Corso di Scienze della Navigazione per il secondo biennio e il quinto anno degli Istituti Tecnici Settore Tecnologico – Indirizzo Trasporti e logistica – Metodi e strumenti per la navigazione astronomica e moderna, tenuta della guardia e comunicazioni di bordo, influenza dei principali fenomeni oceanografici sulla conduzione della nave – con contenuti per il CLIL – Libro Misto con contenuti digitali integrativi – digiWORLD tutto compreso
Questo testo è pensato per lo svolgimento della disciplina Scienze della Navigazione, Struttura e Costruzione del Mezzo nelle articolazioni Conduzione del Mezzo (opzioni Conduzione del Mezzo Navale e Conduzione di Apparati e Impianti Marittimi) e Logistica, oltre a rappresentare un valido supporto per i corsi tenuti presso gli Istituti Tecnici Superiori operanti nell’ambito della mobilità sostenibile – settori trasporti marittimi e pesca; risultando coerente con le Linee Guida elaborate dal MIUR relativamente al profilo del nuovo Istituto Tecnico dei Trasporti e Logistica e con la Convenzione Internazionale IMO STCW (Table A-II/1), si rivela adatto a sostenere le esigenze di qualità e tracciabilità dei percorsi formativi finalizzati all’accesso alle professioni marittime, sia a livello della scuola secondaria di secondo grado, sia a livello ITS.
I contenuti sono riconducibili ai percorsi del secondo biennio e del monoennio finale delle articolazioni citate: astronomia nautica (strumenti e procedimenti per i problemi di navigazione astronomica, compresa la correzione delle bussole), navigazione integrata e strumentazione di bordo (radar, ARPA, AIS, ECDIS, GNSS, ecoscandagli, autopilota ecc.), tenuta della guardia (COLREGs, cinematica, ships’ reporting systems e TSS), comunicazioni (GMDSS, Codice Internazionale dei Segnali, uso delle SMCP), fenomeni oceanografici e navigazione meteorologica (maree, correnti, moto ondoso, navigazione in presenza di ghiacci, fonti delle informazioni meteorologiche).
Il volume è organizzato per Moduli e Unità Didattiche che vanno a costituire una struttura a blocchi pensata per agevolare l’utilizzo su programmazioni differenti nel rispetto del curricolo locale dei diversi Istituti, inoltre tale approccio permette di progettare Unità di Apprendimento significative anche in senso transdisciplinare.
Il testo è ricco di fotografie e immagini a colori opportunamente inserite all’interno di trattazioni mantenute il più possibile sintetiche e dirette, caratterizzate da un pragmatismo che esclude l’intervento di pesanti considerazioni matematiche. Particolare attenzione è stata rivolta all’inglese, sia in termini di microlingua sia in termini più orientati allo sviluppo di autentiche competenze comunicative; per ogni termine tecnico, opportunamente evidenziato, è stato riportato il corrispettivo inglese, mentre il Capitolo 17, relativo alla Convenzione COLREG, e il Capitolo 21, relativo all’uso delle SMCP, sono predisposti per essere svolti con metodologia CLIL, quindi presentati direttamente in lingua inglese e corredati da suggerimenti per lo svolgimento di task efficaci.
Sono presenti in grande numero esempi svolti ed esercizi con risultati, inoltre al termine di ogni Unità Didattica viene proposta una scheda di autovalutazione contenente quesiti di diversa tipologia; non mancano sussidi per momenti di ripasso presentati in forma di mappe concettuali, mentre numerose espansioni on-line, anche multimediali, forniscono supporto per una migliore comprensione degli argomenti e aprono ad eventuali approfondimenti; sempre sul web sono state sviluppate le parti afferenti alla didattica laboratoriale e trovano spazio utili formulari. Il volume è munito di un indice analitico bilingue, comprendente anche i numerosi acronimi, che consente di trovare agevolmente gli argomenti di proprio interesse e funge da vocabolario tecnico italiano-inglese e inglese-italiano.
