Marea
Nel contesto della navigazione, il termine “marea” si riferisce alle onde lunghe, spesso ininterrotte, che si propagano sulla superficie dell’oceano, originate da sistemi meteorologici lontani. Queste onde sono caratterizzate da lunghezze d’onda e periodi più lunghi rispetto alle onde di vento generate localmente. Nella navigazione, comprendere il fenomeno della marea è fondamentale per garantire la sicurezza e l’efficienza delle operazioni marittime, poiché influisce sulla stabilità, sulla velocità e sul consumo di carburante delle imbarcazioni.
Le onde di mare aperto sono generate dal vento che soffia su un’ampia area della superficie oceanica. I fattori principali che contribuiscono alla formazione di queste onde includono:
- Velocità del vento: i venti forti generano onde più energiche.
- Durata del vento: più a lungo soffia il vento, maggiore è l’energia trasferita alle onde.
- Fetch: la distanza percorsa dal vento senza interruzioni. Un fetch maggiore determina onde più sviluppate.
Quando il vento si placa o la tempesta si allontana, queste onde continuano a propagarsi sull’oceano sotto forma di mare mosso, percorrendo lunghe distanze con una perdita minima di energia.
Onde di mare
Gli ingegneri descrivono solitamente le onde di rigonfiamento in base ai seguenti parametri:
- Lunghezze d'onda elevate: la distanza tra due creste d'onda consecutive può essere notevolmente maggiore rispetto a quella delle onde del vento.
- Periodi lunghi: l'intervallo di tempo tra due creste successive dell'onda (periodo dell'onda) è più lungo e spesso varia da 10 a 20 secondi o più.
- Uniformità: le onde di marea presentano un andamento più uniforme rispetto alla natura irregolare delle onde di vento.
Comprenderlo è vitale per mantenere la stabilità e la sicurezza delle navi. Può causare significativi movimenti di beccheggio (movimento su e giù – Pitch) e rollio (movimento laterale – Roll) delle navi. Un beccheggio e un rollio eccessivi possono portare a spostamenti del carico, stress strutturale e disagio per l'equipaggio.
In determinate condizioni, le grandi onde di mareggiata possono comportare il rischio di ingavonamento (perdita di controllo della rotta) e di capovolgimento, in particolare per le imbarcazioni più piccole e quelle con centri di gravità elevati.
Navigare perpendicolarmente o contro la mareggiata aumenta la resistenza. Di conseguenza, ciò aumenta anche il consumo di carburante. Pertanto, i navigatori pianificano comunemente le rotte. Queste rotte, al contrario, consentono alle imbarcazioni di muoversi nella direzione della mareggiata. Prevedere l'altezza delle onde di mareggiata è fondamentale per la pianificazione; allo stesso modo, prevedere il periodo delle onde di mareggiata è altrettanto cruciale per la pianificazione. In definitiva, questo aiuta a determinare le regolazioni ottimali di rotta e velocità. Queste modifiche, inoltre, minimizzano il consumo di carburante. Inoltre, aiutano anche a evitare condizioni di navigazione difficili.
Riduzione dell'impatto del moto ondoso sul sollevamento verticale
I sensori inerziali sono un componente cruciale nei sistemi di attenuazione attiva del rollio e del beccheggio per le navi. Non agiscono direttamente sul fenomeno, ma forniscono i dati di movimento essenziali in tempo reale che consentono ai sistemi attivi di contrastare gli effetti del moto ondoso sulla nave.
Il processo di attenuazione prevede tre fasi principali: Misurazione, Previsione e Compensazione.
I sensori combinano giroscopi e accelerometri. Misurano con precisione il movimento a sei gradi di libertà (6-DOF) della nave. Gli accelerometri misurano i movimenti di traslazione. Tali movimenti includono sussulto (heave), sussulto longitudinale (surge) e scivolamento laterale (sway). Inoltre, i giroscopi misurano i movimenti di rotazione. Tali movimenti sono rollio, beccheggio e imbardata.
