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TECNICA E DIDATTICA

Articolo di
Sergio Costa

Pubblicato su Nautica prima del 1993


LA BUSSOLA MAGNETICA

Per il navigante la bussola è fondamentale e, da persona previdente qual è, egli cerca di mantenerla bene affinché dia le giuste indicazioni. Bisogna averne cura e non basta averla controllata una volta installata a bordo, perché di anomalie se ne possono manifestare tante. Non è troppo difficile, anche per chi naviga solo per diletto, fare dei controlli e addirittura prendere dei provvedimenti per compensarne gli eventuali capricci. Vediamo brevemente come si può fare.

Magnetismo terrestre e ferri di bordo

Si può certamente affermare che l'impegno sistematico della bussola magnetica a bordo delle navi abbia segnato, dal XII secolo in poi, una significativa svolta nell'arte del navigare. I navigatori dell'antichità senza bussola (in qualche parte del mondo ce ne sono ancora oggi) riuscivano, è vero, a percorrere i voluti cammini, ma la navigazione d'altura non si sarebbe certamente sviluppata come invece è stato se non fosse esistito lo strumento base per orientarsi nel deserto delle acque.

Nella sua semplicità e modestia, la bussola magnetica ancor oggi costituisce, e per lungo tempo ancora di sicuro costituirà, lo strumento principale del navigante, nonostante egli abbia a disposizione una quantità di altri sistemi e metodi complessi e affidabili. Tanto è vero che sussiste tuttora l'obbligo per le navi di avere a bordo almeno una bussola magnetica, oltre a eventuali bussole di altro tipo e, oltre le 500 tonnellate, una nave deve averne addirittura due o più.

La bussola magnetica deve il suo successo al fatto di essere uno strumento, oltre che semplice, praticamente autonomo, vale a dire che essa non necessita di alcun tipo di alimentazione né di particolari accorgimenti tecnici che, quanto più sono complessi, tanto più sono soggetti ad avarie e malfunzionamenti. Il campo magnetico terrestre esiste e nessuno può annullarlo, e tanto basta per far funzionare l'elemento sensibile della bussola. Naturalmente, peraltro, la bussola richiede una certa attenzione e una cura particolare affinché non sia disturbata nel suo compito da cause fuorvianti.

Questo è un pò il prezzo da pagare e non è sicuramente eccessivo, considerando i benefici che se ne traggono. Come ben noto, l'ago della bussola dirige verso il polo magnetico che però non coincide col polo geografico, per cui l'indicazione della bussola non dà la direzione del Nord cosiddetto «vero». D'altra parte è perfettamente conosciuto in tutti i mari del mondo l'angolo di cui si discosta l'indicazione della bussola dalla direzione del Nord vero, che prende il nome di «declinazione magnetica», indicata su qualsiasi carta nautica. Anzi, poiché la declinazione varia, lentamente ma sensibilmente col passare del tempo, la carta fornisce anche il dato di variazione annua che ne consente l'aggiornamento.

Non è questo, pertanto, il problema per l'impiego corretto del nostro strumento, bensì la presenza intorno ad esso di oggetti aventi caratteristiche magnetiche che alterano il campo magnetico terrestre e di conseguenza le indicazioni dell'ago della bussola. Anche in questo caso, comunque, il problema è risolvibile, perché si possono determinare quali siano le anomalie, ossia di quanto, di che angolo, venga deviata la bussola e naturalmente tenerne conto. La complicazione del problema risiede però nel fatto che queste anomalie, che vengono dette «deviazioni», dipendono non solo dalla presenza dei cosiddetti «ferri di bordo», ma da come la nave è orientata nel campo magnetico terrestre.

Osservando la semplice e schematica figura relativa, ci si può, almeno grossolanamente, render conto del perché sia l'orientamento della nave ciò che determina l'entità e il verso delle deviazioni della bussola. Come si nota, l'alterazione locale delle linee di forza del campo terrestre fa sì che la bussola si orienti in maniera diversa da come dovrebbe.

Ora, noi vogliamo conoscere sia l'entità che il verso delle anomalie di indicazione e a tal fine la maniera più semplice e normalmente adottata consiste nel determinare, orientando la nave in varie maniere, le varie deviazioni fino a costruire un grafico o una tabella da utilizzare a scopo nautico.