Fondamenti di Navigazione e Meteorologia nautica 2, infine, è un volume Digiworld tutto compreso! Con l’acquisto di questo libro lo studente ha già a disposizione tutto quello che occorre per studiare, integrando libro e risorse digitali: volume cartaceo + e-book + estensioni on line. In particolare per queste ultime, gli approfondimenti presenti sono segnalati da appositi box all’interno dei singoli paragrafi. Il codice alfanumerico posto alla fine del volume consente, collegandosi al sito www.simonescuola.it, di scaricare gratuitamente la versione e-book integrale del testo e di accedere a tutti i materiali digitali integrativi.
Ringraziamenti
L’autore ringrazia la Fondazione Accademia Italiana della Marina Mercantile di Genova, nelle persone della Dott.ssa Daniela Fara e del Presidente Eugenio Massolo, l’Ente per l’addestramento di osservatori radar «G. Marconi» di Genova nella persona del Com.te Giorgio Pitacco, l’Istituto Tecnico dei Trasporti e Logistica «Nautico San Giorgio» di Genova, nella persona della Prof.ssa Angela Pastorino e l’Università degli Studi di Napoli «Parthenope».
Si ringraziano amici e colleghi che a vario titolo hanno reso possibile la progettazione e la realizzazione di questo testo, in particolare Carol Isabella Stark, Antonio Adduci, Sergio Bergamaschi, Simone Bertollo, Michele Casu, Daniele De Angelis, Edoardo Dellepiane, Riccardo Fava, Michele Longinotti, Matteo Santagata e Fabrizio Saponaro.
Si ringraziano enti e aziende che hanno gentilmente fornito immagini e fotografie: International Maritime Organization, Wärtsilä SAM Electronics, Raytheon Anschütz per il tramite di Angelo Podestà Srl, United Kingdom Hydrographic Office, Istituto Idrografico della Marina, Fisheries and Oceans – Canada, MetOffice – UK’s National Weather Service, Costa Crociere Spa, EUMETSAT, Norden A/S, Intellian.
Un ringraziamento particolare è riservato alla mia famiglia, ai miei studenti e ai colleghi di tutta Italia.
Modulo 1 Navigazione astronomica
U.D. 1 – Fondamenti di Astronomia Nautica
- La sfera celeste
1.1 Punti e piani fondamentali
1.2 Sistemi di coordinate celesti
1.3 Triangolo astronomico di posizione e sua risoluzione
1.4 Moto diurno apparente della sfera celeste
1.5 La meccanica celeste e il sistema solare
1.6 Moto del Sole
1.7 I crepuscoli
1.8 Moto della Luna
Esercizi
Mappa concettuale di ripasso
- Il problema del tempo in Astronomia Nautica
2.1 Il diagramma orario
2.2 Relazione fondamentale degli angoli orari
2.3 Intervalli di tempo astronomici
2.4 Sole vero e sole medio
2.5 Tempo universale e data civile
2.6 I fusi orari
2.7 Il cronometro marino
Esercizi
Mappa concettuale di ripasso
- Effemeridi Nautiche
3.1 Generalità
3.2 Contenuto delle pagine giornaliere
3.3 Contenuto delle pagine di interpolazione
3.4 Determinazione dell’angolo al polo e della declinazione
Esercizi
Mappa concettuale di ripasso
- Il sestante
4.1 Struttura del sestante e suoi accessori
4.2 Principio ottico del sestante
4.3 Verifica e rettifica del sestante
4.4 Effetto della depressione apparente dell’orizzonte sulle altezze osservate
4.5 Effetto della rifrazione astronomica sulle altezze osservate
4.6 Effetto della parallasse diurna e del semidiametro sulle altezze osservate
4.7 Correzione delle altezze
Esercizi
Mappa concettuale di ripasso
Test di autovalutazione
U.D. 2 – Prime applicazioni di Navigazione Astronomica
- Identificazione degli astri
5.1 Allineamenti stellari
5.2 Star finder
5.3 Identificazione di un astro incognito mediante il calcolo
