Solitari senza giubbotto? No grazie!

Secondo un elaborazione dei dati effettuata dalla Guardia Costiera statunitense, la maggior parte delle morti per annegamento negli Stati Uniti riguardano persone sole a bordo di barche intorno ai 26 piedi. 

La Guardia Costiera ha notato che sulle piccole barche le persone avvertono più difficilmente il pericolo che tuttavia in questo caso è presente anche in condizioni meteo ottimali. 
Sulle piccole barche, infatti le persone possono cadere in acqua per i motivi più svariati: 

• grandi onde sollevate da navi di passaggio, 
• scivolate sul ponte, 
• una manovra involontaria improvvisa
• una brusca variazione dei pesi in barca...

Dopo la caduta in mare la barca, spesso, riprende a navigare lasciando la persona in acqua da sola e senza giubbotto. In molti di questi casi, le persone non riescono a nuotare sino a riva e muoiono per annegamento.

Molte di queste morti si potrebbero evitare se chi è solo a bordo della barca vestisse un giubbotto salvagente.

Il problema non riguarda solo gli Stati Uniti, anche da noi diverse persone hanno perso la vita per annegamento per non aver indossato il giubbotto salvagente a bordo quando erano sole in barca. 

Per fortuna in Italia, grazie alla formazione sugli aspetti della sicurezza in barca effettuata dalle scuole di vela, gli incidenti mortali sono percentualmente bassi se confrontati con le statistiche di altri paesi.

Per questo il messaggio deve arrivare forte e chiaro:

Se navigate da soli, 

indossate sempre il giubbotto salvagente!!!

Buon Vento.

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Come nascono e viaggiano le onde marine

Cosa siano le onde marine lo sappiamo tutti, ma chi di noi può veramente dire di sapere come nascono, come si propagano, perché si infrangono, quali sono i fattori che le influenzano... Se avete queste lacune sull'argomento e volete colmarle vi consiglio di leggere queste interessanti informazioni reperite in quell'immenso contenitore di conoscenza che è Internet.

ARTICOLO DI Paolo Andrea Gemelli pubblicato su Liguria Nautica
Il ciclo di vita di un’onda può essere diviso in varie fasi: 

• la formazione dovuta all’effetto del vento, 
• il progressivo accrescimento fino al raggiungimento di una dimensione massima, 
• il viaggio attraverso il mare e 
• la successiva perdita di altezza fino al momento in cui, sotto forma di mare lungo, l’onda si infrangerà sulla linea costiera.

Seguendo questo viaggio è allora possibile distinguere diverse tipologie di onde individuando con chiarezza alcuni elementi che, alla base dell’evoluzione dei sistemi ondosi, ne influenzano la struttura.

L’altezza ed il periodo di un’onda formata in acqua profonda dal vento dipendono da tre fattori:
-          la velocità media del vento
-          la durata del tempo per il quale il vento spira o ha spirato
-          il fetch: l’estensione dell’area di mare libero (senza ostacoli come terre emerse) sulla quale il vento può agire e l’onda propagarsi...

Se vi interessa continuate a leggere l'articolo qui

Se qualcosa ancora non vi è chiaro, e volete sapere davvero tutto sulle onde, allora armatevi di pazienza, prendetevi il vostro tempo  ed andate a leggere qui.

Buon Vento.

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Vela e ...Vettori

Perché navighiamo controvento?
Vi siete mai chiesti come fa una barca a vela a navigare controvento? 
La risposta la dovremo chiedere a Newton o Bernoulli e più precisamente al secondo principio della dinamica e al teorema di bernoulli.
La ragione è molto semplice e per capirla dobbiamo rifarci alla dinamica del volo.

Consideriamo il caso in cui l’ala è ferma e l’aria è in movimento. Nella figura sovrastante è rappresentato un profilo alare ed è disegnato il moto di due volumetti di fluido A e B che vengono separati dall’ala e passano il primo al di sotto di essa ed il secondo di sopra per poi rincontrarsi. A causa della forma dell’ala il volumetto A segue un percorso rettilineo mentre B ne segue uno curvo e quindi più lungo. Dato che i due volumetti impiegano lo stesso tempo per spostarsi dobbiamo ammettere che la velocità dell’aria al di sopra dell’ala sia maggiore di quella al di sotto. Quindi per il teorema di Bernoulli la pressione che preme sulla parte inferiore dell’ala è maggiore di quella che si esercita sulla parte superiore, ciò determina parte della forza chiamata portanza che sostiene l’aereo in volo.

