STEP#19

 L'abbecedario

• A come analogico (solcometri moderni).
• B come barchetta (solcometro a barchetta, STEP#05).
• C come cherub-log (tipo più perfezionato di solcometro è il cherub-log che al posto della barchetta ha un'elica-pesce con alette a spirale).
• D come Doppler (utilizzo dell'effetto Doppler per determinare la velocità della nave).
• E come elica (solcometro ad elica, STEP#08).
• F come frequenza (i solcometri ad onda continua lavorano su frequenze comprese tra 2 e 4 Mhz, STEP#05).
• G come galleggiante (il tipo detto "a barchetta" è costituito da un galleggiante, che gettato in mare da poppa fa svolgere una sagola graduata con dei nodi a distanza fissa).
• H come Harpoon Log (tipologia di solcometro inventata dalla ditta Thomas Walker & Son).
• I come imbarcazioni (strumento utilizzato per misurare la velocità delle imbarcazioni).
• L come legno (solcometro in inglese si dice Log= pezzo di legno).
• M come miglio nautico (1 nodo equivale ad 1 miglio nautico all'ora). 
• N come nodo (il nodo è rimasto unità di misura delle velocità in mare).
• O come ottone (materiale con cui si costruivano i primi solcometri, #STEP08).
• P come pressione idraulica (solcometro a pressione idraulica, STEP#05).
• Q come quadrante (dove si legge la velocità nei solcometri moderni).
• R come registro di navigazione (il termine registro di navigazione, o logbook, originariamente si riferiva a un libro per registrare le letture del log utilizzato per stimare la velocità di una nave sull'acqua).
• S come sagola (STEP#08, costellazione "Il solcometro e la sagola").
• T come Thomas Walker (costruttore, STEP#11).
• U come ultrasuoni (solcometro ad ultrasuoni).
• V come velocità (il solcometro è utilizzato per misurare da bordo la velocità delle navi).
• Z come zavorra (la tavoletta di legno che si gettava in mare era zavorrata in modo che si mantenesse verticale).

STEP#05

Come funziona?

Solcometro a barchetta

Per misurare la lunghezza dalla sagola filata, si facevano su questa dei nodi ogni 15,43 metri e si misuravano ad intervallo di tempo di 30 secondi tramite una clessidra. Poiché 15,43 metri in 30 secondi equivalgono a 1852 m/ora, ovvero un miglio per ora, il numero di nodi, che si contavano in 30 secondi, era equivalente al numero di miglia/ora della nave, da cui la misura della velocità in nodi (Knots).

Solcometro a pressione idraulica

La presa dinamica è realizzata con un tubo sporgente dallo scafo e collocato sotto la chiglia, con l'apertura rivolta dalla parte della prua. In questo tubo l'acqua sale per effetto della pressione dinamica, che è data da:

p,d=p,s+(1/2)*w*V^2

- p,s: pressione statica (legge Stevino).

- w: densità dell'acqua di mare.

- V: velocità della nave.

I valori di V vengono poi trasmessi elettricamente a speciali quadranti che indicano continuamente la velocità e il cammino della nave.

Solcometro digitale

Dal principio fisico che definisce la variazione di frequenza (∆f ) subita da un’onda a causa del moto relativo dell’emittente o del ricevente o di entrambe, si risale alla determinazione della velocità della nave. Due trasduttori sporgenti sotto la chiglia emettono dei segnali ultrasonori alla frequenza f,0. I segnali raggiungono il fondo e subiscono un primo effetto Doppler perché esiste un moto relativo tra questo e la nave (sorgente).

I segnali vengono riflessi e ritornano ai trasduttori ove subiscono, sempre per il moto relativo, un nuovo effetto Doppler. Complessivamente il segnale ricevuto ha subito un effetto Doppler (variazione della frequenza) ∆f dato da: 

∆f = 2*f,0*(V/u)

- u è la velocità delle onde ultrasonore in acqua di mare. 

Misurato ∆f si ricava la velocità V della nave, essendo le altre quantità note. I solcometri di questo tipo possono essere impiegati solo quando si naviga in acque non molto profonde (inferiori a 200 m), poiché necessitano della riflessione dell’onda da parte del fondo.

STEP#03

Com'è fatto?

Il primo solcometro utilizzato è stato il modello a barchetta. Era un dispositivo artigianale costituito da una tavoletta triangolare di legno zavorrata da un lato, fissata ai vertici con una legatura a una sagola. Calato in acqua, dalla poppa della nave, il solcometro funzionava come una sorta di ancora galleggiante.

Attualmente esistono tre diversi tipi di solcometro utilizzati:

1. solcometro ad elica;
2. solcometro a pressione idraulica;
3. solcometro digitale.

I solcometri meccanici ad elica sono congegni che, per mezzo di giri di un'elica rimorchiata ad una sagola (elica-pesce), danno indicazione della velocità della nave. Il numero di giri viene trasmesso ad un contatore, il quale registra il cammino percorso dalla nave. Tra contatore e sagola è posto un volantino che ha il compito di rendere uniformi le rotazioni.

I solcometri a pressione idraulica sono basati sul principio del tubo di Pitot. Questo è costituito da due prese d'acqua: una statica e una dinamica. I due tubi mandano l'acqua da parti opposte di un diaframma elastico, di un manometro differenziale, tarato empiricamente.

I solcometri digitali sono strumenti basati sul meccanismo di due unità, emittenti e riceventi, sistemate sulla carena e sul bordo della chiglia. La velocità del suono dei segnali delle due unità  si modifica in seguito alla velocità del flusso d'acqua nel quale si muovono.  

Oggi, i mezzi più accurati di misurazione della velocità marittima proviene da misura Doppler. Questo genere di solcometro è più sofisticato degli altri strumenti già citati, in quanto costituito da un ecometro che va verso il baso e da un calcolatore elettronico

Glossario:

• ANCORA GALLEGGIANTE: oggetto pesante e dalla forma particolare, utilizzato, sin dall'antichità, per trattenere le imbarcazioni in un punto preciso.
• SAGOLA: cima di piccolo diametro utilizzata in tutte quelle situazioni in cui non è richiesta, alla cime stessa, una forte resistenza alla trazione.
• ELICA: l'elica è un organo intermediario in grado di trasformare la potenza meccanica, in un albero rotante, in variazione di quantità di moto di un fluido.
• CONTATORE: dispositivo che memorizza il numero di volte che un particolare evento o processo si verifica, oppure la quantità di una sostanza solida, liquida o gassosa che transita sotto il suo controllo. 
• VOLANTINO: organo di manovra a forma di ruota o di disco che serve ad avviare e a mettere in funzione apparecchi meccanici, elettrici ed idraulici.
• TUBO DI PITOT: strumento utilizzato per misurare la velocità macroscopica di un fluido.
• PRESE D'ACQUA: punto della sorgente d'acqua in cui viene attaccata la conduttura che serve a traportarla.
• MANOMETRO DIFFERENZIALE: manometro che misura la differenza di pressione tra due ambienti.
• ECOMETRO: strumento per misurare la distanza di ostacoli tramite la determinazione del tempo intercorso tra l'emissione di un'onda acustica, elastica o elettromagnetica e la ricezione dell'eco dovuto alla sua riflessione da un ostacolo.
• CALCOLATORE ELETTRONICO: calcolatore che esegue i calcoli matematici mediante dispositivi elettronici.