Dire «orientare» la nave in varie maniere significa, in pratica, far assumere tante «prore» alla nave stessa: in teoria si dovrebbero determinare le deviazioni per ogni prora di grado in grado nell'intero angolo giro (360°); in pratica è sufficiente determinarne un certo numero in corrispondenza di alcune prore, intervallate di 10° o 15° fra loro. Non ci dilunghiamo sull'esecuzione di questa operazione, in verità abbastanza semplice ma che richiede pazienza e meticolosità: sono i cosiddetti «giri di bussola» e il termine appare appropriato, nel senso che la nave viene in realtà fatta girare su se stessa per assumere tutte le prore a giro d'orizzonte.

Ottenute così le deviazioni e messe in grafico o in tabella, l'operazione successiva è quella di procedere all'eventuale «compensazione», ossia alla eliminazione (o perlomeno alla riduzione) degli effetti devianti per mezzo di alcuni magneti ausiliari posti in maniera opportuna nei pressi della bussola, col compito di annullare gli effetti delle masse magnetiche di bordo. È questa un'operazione non facile oltre che di pazienza, per la quale occorrono una certa esperienza e capacità. I compensatori sono i tecnici che provvedono a tale incombenza ed è il caso qui di ricordare che la presenza fra i documenti nautici di bordo delle tabelle di deviazione è richiesta dalla vigente regolamentazione in materia di sicurezza, nella stessa maniera in cui si richiede la presenza, per esempio, degli estintori.

Uso delle tabelle di deviazione

Le tabelle delle deviazioni sono due: una fornisce il valore di deviazione in funzione della prora magnetica della nave, ossia in funzione di come la nave è orientata rispetto al nord magnetico; l'altra fornisce la deviazione in funzione della prora bussola, ossia del valore di prora come viene letto sulla bussola. La prima è detta tabella di «conversione», la seconda tabella di «correzione». Vediamone l'uso e cominciamo con la seconda, quella cioè in funzione della prora bussola, per la correzione.

Supponiamo, per esempio, di leggere sulla bussola che l'imbarcazione è orientata, naturalmente rispetto al Nord indicato dalla bussola stessa, di 70°, ossia che è Pb = 70° (Pb sta per «prora bussola»). Facciamo uso del fac-simile di tabella e ricaviamo che la deviazione è +5°, vale a dire che l'ago della bussola è deviato di 5° verso Est rispetto alla direzione del Nord magnetico, verso il quale la bussola guarderebbe se non ci fossero gli effetti dei ferri di bordo a deviarla (ricordiamo che, per una convenzione utile per l'esecuzione dei calcoli, diciamo che la declinazione e la deviazione verso Est sono positive e quelle verso Ovest negative).

Se allora aggiungiamo alla prora la deviazione, otteniamo 70° + 5° = 75°. Come si vede dalla figura relativa, effettivamente la nave è orientata con un angolo di 75° rispetto al Nord magnetico. Supponendo adesso che la declinazione magnetica aggiornata sia per esempio 2° W, ossia - 2°, eseguiamo 75° - 2° = 73°. Questo è finalmente l'orientamento dell'imbarcazione rispetto al Nord vero, ossia la prora vera.

Ricordiamo allora questa semplice regoletta pratica: «ogni volta che leggiamo un dato con la bussola, questo non è giusto e deve essere corretto», precisamente con la deviazione ricavata sempre e soltanto in funzione della prora bussola e con la declinazione locale aggiornata.

Il caso più frequente è, tuttavia, l'inverso di quello visto ora, vale a dire: determinare quale deve essere la prora da leggere sulla bussola affinché l'imbarcazione sia effettivamente orientata in una voluta maniera rispetto al Nord vero. La soluzione del problema è semplice: basta operare esattamente in senso inverso al precedente.

Partiamo ora dalla conoscenza della prora vera e a questa sottraiamo la declinazione, ricordando che essa può essere positiva (Est) o negativa (Ovest) ottenendo così la prora magnetica, in funzione della quale, dalla tabella di conversione, ricaviamo la deviazione (anch'essa con un suo segno) da sottrarre e ricavare così la prora bussola. L'esempio certamente chiarisce meglio il procedimento. Supponiamo di voler orientare l'imbarcazione con prora vera Pv = 202° e che la declinazione magnetica sia d = 2° E, ossia + 2°. Eseguiamo 202° - (+2°) = 202° - 2° = 200°; dalla tabella di conversione per tale prora ricaviamo adesso che la deviazione è -1°, per cui eseguiamo 200° - (-1°) = 200° + 1° = 201°. Ordiniamo quindi al timoniere di governare per prora bussola 201°.

