La nave e la navigazione
Elementi geometrici
Lo scafo essendo un corpo solido, possiede un baricentro o centro di gravità per il quale possiamo immaginare che passino tre assi tra loro perpendicolari.
L’ asse longitudinale “x” è l’asse che corre orizzontalmente congiungendo la prua con la poppa. Tale asse divide in due parti simmetriche la nave.
L’ asse trasversale “y” è l’asse che, sempre orizzontalmente, va da una murata di dritta alla murata di sinistra.
L’ asse verticale “z” è quell’asse che corre in senso verticale perpendicolarmente ai precedenti due assi.
Questi assi danno origine a tre piani:
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piano longitudinale : originato dagli assi verticale e longitudinale;
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piano trasversale: originato dagli assi trasversale e verticale, se condotto nel punto ove la larghezza della nave è massima, è detto “sezione maestra”;
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piano orizzontale: originato dagli assi longitudinale e trasversale.
Quando quest’ultimo coincide con la linea di galleggiamento prende il nome di “piano di galleggiamento”.
Parti dello scafo
Lo scafo non ha nessuna forma geometrica ma possiede la caratteristica di essere simmetrico rispetto all’ asse longitudinale.
Le parti principali di uno scafo sono:
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Prua o prora : è la parte anteriore dello scafo avente forma cuneiforme con superfici laterali più o meno concave allo scopo di incontrare una minore resistenza al moto.
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Poppa : è la parte posteriore dello scafo; esso è generalmente tondeggiante nella parte superiore, mentre nella parte bassa presenta anche essa una forma cuneiforme, come la prua, onde poter consentire all’acqua che scorre lungo lo scafo di defluire a poppa senza creare vortici che sono dannosi al moto della nave (a seconda della forma la poppa può essere: quadra, tonda o ad incrociatore, ellittica).
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Specchio di poppa: è la superficie superiore rotondeggiante; la parte superiore dello specchio è detto coronamento.
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Volta di poppa: è la parte della poppa che resta al di sotto dello specchio; al centro è praticata una apertura cilindrica detta “losca”, attraverso la quale passa l’asta del timone.
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Parte maestra: è la parte centrale compresa fra la prua e la poppa.
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Linea di galleggiamento: è la intersezione della superficie dell’acqua, supposta perfettamente calma, con lo scafo; essa separa lo scafo nel senso verticale in: opera viva o carena (parte immersa) e opera morta (parte emersa dello scafo).
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Bagnasciuga: è la parte esterna dello scafo compresa tra la linea di galleggiamento a nave scarica e la linea di galleggiamento corrispondente a nave carica.
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Parti stellate: sono chiamate per l’estrema prua “masconi” o “mure”, mentre quelle di poppa sono dette “giardinetti”.
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Parte dritta o sinistra: sono le parti corrispondenti alla destra o alla sinistra di un osservatore che situato a poppa guardi verso prua.
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Chiglia: (costruzioni in legno) consiste in una trave a sezione rettangolare che corre sul fondo dello scafo in senso longitudinale.
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Madiere: è la parte centrale, la più bassa e la più grossa, che si incontra con la chiglia.
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Staminale: è il tatto curvo che raccorda il madiere con la restante parte verticale.
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Scalmo: è il tratto verticale che segue lo staminale e nel cui prolungamento ha origine il parapetto.
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Paramezzale: è una trave longitudinale a sezione quadra o rettangolare, disposta parallelamente alla chiglia e al di sopra dei madieri, ciò per conferire maggiore robustezza allo scafo.
Prima di addentrarci nel nostro corso è bene soffermarci su alcune definizioni e principi per rendere più comprensibile il nostro studio; ripetiamo, pertanto, il “principio di Archimede”:
“un corpo immerso in un liquido riceve una spinta, dal basso verso l’alto, pari al peso del volume del liquido spostato“.
Un corpo, dunque, immerso in un liquido è soggetto all’azione di due forze opposte: la gravità, la quale tende a farlo affondare, e la spinta del liquido, la quale tende a farlo emergere con una forza uguale al peso del liquido spostato dal corpo; il peso di quest’ultimo è quindi annullato totalmente o in parte da questa spinta.
In figura: G rappresenta il centro di Gravità (o baricentro) nel quale risulta applicata le risultante della somma di tutti i pesi che compongono lo scafo (+ il carico); tale forza P agisce verticalmente e verso il basso.
C è il centro di Carena o di spinta punto di applicazione della risultante di tutte le forze che la spinta dell’acqua esercita sullo scafo (S = spinta di Archimede).
Quando lo scafo galleggia in acque calme le due risultanti G e C sono uguali e contrarie.
Quando lo scafo sbanda il centro di carena si sposta,in quanto è cambiata la forma della carena e quindi il suo centro C.
Chiamiamo C’ il nuovo centro di carena, mentre la posizione di G è rimasta immutata perché è immutato lo scafo; essa agisce sempre verticalmente verso il basso, mentre l’acqua agisce con la sua spinta in alto in C’.
Tali forze generano una “coppia di braccio X”, che tende a far riprendere allo scafo la posizione originaria, cioè quella orizzontale. In figura: M = metacentrro, punto di intersezione della spinta verticale S, innalzata da C’ con il piano longitudinale di simmetria; M rappresenta il limite di stabilità della nave ed essa deve sempre sovrastare G per non invertire la tendenza della copia di forze, ciò che comporterebbe una tendenza al rovesciamento dello scafo.
