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SOLCOMETRI E SCANDAGLI
Scandagli
Gli scandagli sono misuratori di profondità. Lo scandaglio più semplice è costituito da una sagola con un peso attaccato ad un estremo. Sulla sagola si riportano le indicazioni (marche) costituite da pezzetti di cuoio, tessuto o piccoli cavetti di varie forme, corrispondenti alle principali misure (quelle intermedie venivano stimate).
La misura dello zero corrisponde all'altezza della battagliola dal livello del mare nel momento in cui il "salmone" tocca l'acqua.
Le misure principali (5, 10, 15, 20 metri, ecc.) possono essere marcate da strisce di cuoio (una, due, tre, quattro strisce). I tratti di sagola compresi tra 5 e 10, tra 10 e 15 e tra 15 e 20 metri, si possono marcare con pezzetti di commando (piccolo cavetto) con uno, due, tre, quattro nodi (corrispondenti a 6, 7, 8, 9 metri).
Se la nave è ferma dalla quantità di sagola filata si determina la profondità. In realtà a causa della corrente e del vento la sagola si dispone secondo un certo angolo rispetto alla verticale per cui bisogna ricavare la profondità moltiplicando la lunghezza della sagola filata per il cos dell'angolo suddetto.
Attualmente si sfrutta la capacità di propagazione delle onde sonore nell'acqua, propagazione che avviene con una velocità V mediamente pari a 1500 m/s.
Le onde sonore vengono emesse nell'acqua mediante un trasduttore e si propagano con velocità V fino a raggiungere il fondo. Dal fondo parte dell'energia sonora viene assorbita e parte viene riflessa in relazione alle caratteristiche del fondo stesso. Le onde riflesse (echi) vengono captate dal trasduttore che misura la differenza di tempo intercorsa fra l'istante di emissione e quello di ricezione. Tale differenza di tempo moltiplicata per la velocità di propagazione V e divisa per due ci dà la profondità:
p = ½ V (Dt).
I trasduttori sono situati vicino alla chiglia in modo da essere quanto più lontano possibile da disturbi causati dal propulsore, da turbolenze e bolle d'aria create dalla carena.
I trasduttori hanno la funzione di emettere e ricevere le onde sonore. Essi sfruttano i fenomeni di Piezoelettricità e Magretostrizione.
Il primo fenomeno induce vibrazioni in una sottilissima lamina di cristallo (quarzo, tormalina) interposta fra le armature di un condensatore che viene sottoposto ad un campo elettrico alternato. L'alternanaza del campo provoca sulle facce della lamina una trazione ed una compressione che generano le vibrazioni emesse nell'acqua.
Schema scandaglio Il fenomeno è reversibile, pertanto quando al trasduttore arrivano le vibrazioni riflesse dal fondo fanno vibrare la lamina, che quindi genera un campo elettrico fornendo il segnale all'amplificatore, che lo riporta sull'indicatore.
La magnetostrizione è quel fenomeno che genera variazioni nelle dimensioni di una lamina di metallo (nickel, ferro, cobalto) quando viene sottoposta all'azione di un campo magnetico alternato, dovuto ad una corrente alternata circolante in un filo che attraversa la lamina. Anche questo fenomeno è reversibile, cioè quando una lamina magnetizzata subisce variazioni di dimensioni, genera un campo magnetico variabile, che induce a sua volta una tensione alternata nel filo, che fornisce quindi il segnale rilevabile dall'amplificatore.
Lo schema a blocchi dell'ecoscandaglio è riassumibile in quattro elementi:
  1. indicatore: riporta l'andamento del fondo e la profondità;
  2. trasmettitore: genera la tensione ad alta frequenza che eccita il trasduttore;
  3. trasduttore: emette le vibrazioni nell'acqua e riceve gli echi di ritorno che trasforma in segnali elettrici;
  4. amplificatore: amplifica gli impusi elettrici forniti dal trasduttore e li invia all'indicatore.
Sull'indicatore si legge la profondità e scorre, quando la nave si muove, il profilo del fondo.

Solcometri, contamiglia e tachimetri
Lo strumento che misura il cammino percorso dalla nostra imbarcazione è detto solcometro.
Il più semplice di questi strumenti è, come abbiamo visto, il solcometro a barchetta.
Vi sono vari tipi di solcometro, tra i quali citiamo:
  1. quello a pressione, detto anche "a tubo Pitot", che sfrutta la pressione esercitata dall'acqua che investe un corpo in movimento, in essa immerso.
  2. quello ad elica, che sfrutta la rotazione di un'elichetta sistemata in carena e messa in movimento dalla pressione che l'acqua esercita sulle sue pale, quando lo scafo è in movimento
  3. quello elettromagnetico, che sfrutta fenomeni di elettromagnetismo (poco usato a bordo delle imbarcazioni)
  4. quello ad effetto Doppler, detto anche Sonar-Doppler, che sfrutta l'effetto Doppler e che, effettuando una misura riferita al fondo del mare, è l'unico tachimetro capace di fornire la misura della velocità effettiva. Come limite, ovviamente, è legato alla profondità, che, se superiore ai 600-700 metri, non consente di ottenere misure attendibili.
È bene comunque ricordare che la velocità misurata dai comuni solcometri è riferita alla superficie dell'acqua e non al fondo.
Questo significa che la velocità misurata dallo strumento può essere notevolmente diversa da quella effettiva e riferita al fondo del mare.
Per comprendere meglio questo concetto pensate di essere fermi in mezzo ad un fiume, con la prua rivolta contro corrente; la velocità misurata dal solcometro sarà uguale a quella del fiume (velocità relativa), mentre la vostra velocità effettiva (riferita al fondo del fiume) è nulla. È quello che comunemente accade quando si naviga in zone interessate da correnti marine.

® 2000 G. Marco Sassu

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