E fin qui tutto bene. Le operazioni sembrano essere complesse mentre in realtà sono elementari: l'unica attenzione da fare è per i segni (+ o -) di cui tener conto in maniera algebrica. A titolo di memoria scriviamo le due formulette che ci servono per le operazioni suddette: Pv = Pb + deviazione + declinazione (correzione) Pb = Pv - declinazione - deviazione (conversione) da eseguire esattamente nell'ordine come indicato e in maniera algebrica.

La verifica speditiva delle deviazioni

Il problema che si può porre e sul quale vorremmo soffermarci brevemente è il controllo delle tabelle di deviazione. Infatti, nulla vieta che, per una causa qualsiasi, la segnatura magnetica dell'imbarcazione sia cambiata, per esempio avendo imbarcato un motore elettrico o un apparato elettronico nuovo o tenendo delle bombole in una certa cala o comunque si abbia il sospetto che la bussola possa avere delle deviazioni diverse da quelle tabulate.

In pratica si dovrebbe procedere con dei nuovi giri di bussola ed effettivamente quanto vogliamo fare è un'operazione del genere, peraltro alquanto semplificata. È tuttavia necessario disporre di uno strumento che ci dia la possibilità di misurare il rilevamento polare che, come noto, è l'angolo che si costituisce tra la direzione in cui si vede un determinato oggetto la direzione dell'asse longitudinale dell'imbarcazione. Sarebbe bene poter disporre di un «grafometro», strumento fatto apposta per tale tipo di misura ma che peraltro raramente è disponibile sulle imbarcazioni. Si può utilizzare allora vantaggiosamente un sestante, come vedremo tra breve, con un artificio a bordo.

Naturalmente, se la bussola da verificare (cosa peraltro molto rara sulle imbarcazioni) fosse idonea per misurare rilevamenti il problema non si porrebbe affatto. Mettiamoci allora nella situazione meno comoda, ma sicuramente più probabile, a bordo dell'imbarcazione. Abbiamo il sestante che, come noto, è sostanzialmente un misuratore di angoli fra due direzioni di vista. A noi interessa un'angolo orizzontale (un rilevamento), per cui lo utilizzeremo in orizzontale.

Dobbiamo però materializzare sulla barca la direzione longitudinale: a tal fine, la maniera più semplice consiste nell'applicare del nastro adesivo colorato in due posizioni allineate fra loro come l'asse dell'imbarcazione, per esempio sull'albero e sulla tuga ad altezza dell'occhio di chi sta nel pozzetto della barca. Da tale posizione, infatti, sistemandoci in modo che i due segnali risultino allineati alla nostra vista, avremo individuato l'asse longitudinale di riferimento per misurare il rilevamento polare.

Il secondo provvedimento da adottare è scegliere un buon allineamento fra due oggetti a terra, ben visibili e riportati sulla carta nautica. Questa deve essere a scala piuttosto grande, almeno 1:25.000 o, meglio, ancora più grande, come per esempio quella di un piano nautico, 1:5.000. Sulla carta si congiungono i due oggetti e si misura con la massima precisione possibile il rilevamento vero «Rlv» con cui l'allineamento viene osservato dal largo. Si aggiorna quindi con la massima approssimazione la declinazione locale e si determina quale deve essere il rilevamento magnetico «Rlm» eseguendo: Rlv - decl. = Rlm.

A questo punto si inizia l'operazione in mare, facendo transitare l'imbarcazione sull'allineamento, mantenendo accuratamente costante la prora bussola. Questa deve essere preferibilmente una prora cardinale o intercardinale, vale a dire 0°, 45°, 90°, 135°, 180°, 225°, 270°, 315°. Giova notare che comunque non è indispensabile che le prore mantenute durante il passaggio siano esattamente quelle; l'interessante è che siano perlomeno prossime ad esse ma soprattutto mantenute costanti.