La stessa cosa succede alla vela (che per la sua forma ha un comportamento assimilabile a quello di un ala di aereo) con l'unica differenza che la forza non è più diretta verso l'alto ma orizzontalmente.

Questo principio, abbinato all'uso della deriva, permette alla barca di avanzare di bolina, in linea retta. Cosa che non avverrebbe in assenza della deriva, infatti essa sotto il pelo dell'acqua genera una forza "uguale" in intensità, ma in contrasto nel verso, alla componente perpendicolare all'asse della barca della forza descritta sopra. 
Senza l'uso di questo accorgimento costruttivo, si determinerebbe solo lo scarroccio senza la possibilità di avere una bolina o rotta controllata.

Bolina
La freccia celeste indica la spinta laterale generata dalla depressione sul lato sottovento della vela; tale spinta può essere scomposta in due vettori, quello nero, che viene annullato dalla resistenza uguale e contraria generata dalla deriva immersa nell'acqua, e quello blu, che è la risultante spinta all'avanzamento della barca a vela.
Possiamo concludere che per poter far avanzare la barca a buone velocità è necessario fare dei buoni calcoli vettoriali per poter eliminare al massimo la resistenza.

Vettori e Vento apparente
Il vento apparente è quel particolare vento percepito da un osservatore in movimento. In condizioni di aria ferma, esso possiede intensità proporzionale e direzione opposte a quella del movimento. In presenza di vento reale, il vento apparente è la somma vettoriale del vento prodotto dall'avanzamento e del vento reale.

Nella navigazione a vela il vento apparente ha grande importanza perché è in relazione all'intensità e direzione di questo vengono regolate le vele per seguire una rotta prescelta. 
Poiché il vento apparente è quello che effettivamente agisce sull'imbarcazione, la sua velocità può essere misurata con l'anemometro di bordo. 
La strumentazione moderna consente anche di calcolare la velocità del vento reale quando sono conosciute la velocità della barca e del vento apparente.
I vettori delle velocità che concorrono al vento apparente sono rappresentati nel disegno, dal quale si può dedurre che il vento apparente coincide con il vento reale solo quando l'imbarcazione è ferma rispetto al fondo marino, mentre all'aumentare della velocità dell'imbarcazione il vento apparente si discosta sempre più dal vento reale per avvicinarsi al vento di avanzamento.

Poiché è il vento apparente ad incidere sulla velatura ne consegue che la navigazione con vento in poppa è sempre la meno efficace, poiché all'aumentare della velocità dell'imbarcazione corrisponde una proporzionale diminuzione dell'intensità del vento che agisce sulle vele. Infatti su di un qualsiasi mezzo che si muovesse ad una velocità equivalente a quella del vento reale e nella stessa esatta direzione, la percezione di vento apparente sarebbe nulla. (leggi questo interessante articolo).

Per il motivo sopra enunciato una imbarcazione a vela in procinto di raggiungere un punto (boa) posto nella direzione del vento avrà maggiore velocità di avvicinamento all'oggetto non percorrendo la rotta più breve e con vento in poppa, bensì bordeggiando in modo tale da mantenere un angolo con la direzione del vento apparente più favorevole alla efficacia della velatura. È questo il tipo di navigazione che cerca una imbarcazione in regata, in un percorso a bastone e al momento di affrontare il lato di poppa.
Alcune imbarcazioni a vela, in particolare multiscafi o tavole a vela, generando con l'avanzamento un notevole vento apparente, possono navigare a velocità superiori al vento reale presente in quel momento. In genere questo avviene in navigazioni con vento al traverso della rotta seguita dall'imbarcazione. 

Buon Vento.