La distanza di M da G è detta “altezza metacentrica”; pertanto più grande è l’altezza metacentrica più grande è la coppia raddrizzante, più stabile sarà l’imbarcazione.
Vediamo pertanto quali fattori influenzano la stabilità:
occorre che il “baricentro” e le caratteristiche originali di stabilità, metacentro e peso, rimangano inalterati; pertanto:
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nell’imbarcare pesi notevoli devono essere disposti simmetricamente rispetto agli assi longitudinali e trasversali dello scafo, sistemati sottocoperta più in basso possibile;
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nella sentina non ristagni acqua, la quale se in quantità, agisce come una pesante palla di ferro che nei movimenti dello scafo si muove impazzita provocando pericolosi ed anomali sbandamenti.
Pertanto si ha:
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Stabilità di peso: quando uno scafo zavorrato in chiglia tende a sbandare; C si sposta di poco, mentre G si abbassa notevolmente ed aumenta la distanza X (braccio) fra le due forze passanti per G e C’; si ha così un forte incremento del momento raddrizzante e grande stabilità.
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Stabilità di forma: in uno scafo a sezione larga, piccoli sbandamenti causeranno grandi spostamenti di C e si avranno anche qui forti incrementi al momento raddrizzante dovuti all’aumentare di X.
L’altezza metacentrica GM rappresenta il parametro della stabilità trasversale che può essere positiva (nave stabile), nulla (nave in equilibrio indifferente), negativa (nave instabile) a seconda che G coincida con M o che cada sopra M.
Il propulsore
Nelle barche a motore è l’elica, i cui dati caratteristici sono, sono il diametro e il passa.
Il passo è la distanza di cui avanzerebbe l’elica in un giro se l’acqua fosse solida; la differenza tra passo teorico e passo effettivo si dice regresso.
Effetti evolutivi dell'elica
L’elica, oltre l’effetto propulsivo, che imprime il movimento alla barca, produce anche un effetto evolutivo, che tende a respingere la poppa fuori, da un lato o dall’altro, a seconda che l’elica si destrorsa o sinistrorsa, ossia che giri a destra o a sinistra nel senso della marcia in avanti.
Pertanto un natante che procede avanti con elica destrorsa e timone a centro, tenderà ad accostare con la poppa a dritta e, conseguentemente, con la prora a sinistra.
Andando in dietro l’effetto evolutivo dell’elica è molto più sensibile e la tendenza di rotazione dello scafo sarà più notevole di quella che si ha nel moto in avanti, a parità di velocità
Il timone
E’ l’organo direzionale manovrabile a mano, a mezzo barra, o mediante telecomando (ruota del timone o volante).
Si compone di pala e testa; timoni ordinari sono quelli nei quali la superficie della pala è a poppavia dell’asse di rotazione, timoni compensati o semicompensati, sono quelli nei quali una parte della pala è a poppavia dell’asse di rotazione.
Il comandante di imbarcazione da diporto: obblighi, poteri e doveri
E’ responsabile della sicurezza dell’imbarcazione, dell’equipaggio e dei passeggeri.
Prima della partenza “egli” deve accertare che il natante sia pienamente efficiente e ben rifornito in relazione al viaggio da intraprendere, che gli ospiti a bordo sappiano come comportarsi in caso di abbandono nave, che i documenti di bordo, le carte nautiche, le dotazioni di sicurezza, gli estintori, la cassetta dei medicinali e la fanaleria siano in ordine; deve informarsi delle previsioni meteo (TV, Radio, Telefono, Capitaneria) e deve infine prendere visione del Registro degli Avvisi ai Naviganti presso l’Autorità marittima del Porto di partenza.
Nel caso che avvengano in navigazione dei sinistri: incaglio, collisione, falle, incendio, uomo a mare, avvistamento relitti pericolosi, assistenza e/o salvataggio , ecc. ecc., all’arrivo in Porto presenterà all’Autorità marittima la “Denuncia di evento straordinario” (Cod.Nav. art.182) ed entro le 24 ore, al Tribunale o Pretura la Relazione di evento straordinario. L’abbandono del natante deve essere disposto quando, non essendovi più speranza di salvezza diventa pericoloso per chiunque rimanere ancora a bordo. Con “sangue freddo”, cercando di evitare il panico ed infondendo a tutti contegno e massima fiducia, disporrà richiesta di soccorso “MAYDAY-MAYDAY” (medè-medè), farà indossare a tutti il giubbetto e verificato la presenza di tutte le persone a bordo, farà approntare la zattera con acqua, viveri, ecc. e abbandonerà per ultimo dopo aver liberato ogni oggetto galleggiante portandosi il VHF portatile e, se possibile, valori e documenti di bordo.
La navigazione
Il problema fondamentale della navigazione può essere così enunciato: "Guida dell'imbarcazione sul percorso scelto, e determinazione, in un qualsiasi istante, della posizione raggiunta (PUNTO-NAVE)". In relazione ai diversi metodi che si impiegano nella soluzione del problema "PUNTO-NAVE" la navigazione viene suddivisa in quattro rami:
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Navigazione stimata: sfruttando la conoscenza del percorso fatto, in direzione, lunghezza e tempo.
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Navigazione costiera: riferendo la posizione propria a punti noti del rilievo terrestre
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Navigazione astronomica: effettuata lontano dalla costa, legando la posizione degli astri in cielo alla propria sulla terra.
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Radionavigazione: utilizzando luoghi di posizione creati da apposite stazioni emittenti.
Per gli scopi prefissati da questo corso prenderemo in esame solo i punti a), b) e d).