Il nostro pianeta possiede un campo magnetico.
Questo è grossolanamente noto a tutti, sin dai tempi antichi un
oggetto magnetizzato e lasciato libero di ruotare tende ad
allinearsi con questo campo magnetico.
In prima approssimazione potremmo dire che un bipolo magnetico
tende a ruotare in modo che una delle sue estremità indichi il
polo nord magnetico.
E già il fatto che ci teniamo a precisare "polo nord magnetico"
ci fa capire che c'è qualche tipo di differenza rispetto al
solito polo nord con cui siamo abituati ad operare, che infatti
è il POLO NORD GEOGRAFICO.
Lo scopo di questo paragrafo sarà proprio quello di capire come
correggere le indicazioni della bussola (che è appunto formata
dal bipolo magnetico di cui parlavamo) per poterci orientare
correttamente.
Quindi vedremo nell'ordine:
- Cosa è il campo magnetico terrestre e cosa sono le linee
di campo
- Come varia nel tempo e cosa è la DECLINAZIONE MAGNETICA
- Quali sono gli errori dovuti al posizionamento della
nostra bussola e quindi la DEVIAZIONE MAGNETICA
- Ed infine accenneremo a come in condizioni particolari
la bussola magnetica fornisca indicazioni inattendibili (a
causa dell'inclinazione del supporto e/o a causa delle
accelerazioni)
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Qua sopra una antica bussola cinese - il "bipolo" era costituto
da quella specie di cucchiaio magnetizzato che tende ad
orientarsi verso il nord magnetico. |
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IL CAMPO MAGNETICO TERRESTRE |
Dalla fisica sappiamo che una carica elettrica
in movimento genere un campo magnetico.
Sebbene esistano diverse teorie su come esattamente sia generato
e mantenuto il campo magnetico terrestre, il suo "quasi"
allineamento con l'asse di rotazione e il fatto che in effetti
la terra ruota intorno a questo asse suggeriscono che in qualche
modo la rotazione terrestre c'entri.
Nel Sistema Solare in genere i pianeti che possiedono un nucleo
caldo ed hanno una rotazione di un certo valore (ad esempio
Venere, pur avendo un nucleo caldo e moti convettivi interni, ha
una rotazione lentissima e di conseguenza non possiede un
proprio campo magnetico).
Oltre alla Terra e al Sole i pianeti con un campo magnetico sono
Saturno, Giove, Urano e Nettuno. L'unico satellite di cui si
conosce l'esistenza di un campo magnetico è il satellite di
Giove Ganimede.
Marte probabilmente ha avuto un campo magnetico in passato (e si
pensa che questo gli abbia potuto permettere di sostenere la
vita) ma ora si è esaurito.
Abbiamo quindi un oggetto che contiene cariche elettriche che
ruota e quindi genera un campo magnetico.
Siccome l'oggetto non è esattamente l'avvolgimento di una
dinamo, possiamo aspettarci lecitamente qualche differenza
rispetto ad un bel campo "pulito" perfettamente allineato con
l'asse di rotazione. |
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Qua sopra il campo magnetico generato da un avvolgimento
elettrico - il campo è perfettamente allineato con l'asse
dell'avvolgimento.
A lato il campo magnetico terrestre, che rispetto all'asse di
rotazione (l'ipotetico asse delle "spire" nelle quali potrebbero
girare le cariche elettriche) è piuttosto disallineato. |
Inoltre non solo il campo magnetico terrestre non è allineato con
l'asse terrestre, ma dal memento che la Terra non è una sfera
perfettamente omogenea, anche le linee di flusso (ne parliamo tra un
attimo) non sono le stesse che di genererebbero con un bell'avvolgimento
elettrico, e quindi localmente deviano dalla condizione ideale.
Le "linee di flusso magnetiche" sono delle linee ideali che
rappresentano, punto per punto, la direzione verso la quale un eventuale
oggetto magnetizzato si allineerebbe (nel nostro caso l'ago della
bussola).
Sulla Terra non hanno un andamento regolare e quindi se misuriamo in un
punto la differenza tra il Nord Magnetico (quello indicato dall'ago
della bussola) e il Nord Geografico troviamo valori diversi.