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La stabilita’ della barca

Se per il galleggiamento di una barca il discorso è abbastanza semplice, si prende il principio di Archimede e lo si mette in  pratica (dislocamento), per la stabilità le cose si complicano.
La stabilità poppa prua (beccheggio) è data dalla lunghezza dello scafo e perciò è sempre considerevole, mentre per ottenere la stabilità trasversale (rollio) occorre lavorare in due diverse direzioni:

• Stabilità di forma
• Stabilità di peso

 Nella stabilità di forma ad un’inclinazione dello scafo corrisponde un allontanamento del punto di spinta esercitato  dall’acqua sullo scafo e il baricentro della carena, maggiore è la distanza tra questi punti e maggiore sarà la forza  raddrizzante.

Il massimo di stabilità si ha con i catamarani  e trimarani anche se taluni progettisti stanno realizzando delle forme sempre più stabili anche per le barche.

 La stabilità di peso si ottiene spostando in basso, rispetto alla superficie dell’acqua il baricentro della carena. A barca  orizzontale il punto di spinta e il baricentro di carena sono sullo stesso asse e la stabilità è nulla; aumentando lo  sbandamento i due punti si allontanano costruendo una forza raddrizzante che sarà massima con lo scafo a 90°.

Quanto detto porta a dividere le imbarcazioni in due grandi categorie:

• Gli scafi a stabilità di forma da sempre conosciuti in oriente e nel pacifico, leggeri, maneggevoli e con alte prestazioni.
• Gli scafi a stabilità di peso culturalmente noti in europa dalla nascita della navigazione, meno maneggevoli, con prestazioni limitate ma con la possibilità di stivare molta più merce.

Da sempre per aumentare la stabilità trasversale di una barca sotto vela si usa spostare i pesi a bordo, che potevano essere merci, per un veliero commerciale o armamento per un veliero armato di cannoni.

   

 Oggi sulle grandi barche a vela o sugli scafi da regata si usano i water ballast; serbatoi laterali che possono essere riempiti  d’acqua alternativamente con l’ausilio di potenti pompe in modo che il serbatoio sopravvento con il peso dell’acqua  imbarcata contribuisca a contrastare la forza del vento sulle vele. 

  

 Un altro sistema in uso sulle moderne imbarcazioni è l’adozione della canting keel; ovvero la possibilità di ruotare  sopravvento la pinna di deriva aumentando così il momento raddrizzante dello scafo.

I water ballast, sono di facile  costruzione e non presentano molte difficoltà ma hanno la massima efficacia a barca diritta perdendola con l’aumentare dello sbandamento.
La canting keel invece agisce egregiamente anche ad angoli di sbandamento notevoli,  ha però notevoli complicazioni tecniche e perde superficie di deriva quando è inclinata. Per questo motivo si  aggiungono delle derive a baionetta che complicano ulteriormente la costruzione.

Buon Vento.

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Vela e ... Forze in gioco

Tante sono le domande che vengono in mente vedendo come si comportano gli oggetti in acqua.
Chi, vedendo una barca, una nave o qualunque altro oggetto sull'acqua, non si è posto mai la domanda perché galleggia?

PERCHÉ LA BARCA GALLEGGIA?
La risposta  a tale domanda la diede nel III secolo a.c un matematico e fisico greco di nome Archimede che scoprì che si poteva calcolare il volume di un corpo di forma irregolare misurando il volume dell'acqua che veniva spostata quando il corpo veniva immerso.

"... un corpo immerso in un liquido riceve da quest'ultimo una spinta verso l'alto, pari al peso di liquido spostato dal corpo stesso...".

Proviamo ad immergere completamente un cubo di un decimetro per lato in acqua. Esso sposterà un decimetro cubo del liquido, quindi riceverà dal liquido una spinta verso l'alto di circa un chilogrammo, visto che 1 decimetro cubo di acqua pesa appunto 1 kg.
A questo punto se il cubo peserà meno di un chilogrammo riemergerà fino a lasciare immersa una parte pari al peso di liquido spostato. Altrimenti affonderà in quanto la forza di sprofondamento dovuta al peso sarà superiore alla spinta della forza di Archimede.

Su tale principio come è ovvio si basa anche il galleggiamento di una barca a vela.

