presenti a bordo che deviano la bussola – ad esempio componenti metallici e in particolare parti in ferro, ma anche cavi elettrici.

La deviazione specifica dell’imbarcazione rispetto alla direzione nord indicata dalla bussola di governo è denominata “deviazione” (Abl). È naturalmente particolarmente elevata sugli yacht in acciaio, ma anche sulle imbarcazioni in vetroresina possono causare una deviazione, tra l'altro, il blocco motore insieme all'alternatore, l'impianto di governo, l'elettronica di navigazione, la radio, gli altoparlanti esterni, gli oggetti metallici riposti nel gavone e persino il cellulare nella tasca del timoniere possono far deviare la bussola senza che ci si accorga.

La deviazione varia inoltre a seconda della rotta seguita. A volte, infatti, la direzione della prua fa sì che il magnetismo della nave e quello terrestre si rafforzino a vicenda, mentre in altri casi porta piuttosto a una loro reciproca compensazione – in termini semplificati. E a seconda della direzione in cui avviene la deviazione, questa avrà un segno positivo o negativo.

Per tenere sotto controllo la deviazione, è opportuno allontanare dalla bussola tutti gli oggetti magnetici che potrebbero influenzarne il funzionamento. L’influenza dei componenti fissati a bordo può essere determinata mediante un controllo della bussola (vedi riquadro a pagina 30).

Idealmente, su questa base è stata redatta una tabella delle deviazioni per la bussola di navigazione, che indica, per ogni rotta della bussola magnetica, il valore di deviazione corrispondente alla nave.

Talvolta è presente anche una cosiddetta tabella di correzione con valori di deviazione adeguati, nel caso in cui si debba convertire una rotta cartografica ricavata dalla carta nautica in una rotta di navigazione.

Ecco come funziona la conversione dei corsi

E con questo arriviamo alla corretta conversione della rotta. Analogamente alla conversione della direzione ((vedi la puntata precedente sull’analisi della situazione terrestre) A tal fine si è dimostrato efficace uno schema di calcolo in cui si procede dall’alto verso il basso – dal “sbagliato” al “giusto”, dove quest’ultimo rappresenta la direzione corretta:

Anche i segni da utilizzare si basano su questa direzione di calcolo. Se si deve convertire un rwK in un MgK, il calcolo va effettuato dal basso verso l’alto con segni invertiti. Il segno della deviazione va ricavato, insieme al corrispondente valore di grado, dalla tabella delle deviazioni o dalla tabella di navigazione. Per quanto riguarda la declinazione magnetica, vale quanto segue: una declinazione magnetica orientale ha sempre segno positivo, mentre una declinazione magnetica occidentale ha segno negativo.

Con questo calcolo si è comunque già esclusa la cosiddetta deviazione di errore (Fw) – la somma di Abl e MW – come causa di un possibile spostamento delle posate. Restano quindi la deriva eolica e lo spostamento dovuto alla corrente, la cui considerazione verrà spiegata nella prossima puntata di questa serie.

Accoppiamento anticipato e accoppiamento simultaneo

Nella pratica, il lavoro di tracciamento può rivelarsi utile sotto molti aspetti. Ad esempio, l’inserimento preventivo – ovvero l’annotazione preventiva sulla carta nautica di tutte le rotte pianificate lungo il percorso, con l’angolo di rotta e la distanza – offre un buon controllo di plausibilità rispetto ai dati forniti dall’elettronica di navigazione. Ciò consente di individuare rapidamente eventuali errori nella programmazione o nel sistema.

Per garantire un aggiornamento costante, si è rivelato utile annotare regolarmente nel diario di bordo le rotte seguite e le velocità registrate. Poiché l’affidabilità del punto di allineamento dipende dall’affidabilità dei dati di movimento, è consigliabile effettuare una corrispondente annotazione nel diario di bordo e sulla carta nautica almeno ad ogni cambiamento di rotta o velocità, ad esempio quando il vento cala o si rafforza. Se sono previste manovre frequenti, la navigazione nell'area percorsa

Se la zona è particolarmente impegnativa o se si hanno a che fare con condizioni molto variabili, è consigliabile ridurre gli intervalli di tempo rispetto a quelli previsti per una lunga tratta rettilinea con brezza costante in mare aperto.

Provateci, almeno una volta. Il collegamento è divertente e lascia tracce suggestive sulla carta nautica. Mi piace poi usare queste carte come carta da regalo, cosa che fa sempre piacere. E se mai i dispositivi elettronici a bordo dovessero smettere di funzionare, anche la meticolosa pianificazione e il tracciamento del percorso si riveleranno un regalo gradito.