Questo angolo, che indica appunto, la differenza tra il Nord Magnetico e
il Nord Geografico prende il nome di DECLINAZIONE MAGNETICA. |
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LA DECLINAZIONE
MAGNETICA |
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Se noi uniamo con delle linee tutti i punti dove
si misura la stessa declinazione magnetica otteniamo delle linee
appunto dette ISOGENE.
Le isogene non solo non sono linee regolari, ma non sono nemmeno
permanenti.
In pratica i poli magnetici si spostano nel tempo e luogo per
luogo, l'angolo tra il Nord Magnetico e il Nord Geografico
cambia.
Definiamo la DECLINAZIONE MAGNETICA come l'angolo differenza tra
il Nord Vero (Geografico) e il Nord Magnetico).
Più precisamente (vedi figura a sinistra) se Il nord Magnetico è
a Est del Nord Geografico la declinazione è EST ed è "positiva",
mentre se il Nord Magnetico si trova ad Ovest del Nord
Geografico si parla di declinazione Ovest ed è "negativa".
Quindi se voglio seguire una rotta (come in figura) di 100 VERI,
dovrò impostare sulla bussola il valore vero meno il valore
della declinazione.
Quindi se avessimo 20° di declinazione Ovest (negativa)
sarebbero 100° - (-20°) cioè 100°+20° = 120
Se fosse 20° la declinazione Est (positiva) sarebbero
100-20=080.
Come sempre diffiderei dall'imparare a memoria le formulette e
cercherei invece di fissare in testa il significato della cosa.
Come si è detto e come è mostrato nelle due figure a destra, la
declinazione magnetica varia anche nel tempo.
Per fortuna non lo fa in modo del tutto casuale, ma è possibile
prevederne la variazione futura, almeno per un ragionevole
intervallo di tempo (ricordo che non si dovrebbe comunque MAI
VOLARE CON CARTE OBSOLETE.
Sulle carte geografiche è sempre riportata la variazione di
declinazione magnetica annua.
Nella cartina qua sotto ho ingrandito il riferimento alla
variazione di declinazione magnetica annua e ho ripreso in rosso
e in viola le linee isogene relative ad una declinazione di 2° E
e di 2°30' E.
La carta è del 2015, e la variazione è di 6'/anno, quindi nel
2023 la declinazione sarà variata (nel senso di aumentata verso
Est) di 6' per ogni anno (2023-2015=8) e cioè di 6x8 48'.
Quindi la linea che nel 2015 riportava
2°E nel 2023 deve essere letta come
2°48'E, quella che riportava
2°30'E come
3°18'E |
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| Nella figura qua sopra la variazione delle
linee ISOGENE nei secoli |
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LA DEVIAZIONE
MAGNETICA |
Ma la cosa non è finita qui.
Purtroppo la nostra bussola è influenzata anche da una marea di
condizioni variabili di volta in volta a seconda del suo
posizionamento.
Questo comporta un ulteriore errore, detto DEVIAZIONE, che
dipende dalle masse metalliche e dai circuiti elettrici che gli
stanno intorno.
Per valutare questo errore (non è possibile "calcolarlo")
occorre confrontare le indicazioni della nostra bussola con
quelle di una "buona" che faccia da riferimento.
Queste prove devono essere fatte periodicamente e si chiamano
GIRI DI BUSSOLA.
Si allinea il velivolo su diverse direzioni note e poi si legge
cosa indica la bussola a bordo.
A questo punto si compila una tabella come quella a lato, che si
legge così: PER ANDARE VERSO (FOR) DEVO LEGGERE SULLA MIA
BUSSOLA (STEER).
Ad esempio - usando la tabella riportata a fianco - se voglio
andare per 030 devo mettere la prua su 031.
Se voglio andare per 210 metterò la prua per 212,
e via così.
Normalmente questa tabella si riporta attaccata alla stessa
bussola magnetica. |
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RIASSUMENDO:
Si individua sulla carta la DECLINAZIONE magnetica osservando le
linee isogene.
