1000 ANNI
VERSO IL NORD
Molti apparati non presentano le stesse caratteristiche di
affidabilità della bussola tradizionale, ma sono più
moderni e quindi di uso più comodo e facile: la Bussola
flux gate e la Girobussola.
 LA BUSSOLA FLUX GATE
Questa bussola è ormai diventata di uso comune a bordo
delle imbarcazioni da diporto, il costo contenuto e le
caratteristiche generali la evidenziano come una compagna ideale
della bussola tradizionale.
In questo apparato l'elemento sensibile è rappresentato da
una "gabbia di flusso".
Come nella bussola tradizionale il sensore risente di tutte le
perturbazioni del campo magnetico terrestre e quindi anche di
quelle dovute ad eventuali masse ferrose o campi elettrici posti
nelle sue vicinanze (la declinazione magnetica); ma mentre nel
caso della bussola tradizionale è necessario effettuare i
"giri di bussola" e compensare con dei magneti, nel caso della
quasi totalità delle bussole flux gate è possibile
effettuare l'autocompensazione. Per effettuarla non è
necessario l'intervento di un compensatore ma è sufficiente
effettuare un giro su se stessi con tutta l'imbarcazione.
Durante il giro un microprocessore interno registra
l'intensità del campo magnetico sulle diverse prore ed alla
fine del giro ne calcola il valore medio che viene memorizzato ed
impiegato per correggere automaticamente tutte le misure
successive.
Concettualmente la procedura rispecchia fedelmente quella che
viene impiegata per i "giri di bussola" che si effettuano per la
bussola tradizionale, ma con la sostanziale differenza che, al
termine dei giri e della compensazione con i magneti è
comunque necessario correggere il valore letto alla bussola con i
valori riportati nella tabella delle deviazioni residue,
operazione che con la bussola flux gate autocompensante non
è più necessaria.
Inoltre le bussole fluxgate da installazione fissa sono costituite
da più elementi: il sensore vero e proprio ed uno o
più indicatori collegati elettricamente ad esso
Con questa soluzione è possibile posizionare gli indicatori
nella posizione più idonea per il loro impiego, senza
doversi preoccupare della presenza di eventuali elementi
perturbatori.
Oltre alla possibilità appena accennata di poter pilotare
più ripetitori, la bussola flux gate ha altri vantaggi
rispetto alle bussole tradizionali ed in particolare:
Quanto detto fino ad ora è indirizzato particolarmente alle
bussole fluxgate con installazione fissa ma esistono anche delle
bussole da rilevamento a mano che funzionano sullo stesso
principio. Hanno dimensioni ridottissime (alcune sono inserite in
binocoli appositamente modificati), sono normalmente impermeabili
e spesso hanno delle funzioni aggiuntive che le fanno diventare un
validissimo aiuto alla navigazione. Sono in grado di memorizzare e
numerare automaticamente i valori dei rilevamenti successivi e di
richiamarli in successione facilitando notevolmente il carteggio;
incorporano un contasecondi utile per controllare la
caratteristica di un faro o per effettuare una partenza bruciante
in una regata.
In merito alla precisione di misura delle bussole fluxgate
possiamo tranquillamente affermare che è al di sotto dei 2
gradi; valore decisamente interessante se teniamo in
considerazione che con una bussola tradizionale (specie se da
rilevamento a mano) difficilmente si riescono ad apprezzare i 5
gradi.
LA GIROBUSSOLA
È uno strumento estremamente complesso, necessita di
alimentazione elettrica continua e a causa dell'ingombro (e del
costo) non è impiegato a bordo delle imbarcazioni da
diporto se non su megayachts dove ci sia almeno un membro
dell'equipaggio abilitato alla sua conduzione. In ogni caso
è interessante dare qualche accenno al suo funzionamento in
quanto è l'unica bussola totalmente indipendente dal campo
magnetico terrestre ed è estremamente precisa.
La girobussola determina la direzione del Nord sfruttando quattro
leggi fisiche; l'inerzia giroscopica e la precessione proprie dei
girostati; e due proprie della sfera terrestre, la
rotazione intorno all'asse e la forza di gravità.
Il giroscopio in se stesso non è idoneo ad indicare la
direzione del nord in quanto mantiene fisso l'orientamento
dell'asse rispetto ad un punto fisso nello spazio, quale
può essere considerata una stella, quindi un osservatore
fermo vedrebbe l'asse del girostato muoversi secondo il moto
apparente di una qualsiasi stella che sorge ad Est e tramonta ad
Ovest.
Per ovviare a questo moto apparente è necessario applicare
al girostato una forza che costringa il suo asse a compiere un
moto angolare (precedere) di un angolo pari ed opposto al
movimento apparente degli astri dovuto alla rotazione terrestre.