Esercizi
Mappa concettuale di ripasso
- Determinazione della latitudine
6.1 Altezze meridiane
6.2 Calcolo della latitudine con osservazione di astri al passaggio al meridiano
6.3 Calcolo della latitudine con osservazione della stella Polare
Esercizi
Mappa concettuale di ripasso
- Controllo delle bussole con metodi astronomici
7.1 Gli azimut ed il controllo delle bussole in navigazione
7.2 Calcolo degli azimut veri
7.3 Controllo delle bussole con l’amplitudine
Esercizi
Mappa concettuale di ripasso
Test di autovalutazione
U.D. 3 – Determinazione della posizione della nave con metodi astronomici
- Il fix astronomico con due rette d’altezza
8.1 Circonferenza d’altezza
8.2 Linearizzazione della circonferenza d’altezza nell’intorno del punto stimato
8.3 Retta d’altezza di Saint Hilaire
8.4 Tracciamento delle rette d’altezza e loro trasporto
8.5 Fix con due rette d’altezza
8.6 Fix con l’osservazione del Sole
Esercizi
Mappa concettuale di ripasso
- Il fix astronomico con valutazione degli errori
9.1 Errori del punto nave astronomico
9.2 La bisettrice d’altezza
9.3 Fix con tre rette d’altezza
9.4 Fix con quattro rette d’altezza
Esercizi
Mappa concettuale di ripasso
Test di autovalutazione
Modulo 2 Strumentazioni di plancia
U.D. 1 – Strumenti di posizionamento e controllo
- Radar e Arpa
10.1 Generalità e normativa di riferimento
10.2 Principio di funzionamento del radar e sue componenti
10.3 Portate del radar
10.4 Caratteristiche dimensionali del segnale e accuratezza del radar
10.5 Disturbi ed errori del radar
10.6 Impostazioni di visualizzazione dello schermo radar e ARPA
10.7 Principali funzioni radar e ARPA
10.8 Allarmi radar
10.9 Risponditori radar
Mappa concettuale di ripasso
- Identificazione delle altre navi
11.1 Il sistema AIS
11.2 Il sistema LRIT
Mappa concettuale di ripasso
- Sistemi di posizionamento satellitare
12.1 Generalità sui sistemi GNSS esistenti
12.2 Architettura del sistema GPS
12.3 Segnali e codici del sistema GPS
12.4 Calcolo della posizione GPS con misure di codice
12.5 Errori del GPS
12.6 Qualità dei dati GPS e GDOP
12.7 Il GPS differenziale DGPS
12.8 Altri sistemi GNSS
Mappa concettuale di ripasso
- Ecoscandagli
13.1 Generalità e normativa di riferimento
13.2 Principio della misura di profondità
13.3 Disturbi e accuratezza del sistema
13.4 Tecnologie utilizzate
Mappa concettuale di ripasso
Test di autovalutazione
U.D. 2 – Integrazione dei sistemi di navigazione
- Cartografia elettronica ed ECDIS
14.1 Generalità e normativa di riferimento
14.2 Formati della cartografia digitale
14.3 Scale e scopi di navigazione delle carte elettroniche
14.4 Numerazione delle carte elettroniche
14.5 Accuratezza della carta elettronica
14.6 Componenti di un ECDIS
14.7 Impostazioni di visualizzazione della schermata ECDIS
14.8 Principali allarmi ECDIS
14.9 Planning con l’ECDIS
14.10 Monitoraggio con l’ECDIS
14.11 Voyage recording con l’ECDIS
14.12 Distribuzione e aggiornamento della cartografia elettronica
Mappa concettuale di ripasso
- Sistemi di navigazione integrata e pilotaggio automatico
15.1 Architettura di un sistema di navigazione integrata
15.2 Disposizione della strumentazione di plancia
15.3 Pilotaggio automatico
15.4 BNWAS
15.5 Registrazione dei dati di navigazione (VDR)
Mappa concettuale di ripasso
Test di autovalutazione
Modulo 3 Navigazione operativa
U.D. 1 – Conduzione della nave
- Tenuta della guardia
16.1 Generalità
16.2 VTS e Ship reporting systems
16.3 Ships’ routeing
Mappa concettuale di ripasso