- Si verifica che sia ancora attuale ovvero si aggiorna
moltiplicando la variazione di declinazione magnetica media
annuale per il numero di anni trascorsi e poi si somma (se
concordi, si declinazione che variazione E ovvero se tutte e
due Ovest) o si sottrae (se discordi) e si ottiene la
DECLINAZIONE MAGNETICA attuale.
- Si ottiene la rotta magnetica MH sommando (se W)
o sottraendo (se E) la declinazione alla TC
- Si confronta la rotta ottenuta con la tabella delle
DEVIAZIONI e si considera l'indicazione corrispondente
(nel caso a lato avremmo una MC di 090 che dalla tabella
corrisponderebbe ad un valore di MH corretta di 091).
Suggerisco di NON IMPARARE A MEMORIA questa procedura, ma di
farsi ogni volta unpo schemino di riferimento per evitare di
fare confusione.
La regola è semplice: la declinazione magnetica indica l'angolo
tra il nord vero e il nord magnetico - FINE.
Il resto lo si deduce disegnando lo schemino e leggendo le
istruzioni sulla carta per aggiornare la declinazione.
Finito il tutto si confronta il risultato con la tabella
delle deviazioni e si corregge di conseguenza.
Ovviamente non cambia assolutamente nulla se invece di
rotta stiamo lavorando sulla prua (rotta corretta per la deriva
dovuta al vento) avremo al posto della TC la TH (True Heading) e
al posto della MC la MH (Magnetic Heading o Prua Magnetica).
Finisco ricordando che le radiali VOR sono riferite al NORD
MAGNETICO e quindi bisogna attuare la stessa procedura (escluso
il discorso della deviazione, a cui il VOR non è soggetto).
In pratica una volta trovata la declinazione magnetica di una
certa zona si passa dai valori geografici (veri) ai valori
magnetici semplicemente sommando o sottraendo ad un angolo la
stessa declinazione. |
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GLI ERRORI DOVUTI
ALLE ACCELERAZIONI |
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Quando poi la bussola non si trova perfettamente
orizzontale, succede che le indicazioni dell'ago vengano
influenzate anche dalla componente verticale del campo magnetico
(che eccetto all'equatore è anche rivolto verso il basso).
Più si va verso latitudini alte più questo effetto è sensibile.
Sugli aerei si avverte in virata.
Niente di che, occorre esserne consapevoli, perché se facciamo
una virata con angolo di Bank accentuato, dovremo terminarla o
in ritardo o in anticipo a seconda dell'angolo di Bank che
abbiamo impostato, della direzione che stiamo tenendo e della
latitudine a cui ci troviamo. |
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Così se stiamo andando verso Nord e ci incliniamo a destra
l'ago della bussola verrà attratto verso il basso e quindi la
bussola ruoterà facendo "diminuire" l'indicazione (se leggevo
360 ora leggerò 330).
Se stiamo andando verso Sud la stessa cosa succederà quando ci
incliniamo verso sinistra (leggevo 180 e ora leggo 150).
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Le accelerazioni (o il viaggiare inclinati, come succede
sulle barche a vela), invece, fanno oscillare l'equipaggiamento
magnetico rispetto al perno che lo tiene.
Anche in quiesto caso l'errore dipende dall'entità
dell'accelerazione e dalla direzione che stiamo tenendo. |
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Per questo quando si deve virare
con precisione (ad esempio in "circuito") si fa affidamento sul
"girodirezionale", che è una bussola giroscopica.
Questa mantiene l'allineamento grazie ad un giroscopio azionato
tramite il sistema a vuoto (una pompa a vuoto genera una
depressione all'interno del cruscotto che aspira aria
dall'esterno. Il getto d'aria fa girare il giroscopio) o
elettrico (il giroscopio è azionato da un motorino elettrico).
Il girodirezionale è quindi più preciso della bussola magnetica,
ma risente della rotazione terrestre (come il "pendolo di
Focault", si allinea ad una direzione assoluta, mentre i nostri
riferimenti girano insieme alla terra - il nostro pianeta NON è
un sistema inerziale) e quindi risente della deriva giroscopica
e deve essere riallineato periodicamente durante la navigazione.
In genere, semplificando, si segue la bussola magnetica in
navigazione e il girodirezionale in circuito. |
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