Si tratta quindi di effettuare almeno otto passaggi ed è bene ricordare che la distanza dell'oggetto allineato più vicino dovrebbe essere maggiore di due volte la distanza fra i due oggetti stessi e non superiore a cinque volte: questo per poter apprezzare bene la condizione di allineamento. Nel momento in cui si passa sull'allineamento, si misura con quanta maggiore precisione possibile il rilevamento polare dell'allineamento stesso che, sommato alla prora bussola mantenuta al passaggio, fornisce il rilevamento bussola «Rlb». La conclusione è semplice: Deviazione = Rlm - Rlb.

Le deviazioni così determinate si confrontano adesso nella tabella di correzione con quelle tabulate e si riscontrano le eventuali differenze. A questo proposito, siccome, anche con la miglior buona volontà e attenzione, le misure possono essere in qualche maniera affette da errori (specialmente avendo effettuato le misure con il sestante e un allineamento di fortuna a bordo), la differenza fino a +/- 1° è da considerarsi praticamente quale coincidenza di valori, mentre differenze più ampie di +/- 2° cominciano ad indicare scostamenti sensibili, tali da far ripetere eventualmente le misure che, se riconfermate, potrebbero richiedere una variante alla tabella o addirittura una compensazione.

A quest'ultimo proposito, siccome l'operazione è piuttosto delicata, è bene interessare un esperto. Ad ogni modo, nel caso in cui si rendesse necessario od opportuno procedere con una compensazione senza l'ausilio di un compensatore, si può seguire il metodo «speditivo» descritto più oltre. Il metodo di verifica descritto finora si presta naturalmente anche a un controllo molto più semplice nel caso si voglia verificare la correttezza della deviazione introdotta per la prora che si sta mantenendo al momento in navigazione.

In tal caso basta riconoscere sulla carta un possibile allineamento fra due oggetti facilmente individuabili sulla costa e procedere alla verifica, naturalmente soltanto per la prora che si ha in quel momento. Questa è un pò la consuetudine che viene seguita sulle navi anche in altura, sfruttando per esempio l'azimut del Sole al sorgere e al tramonto, per verificare la deviazione della bussola.

C'è da precisare però che, se si impiega il sestante nella maniera descritta, questo può misurare angoli generalmente non superiori ai 120°-130°. In tal caso, o si sceglie un secondo allineamento oppure, per poter misurare rilevamenti polari maggiori di tali angoli bisogna prendere i rilevamenti polari - sempre mediante l'ausilio di un allineamento di fortuna realizzato a bordo per materializzare l'asse longitudinale del-l'imbarcazione - in senso inverso, vale a dire rispetto all'inverso della prora, come illustrato nella fi-gura. Degli angoli, misurati in questa maniera, si devono quindi prendere i supplementari, ossia in pratica gli angoli misurati si sottraggono da 180°.

Compensazione speditiva

Se si volesse procedere a una compensazione speditiva, avendo per esempio riscontrato valori eccessivi di deviazioni - tanto per dare un'idea, maggiori di 5°-6° - il procedimento è piuttosto semplice tecnicamente ed è invece un pò laborioso dal punto di vista nautico/marinaresco.

Prima di tutto, questa volta bisogna portarsi su una posizione nota ben precisa e scegliere un oggetto piuttosto lontano (almeno un migliaio di metri), naturalmente riportato sulla carta, e su questa misurarne esattamente il rilevamento vero Rlv. Si porta quindi l'imbarcazione esattamente su prora magnetica Nord, ossia Pm = 0° e, mantenendo ferma l'imbarcazione su tale prora, si procede all'azzeramento della bussola, ossia si fa in modo, agendo su magneti ausiliari trasversali da compensazione, che la bussola indichi esattamente Pb = 0°; in altre parole, si fa in modo di azzerare la deviazione per cui risulti in definitiva Pm = Pb.

Si esegue quindi la stessa operazione dopo aver portato e mantenuto esattamente l'imbarcazione su prora magnetica Est, ossia Pm = 90°. In questo caso si agisce con i magneti ausiliari longitudinali fino a portare l'indicazione della bussola su 90°. Si porta quindi l'imbarcazione su prora magnetica Sud (180°) e si vede quanto indica la bussola.