Determinare la velocità senza il log

Poiché anche il log di norma dipende dal corretto funzionamento dell’impianto elettrico/elettronico di bordo, in caso di guasto tecnico è necessario ricorrere a un metodo alternativo di misurazione della velocità. In questo caso potrebbe tornare utile il cosiddetto «relingslog». Per farlo, si lancia in mare dalla prua dello yacht un oggetto galleggiante – ad esempio una mela – e si cronometra il tempo necessario affinché l’oggetto raggiunga la poppa. Una nave che percorre la distanza percorsa nell’acqua (FdW) di un nodo (kn), percorre 0,514 metri in un secondo (1 kn = 1 miglio marino/ora = 1.852 m/ora = 1.852 m/3.600 sec. = 0,514 m/sec.). Questa distanza viene definita «terza di meridiano» (MT), che nella pratica può anche essere arrotondata a 0,5 metri. In linea di principio vale: MT al secondo = miglia nautiche all’ora (= kn).

Ora non resta che calcolare la distanza percorsa dalla mela dalla prua alla poppa. Se lo yacht è lungo 12 metri, ciò corrisponde a 24 MT (12 m : 0,5 m = 24). Se la mela ha impiegato 6 secondi per percorrere questa distanza, lo yacht naviga a una velocità di 4 nodi: 24 MT in 6 sec. = 4 MT al secondo, ovvero 4 kn.

Calcola la deviazione magnetica attuale

La deviazione magnetica (MW) descrive l'angolo tra il nord vero (rwN) e il nord magnetico (mwN). I dati relativi alla deviazione magnetica locale sono riportati sulla carta nautica sotto forma di angoli espressi in gradi e minuti. A ciò si aggiunge la direzione: E (East) per una deviazione verso est e W per una deviazione verso ovest.

Inoltre, vengono indicati l’anno di riferimento e, tra parentesi, la variazione annuale. Se la variazione va nella stessa direzione, viene sommata; in caso contrario, viene sottratta.

Un esempio: l'indicazione 3° 16’ E 2022 (12’ O) indica una MW di 3° 16’ est nell'anno 2022 con una variazione annuale di 12’ ovest (O). Per l’anno 2026 ne risulta: 3° 16’ E – 4 • 12’ O = 2° 28’ E. Tuttavia, per l’inserimento della rotta si arrotonda sempre ai gradi interi, quindi a 2° E.

Verificare la deviazione della bussola

Per poter tenere conto della deviazione (Abl) nella determinazione della rotta, è necessario verificare la bussola di navigazione. Si consiglia in particolare di effettuare un controllo della bussola qualora il magnetismo della nave sia stato modificato, ad esempio a causa di attrezzature aggiuntive, modifiche strutturali o installazioni tecniche.

Il metodo più semplice consiste nel confrontare la propria posizione con una linea di posizione verificata (vedi puntata precedente). Se, ad esempio, mi trovo con il mio yacht esattamente su una linea di balise per cui sulla carta nautica è indicata una direzione di 151° e oriento la prua in quella direzione, allora la mia rotta vera (rwK) corrisponde esattamente a questo valore. La rotta di prua (rwK) deve ora essere convertita in una rotta magnetica (mwK) tenendo conto della deviazione magnetica locale (MW) (rwKMW = mwK). Quest’ultimo viene poi confrontato con la rotta della bussola magnetica (MgK). Se la bussola di navigazione indica un valore diverso, vale: mwK - MgK = scostamento.

In alternativa a tale rilevamento dal ponte, si potrebbero rilevare i fuochi della linea di fuoco di copertura anche tramite la bussola di governo, senza orientare la prua verso di essi. In tal caso vale la formula: mwP - MgP = Abl (dove mwP corrisponde nuovamente ai 151° corretti per MW, mentre MgP è la rilevazione della bussola magnetica). Il tutto funziona anche quando si rileva un oggetto di posizione nota da una posizione sicura, ad esempio proprio accanto a un segnale nautico indicato sulla carta.

Si procede allo stesso modo anche quando si redige una tabella di deviazione in presenza di un paletto di deviazione. Poiché la posizione del paletto è nota, per ogni punto di riferimento riportato sulla carta si ottiene una direzione certa (rwP), che viene convertita in una direzione media (mwP). A questo punto lo yacht viene ruotato attorno al paletto e, dopo ogni cambiamento di rotta di 10 gradi, viene effettuato un rilevamento del punto di riferimento tramite la bussola di governo. In questo modo è possibile determinare la deviazione per ogni rotta – almeno in incrementi di 10 gradi; per i valori intermedi potrebbe essere necessario ricorrere all’interpolazione. In alternativa, si potrebbe utilizzare anche un disco di rilevamento, la cui rilevazione laterale viene poi sommata alla rotta della bussola corrispondente per ottenere una MgP.

I valori vengono inseriti in un’apposita tabella. Alcuni tracciano anche una curva di deviazione e una tabella di regolazione aggiuntiva, ma in questa sede non vogliamo complicare troppo le cose. Inoltre, è possibile far compensare la bussola da un tecnico qualificato.

Suggerimenti di lettura

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Come controlla la sua indicazione elettronica della posizione mentre è in viaggio? E che ruolo riveste ancora per lei la classica navigazione con navigatore di bordo?