Come potrete notare dalle due figure per poter capire il fenomeno dobbiamo rifarci alle forze in gioco. In base a tale principio i corpi immersi nell'acqua ricevono una spinta FA verso l'alto uguale al peso del liquido spostato.
Ricordiamo però, che tutti i corpi sono soggetti ad un'altra spinta FP dovuta al loro peso.
Quale di queste due forze contrarie prenderà il sopravvento?
Basta riflettere che la prima delle due forze è in rapporto con il volume dell'acqua spostata e quindi con il volume del corpo,mentre la seconda è dovuta al peso del corpo.
Perciò i corpi di grande volume e di piccolo peso tendono a galleggiare ,mentre quelli di piccolo volume e grande peso affondano.
L'equilibrio si verifica quando il corpo pesa per unità di volume ,esattamente quanto l'acqua e cioè quando ha un peso specifico uguale a quello dell'acqua.
Un corpo più leggero dell'acqua s'immerge finché il suo peso complessivo uguaglia quello del liquido spostato dalla parte del corpo immersa.
In formule avremo:
FA=pp V,
dove FA è la forza di Archimede pp è il peso specifico del fluido e V il volume del corpo immerso.

SCUFFIA: CAPOVOLGIMENTO DI UNA IMBARCAZIONE
E interessante conoscere anche le forze che entrano in gioco allorché una barca scuffia ovvero si capovolge, cosa che può accedere a causa di forti condizioni di vento o di onda. 

La proprietà che si oppone allo sbandamento e non permette alla barca a vela di scuffiare durante la navigazione è la stabilita di galleggiamento.
Per sbandamento si intende l'angolo con cui la barca è inclinata rispetto al piano perpendicolare a quello di navigazione, ovviamente uno sbandamento di 180° implica il ribaltamento dell'imbarcazione. 
Per evitare il ribaltamento dell'imbarcazione, occorre generare forze di due tipi che si oppongono alla forza di ribaltamento:

1. aumentare la parte immersa del natante nel movimento di sbandata
2. generare un contrappeso (zavorra) sul lato opposto a quello della sbandata

Il contrappeso può essere di tipo umano (equipaggio) o strutturale, cioè ponendo un peso elevato sul punto più immerso della chiglia, il quale si dice bulbo. 
Nel primo caso, cioè aumentando la parte immersa dell'imbarcazione, si sfrutta il principio di Archimede o galleggiamento, nell'altro la forza di gravità. 
Per aumentare la coppia di raddrizzamento alcune imbarcazioni usano riempire con acqua dei serbatoi (Ballast) sui lati sopra vento.

Un altra domanda che spesso molti si pongono riguarda il funzionamento dei sommergibili.

PERCHÉ I SOMMERGIBILI  POSSONO GALLEGGIARE E AFFONDARE?
I sistemi usati per fare immergere, emergere o, in generale variare di quota un sottomarino o un sommergibile sono essenzialmente due: 

• uno statico , fondato sul bilanciamento tra il peso del sommergibile e la spinta al galleggiamento che esso riceve in base al principio di Archimede
• uno dinamico , che sfrutta, quando il sommergibile è immerso ed in moto, la portanza dei suoi timoni di profondità.

Come ogni corpo immerso in un liquido, il sommergibile è soggetto principalmente a due forze: la forza peso, diretta verticalmente dall'alto verso il basso, la spinta idrostatica, diretta verticalmente dal basso verso l'alto e di intensità pari al peso del volume del liquido spostato (nel nostro caso, acqua marina).
Per far immergere un sommergibile si deve aumentarne il peso in modo che esso superi in intensità la spinta idrostatica.

Questo si ottiene immettendo acqua marina in appositi compartimenti allagabili ("casse"). Ciò fa aumentare il peso del sommergibile, che tende quindi ad immergersi. 
Per far riemergere il battello basta espellere l'acqua da una delle casse (la cassa emersione) immettendovi aria compressa, prelevata da apposite bombole (interne allo scafo). L'alleggerimento dovuto alla sostituzione della zavorra d'acqua nella cassa emersione con aria, consente al sommergibile di portarsi in "affioramento" (vale a dire con la sola torretta fuori dall'acqua). In questo assetto è possibile aspirare aria dall'atmosfera e pomparla dentro alle casse ancora allagate, diminuendo ulteriormente il peso del sommergibile e portandolo così completamente in superficie.

Buon Vento.

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