Normalmente esisterà una differenza fra quanto essa indica e 180°. Agendo nuovamente sui magneti trasversali, si fa in modo questa volta di dimezzare tale differenza. Per esempio, se essa fosse di 4°, si fa in modo che diventi di soli 2°. Si porta infine l'imbarcazione su prora magnetica Ovest (270°) e anche qui si fa in modo di dimezzare l'eventuale differenza utilizzando i magneti longitudinali. Precisiamo che i magneti trasversali sono quelli disposti nel senso trasversale della nave e i longitudinali quelli disposti nel senso della lunghezza.

L'operazione descritta è soprattutto un impegno marinaresco, perché prevede che l'imbarcazione venga tonneggiata in modo tale da mantenerla esattamente sulle quattro prore magnetiche cardinali, ossia Nord, Est e Ovest rispetto alla direzione del Nord magnetico. Dal punto di vista nautico il problema si risolve mediante l'uso del rilevamento dell'oggetto relativamente lontano di cui si è detto prima.

Il rilevamento vero, misurato come si è detto sulla carta, viene convertito in rilevamento magnetico sottraendogli (algebricamente) la declinazione locale aggiornata, ossia: Rlv - decl. = Rlm. Si precalcola quindi quali devono essere i rilevamenti polari da misurare affinché l'imbarcazione risulti sulle volute prore magnetiche. In questo caso è consigliabile far uso dei grafometri, per una maggiore facilità e precisione di misura.

Pensiamo di illustrare meglio l'operazione con un esempio. Supponiamo che il rilevamento vero dell'oggetto lontano sia 82,5° e che la declinazione locale aggiornata sia 2° 48' E, vale a dire +2,8°. Il rilevamento magnetico è pertanto 82,5° - 2,8° = 79,7°. Volendo precalcolare, per esempio, quanto deve essere il rilevamento polare da misurare affinché l'imbarcazione risulti orientata sulla prora magnetica Est (90°), si esegue 79,7° - 90° = - 10,3°, il segno meno (-) indica che il rilevamento polare è sulla sinistra, come del resto appare chiaro nella figura.

Il problema più impegnativo a questo punto è riuscire a mantenere esattamente l'imbarcazione sulle prore magnetiche volute. Mentre un operatore al grafometro tiene sotto controllo il rilevamento polare bisogna in qualche maniera orientare la barca, per esempio tonneggiandola intorno a una boa, facendole eseguire quei lievi spostamenti necessari affinché il rilevamento polare sia quello previsto. Un altro operatore si deve tenere pronto alla bussola per agire sui magneti, come detto.

La compensazione, pur nella sua forma speditiva ora descritta, risulta comunque alquanto impegnativa ed è consigliabile eseguirla solo se effettivamente necessario e, in ogni modo, scegliendo una giornata con calma di mare e di vento in una zona dove non ci sia traffico, in modo che la barca risulti tranquilla e facilmente tonneggiabile. Per quanto riguarda la verifica delle deviazioni, anche in questo caso sarebbero auspicabili una zona e una giornata tranquille, che richiedono un impegno minore, praticamente la costanza di rotta per qualche minuto e misure accurate dei rilevamenti.

Pertanto si consiglia di effettuare i controlli di bussola ogni volta che se ne ha l'occasione e in particolare quando, in navigazione, si transita su qualche allineamento. È altrettanto consigliabile eseguire, di tanto in tanto, il controllo della bussola portatile da rilevamento. Per quanto riguarda questa che, come noto, non ha tabelle di deviazione, le misure sono da considerarsi rilevamenti magnetici, riferiti cioè al Nord magnetico.

Il controllo consiste pertanto nel semplice confronto col rilevamento magnetico dell'allineamento (determinato come si è detto in precedenza) e il rilevamento misurato con la bussoletta: dovrebbero coincidere, ma se così non fosse (perlomeno entro un lasco di =/-1°) dopo aver controllato di avere ben aggiornato la declinazione, vuol dire che esiste qualche causa perturbante. Si può ripetere il controllo mettendosi in altra posizione a bordo allo scopo di vedere se le cose migliorano e in generale si individuano le posizioni più idonee per le misure. Di solito, a meno di essere in prossimità di draglie o sartiole d'acciaio o nei pressi di apparati elettrici, le misure sono corrette.

Cercate comunque di impiegare delle bussole valide, eventualmente spendendo qualche soldo in più ma con la garanzia di una migliore efficienza. Attenzione alla vicinanza di bombole o cassette di attrezzi e, perché no, alla montatura d'acciaio degli occhiali!