- COLREGs (con metodologia CLIL)
17.1 Generalità
17.2 Part A
17.3 Part B Section I
17.4 Part B Section II
17.5 Part B Section III
17.6 Part C
17.7 Part D
17.8 Part E
Esercizi
Mappe concettuali di ripasso
- Cinematica
18.1 Concetti di moto assoluto e moto relativo
18.2 Trasposizione delle battute radar su diagramma rapportatore
18.3 Indicatrice del moto
18.4 Risoluzione del triangolo delle velocità per la determinazione del moto assoluto del bersaglio
18.5 Manovre evasive
18.6 Risoluzione problemi con più bersagli
18.7 Altri problemi di cinematica
18.8 Parallel indexing
Esercizi
Mappa concettuale di ripasso
Test di autovalutazione
U.D. 2 – Comunicazioni a bordo
- International Code of Signals
19.1 Generalità
19.2 Capitolo 1
19.3 Capitolo 2
19.4 Capitolo 3
19.5 Capitolo 4
Mappa concettuale di ripasso
- Lineamenti del sistema GMDSS
20.1 Generalità e normativa di riferimento
20.2 Aree GMDSS
20.3 Dotazioni di bordo
20.4 Richiami di teoria delle trasmissioni radio
20.5 Identificazione
20.6 Digital Selective Calling (DSC)
20.7 Radiotelex (NBDP)
20.8 Sistemi satellitari di comunicazione
20.9 Maritime Safety Information
20.10 Sistemi per la localizzazione automatica in caso di emergenza
Mappa concettuale di ripasso
- IMO SMCP (con metodologia CLIL)
21.1 Generals
21.2 SMCP content
21.3 Rules for communication
21.4 Emergency communications and signals
21.5 External standard phrases
21.6 Internal standard phrases
Mappa concettuale di ripasso
Test di autovalutazione
Modulo 4 Principali fenomeni oceanografici e loro influenza sulla navigazione
U.D. 1 – I movimenti delle acque
- Le maree
22.1 Generalità
22.2 La teoria di Newton
22.3 Maree teoriche lunisolari
22.4 Maree reali
22.5 Problemi nautici sulle maree
Esercizi
Mappa concettuale di ripasso
- Le correnti marine
23.1 Generalità
23.2 Flussi geostrofici
23.3 Circolazioni di deriva
23.4 Upwelling e downwelling
23.5 Circolazione superficiale globale
23.6 Circolazione superficiale dell’Oceano Atlantico
23.7 Circolazione superficiale dell’Oceano Pacifico
23.8 Circolazione superficiale dell’Oceano Indiano
23.9 Circolazione generale del Mar Mediterraneo
23.10 Correnti di Marea
Esercizi
Mappa concettuale di ripasso
- Il moto ondoso
24.1 Generalità
24.2 L’onda trocoidale
24.3 Generazione e caratteristiche delle onde oceaniche
24.4 Analisi statistica dello stato del mare
24.5 Osservazioni visuali e atlanti delle onde
24.6 Scala Douglas per lo stato del mare
Mappa concettuale di ripasso
Test di autovalutazione
U.D. 2 – Navigazione meteorologica
- Uso delle informazioni meteorologiche e climatologiche
25.1 Organizzazione globale dei servizi meteorologici e raccolta dei dati
25.2 Utilizzo professionale dei dati meteorologici
25.3 Carte al suolo e carte in quota
25.4 Satelliti meteorologici
25.5 Diffusione di informazioni meteorologiche in chiaro
25.6 Rotte meteorologiche e climatologiche
Mappa concettuale di ripasso
- Navigazione fra i ghiacci
26.1 Generalità sui ghiacci marini
26.2 I diversi stadi dei ghiacci di mare
26.3 Iceberg
26.4 Distribuzione geografica e temporale dei ghiacci
26.5 Individuazione della presenza del ghiaccio in mare
26.6 Formazione del ghiaccio a bordo
26.7 Preparazione della nave per la navigazione fra i ghiacci
26.8 Attenzioni di base per la condotta della navigazione fra i ghiacci
26.9 Le navi rompighiaccio
Mappa concettuale di ripasso
Test di autovalutazione
Indice Analitico
Acronimi utilizzati nel testo
Risultati degli esercizi
Risposte ai test di autovalutazione