Come orientarsi con la bussola

La bussola è uno strumento che serve per l’orientamento geografico in quanto indica costantemente una determinata direzione. Non è pacifica la priorità nell’invenzione della bussola. I Cinesi, basandosi sulla loro storia antica, la pretendono. In Europa, i primi ad usare la forza direttiva magnetica furono gli Amalfitani (secc. XII-XIII). Se ne attribuisce, infatti, l’invenzione ad un inesistente Flavio Gioia di Amalfi. Le primitive bussole erano costituite da un frammento di materiale magnetico posto sopra un pezzetto di legno o canna, galleggiante in un recipiente d’acqua. Tale uso venne fatto anche dai popoli mediterranei e, solo piú tardi, dai nordici. Intorno al sec. XIV si ebbe l’apparizione della bussola in una forma rudimentale simile alla moderna, con l’adozione del quadrante a forma di rosa, e della sospensione cardanica. A seconda dei principi fisici sui quali si basa il suo funzionamento la bussola può essere di diversi tipi e precisamente: bussola magnetica, bussola giroscopica, bussola a induzione, bussola radiomagnetica e bussola solare. Scopriamo insieme come orientarsi con la bussola.

Tipi di bussole

La bussola magnetica sfrutta il fatto che ogni massa magnetica libera di ruotare tende a disporre le proprie linee di forza parallelamente a quelle del campo magnetico terrestre. La bussola magnetica indica pertanto il ‘N magnetico e non il N geografico (i due punti non sono coincidenti); inoltre è soggetta ad errori in quanto le lince di forza del campo magnetico terrestre non sono rigorosamente rettilinee e di conseguenza l’angolo formato tra il meridiano geografico e dette lince di forza l’angolo di declinazione magnetica) varia, entro certi limiti, da punto a punto della superficie terrestre. Essenzialmente le bussole magnetiche sono costituite da un ago magnetico imperniato al centro e libero di ruotare sopra un quadrante; in pratica però la loro costituzione differisce molto a seconda dell’uso al quale sono destinate.

Si hanno pertanto differenti tipi di bussole:

  1. bussole di declinazione, per il rilievo della declinazione magnetica, costituita appunto da un ago libero di ruotare attorno a un asse verticale;
  2. bussole di inclinazione, del tutto analoga alla precedente ma nella quale l’asse di rotazione dell’ago è orizzontale;
  3. bussole per uso nautico o aeronautico, che costituisce il tipo piú in uso. È formata da un ago solidale con un cerchio graduato sul quale è riportata la rosa dei venti che ruotando rispetto a un riferimento fisso indica la posizione dei punti cardinali rispetto all’asse longitudinale della nave o dell’aeromobile. L’ago e il quadrante sono contenuti in un apposito recipiente detto mortaio e spesso sono immersi in un liquido, che in genere è costituito da una miscela di acqua e alcool, avente la funzione di smorzare le oscillazioni e di eliminare i fenomeni d’inerzia provocati da forti accelerazioni esterne (quali il tiro delle artiglierie sulle navi da guerra). Eventuali errori, provocati dalla presenza di masse Magnetiche nelle vicinanze dello strumento, vengono eliminati mediante appositi magneti di compensazione. Tutto il complesso, nel caso della bussola nautica, viene portato da una apposita colonnina detta chiesuola o abitacolo mentre, nel caso della bussola aeronautica, viene fissato al cruscotto mediante una sospensione di tipo cardanico;
  4. bussola da geologo, che è simile a una bussola del tipo a declinazione ma è altresì fornita di un particolare strumento, detto clinometro, che serve per la determinazione della pendenza e della orientazione degli strati geologici;
  5. bussola topografica, che è essenzialmente un goniometro mediante il quale è possibile rilevare l’angolo formato da una direzione qualsiasi con il meridiano magnetico. Pertanto è costituita da un cannocchiale, per lo più distanziometro, il cui asse ottico rimane costantemente in un piano verticale, da un cerchio graduato e da una livella. La bussola giroscopica basa il suo principio di funzionamento sul fenomeno per il quale una massa, posta in rapida rotazione attorno ad un asse, tende a mantenere inalterata la posizione di detto asse nello spazio. In pratica si tratta di un giroscopio ruotante ad elevata velocità.
  6. La bussola giroscopia, o girobussola, è entrata nell’uso in questi ultimi decenni ma, nonostante le difficoltà pratiche della sua realizzazione, ha dato risultati soddisfacenti in quanto è meno sensibile alle cause perturbatrici esterne. Si costruiscono anche strumenti costituiti dal complesso bussola magnetica e bussola giroscopica (la rosa di lettura è mantenuta fissa da un giroscopio mentre l’indicazione viene eseguita da un ago magnetico), che vengono detti bussole giromagnetiche.
  7. La bussola a induzione funziona sfruttando il principio per il quale quando un conduttore elettrico taglia le linee di flusso di un campo magnetico esso diviene sede di una forza elettromotrice e, se il conduttore fa parte di un circuito chiuso, viene percorso da una corrente che varia proporzionalmente all’intensità del campo e della direzione dell’asse di rotazione. Pertanto l’equipaggio mobile è costituito di un rocchetto di filo metallico, le cui rotazioni vengono rilevate da un misuratore della corrente circolante.
  8. La bussola radiomagnetica è ormai entrata nell’uso comune per navigazione aerea e permette dl rilevare la direzione di provenienza di fasci di onde elettromagnetiche uscenti da una determinata stazione emittente e di orientare secondo questa direzione la rotta. La bussola solare funziona sul principio della meridiana e viene usata per lo piú nelle regioni polari dove la bussola magnetica è inutilizzabile per rilevare la direzione del Sole.
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