La forza impiegata per ottenere questa precessione è quella
di gravità che viene fatta agire sul girostato per mezzo di
un peso posto all'interno di una sfera solidale con l'asse del
girostato.
L'unica direzione di orientamento dell'asse del girostato per la
quale la forza di gravità non crea un'azione di disturbo
è quella Nord-Sud.
In realtà nelle moderne girobussole non esiste alcun peso
vero e proprio che agisca sul girostato; l'effetto di precessione
è generato da congegni elettronici che agiscono sugli assi
della sospensione cardanica per ottenere lo stesso effetto;
inoltre il girostato non è collegato meccanicamente alla
struttura cardanica ed anche il rotore è messo in rotazione
senza impiegare collegamenti meccanici; tutti questi accorgimenti
sono indispensabili per minimizzare gli effetti dell'attrito che
influiscono sulle prestazioni del girostato.
Il pregi della girobussola, oltre alla notevole precisione, sono
quelli di indicare il Nord vero e non quello magnetico, non
necessita infatti di alcuna compensazione e non risente della
declinazione magnetica, di poter pilotare un numero qualsiasi di
ripetitori, di poter trasmettere il dato di prora a sistemi
integrati di navigazione, di poter essere impiegata anche in
vicinanza dei poli magnetici dove invece la bussola magnetica
è praticamente inutilizzabile.
PICCOLA STORIA DELLA BUSSOLA MAGNETICA
Le proprietà dei magneti (o meglio della "pietra eraclea"
come la chiamavano gli antichi) di attrarre piccoli pezzi di
ferro, è nota fin dagli albori della storia; ma esse
venivano impiegate esclusivamente a fini rituali e magici.
La scoperta delle sue capacità direttive risalgono intorno
all'anno 1000; in quell'epoca si erano già affermate le
repubbliche marinare di Genova, Venezia, Amalfi e Pisa; esse
divennero per necessità centri di studi e di nuove
realizzazioni in campo marinaro. È quindi credibile che si
debba proprio ai marinai amalfitani, come vuole la tradizione,
l'ideazione, il miglioramento e l'adozione a fini nautici della
bussola magnetica.
L'ipotesi che l'uso dell'ago magnetico sia stato trasmesso ai
popoli del Mediterraneo per mezzo di intermediari arabi che ne
avevano appreso l'uso presso i cinesi non è suffragato da
documentazione concreta.
Prima di essere racchiuso in una scatola, l'ago calamitato era
impiegato in una maniera a dir poco ingegnosa: la descrizione
dettagliata della procedura adottata è riportata in uno
scritto arabo del 1282:
"... I capitani allorchè l'aria è oscura,
così che non possono scorgere alcuna stella per dirigersi
secondo i quattro punti cardinali, prendono un vaso colmo d'acqua
e lo mettono al coperto dal vento, pigliano poi un ago fissato ad
una cannuccia in modo che galleggi e lo gettano nel vaso; in
seguito, presa una pietra magnetica grande da riempire il palmo di
una mano, l'accostano alla superfice dell'acqua, dando un
movimento di rotazione alla mano, in guisa che l'ago giri a galla
e poscia ritirano la mano all'improvviso e l'ago con le sue punte
fa fronte al Nord e al Sud.....".
Come abbiamo visto anche l'impiego dell'ago calamitato ha sofferto
per i primi tempi del suo utilizzo della diffidenza tipica dei
marinai: essi preferivano orientarsi con gli astri e ricorrevano
ad esso solo quando la scarsa visibilità gli impediva di
servirsi delle stelle.
In effetti non si può dare loro torto, l'operazione non
doveva essere poi così semplice, ed inoltre l'indicazione
era poco affidabile; un pò per la magnetizzazione
temporanea dell'ago ma anche per l'influenza su di essa degli
altri particolari in ferro delle navi i cui effetti non erano
ancora noti.
Solo verso la metà del 1200 è documentato l'impiego
dell'ago imperniato e protetto da un contenitore da cui il termine
bossolo trasformatosi ai giorni nostri in bussola.
Per vedere l'impiego della bussola nella sua versione definitiva,
ossia con l'ago collegato alla rosa graduata, bisogna attendere la
fine del XIII secolo; questa innovazione è quasi certamente
attribuibile ai marinai amalfitani anche se il mitico Flavio Gioia
probabilmente non è mai esistito.
In particolare il simbolo del giglio stilizzato, con cui è
tradizione indicare la direzione del Nord, è una evoluzione
grafica della lettera "T" iniziale di Tramontana, ovvero il Nord
degli amalfitani, che chiamavano così il vento che
proveniva dai monti (o paese tramontano) alle spalle della
città.
La bussola a secco così realizzata è rimasta
invariata fino agli inizi del XX secolo quando si passò
alla bussola a liquido tuttora impiegata, seguita a breve distanza
di tempo dalla girobussola, inventata nei primi anni di questo secolo.
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