Mètodes i Procediments de Posicionament i Velocitat del Vaixell
El posicionament precís i la determinació fiable de la velocitat són fonamentals per a la navegació segura i eficient de qualsevol vaixell. Permeten al navegant mantenir el vaixell dins de la derrota planejada, evitar perills i arribar a destí en el temps previst. Aquests mètodes han evolucionat des de tècniques visuals i astronòmiques fins a sistemes electrònics d'alta precisió.
1. Introducció al Posicionament i la Velocitat
- •Posicionament: Procés de determinar la ubicació geogràfica d'un vaixell sobre la superfície terrestre.
- •Velocitat: Mesura de la rapidesa i direcció del moviment del vaixell.
La combinació d'ambdós permet el control de la derrota, l'estimació de l'hora d'arribada (ETA) i la planificació logística.
2. Mètodes de Posicionament Visual (Navegació Costanera)
Aquests mètodes són tradicionals i encara essencials, especialment com a suport als sistemes electrònics en navegació costanera o en cas de fallada d'aquests. Requereixen l'observació de referències terrestres identificables a la carta.
- •Marcacions simultànies a objectes coneguts:
- •Principi: S'obtenen dues o més marcacions (visuals o per compàs) a objectes fixos identificats a la carta (fars, balises, promontoris).
- •Procediment: S'anoten les marcacions gairebé simultàniament. Es tracen les línies de posició (LdP) a la carta des de l'objecte fins al vaixell amb l'angle invers a la marcació. La intersecció d'almenys dues LdP proporciona la posició. Tres LdP són preferibles, formant un "triangle de cocked hat" si no hi ha errors.
- •Avantatge: Simple i ràpid.
- •Desavantatge: Requereix bona visibilitat i objectes a la vista.
- •Enfilacions i oposicions:
- •Enfilació: Línia de posició molt precisa obtinguda quan dos objectes a la costa (fars, boies) es troben visualment alineats. No requereix instruments de mesura angular.
- •Oposició: Línia de posició obtinguda quan un objecte es troba en la línia de la proa o popa del vaixell.
- •Avantatge: Molt precises, sense errors instrumentals.
- •Desavantatge: Només disponibles on hi ha referències adequades.
- •Demarcació i distància a un sol objecte:
- •Principi: Combinar una marcació (visual o compàs) d'un objecte amb la distància a aquest mateix objecte.
- •Distància per Radar: Mètode comú.
- •Distància per Alçada Coneguda: Si es coneix l'altura d'un objecte i s'observa el seu angle vertical (amb sextant o telèmetre).
- •Procediment: Es traça la marcació a la carta i un arc amb el radi de la distància des de l'objecte. La intersecció és la posició.
- •Sondeig:
- •Principi: Comparar la profunditat mesurada amb l'ecosonda amb les profunditats indicades a la carta en zones amb pendents pronunciats o isòbates clares.
- •Procediment: Realitzar múltiples sondejos mentre el vaixell es mou i comparar el perfil de profunditat amb la carta. Més útil com a verificació o suport.
- •Línies de posició per l'angle horitzontal (amb sextant):
- •Principi: Mesurar amb el sextant els angles horitzontals entre tres objectes fixes a la costa.
- •Procediment: Aquests angles defineixen un cercle que passa pel vaixell i els dos objectes. La intersecció de dos d'aquests cercles (formant-se amb tres objectes) dona la posició. Requereix l'ús d'un transportador de tres braços (Station Pointer) o resolució trigonomètrica.
- •Avantatge: Independent dels errors del compàs, molt precís.
- •Desavantatge: Complex.
- •Errors comuns en el posicionament visual: Errors d'observació, errors del compàs, error de carta (imprecisions en la localització dels objectes), identificació incorrecta d'objectes.
3. Mètodes de Posicionament Electrònic
Aquests són els mètodes primaris en la navegació moderna, oferint precisió i disponibilitat contínua.
- •Sistemes de Navegació per Satèl·lit (GNSS - Global Navigation Satellite Systems):
- •GPS (Global Positioning System): El sistema més conegut, operat pels EUA.
- •GLONASS: Sistema rus.
- •Galileo: Sistema europeu.
- •BeiDou: Sistema xinès.
- •Principis de funcionament: Els receptors de bord reben senyals de diversos satèl·lits. Mesurant el temps de propagació del senyal, el receptor calcula la distància a cada satèl·lit. Per trilateració (intersecció de tres o més esferes de distància), es determina la posició 3D (latitud, longitud, altura) i l'hora.
- •Precisió i fiabilitat: Ofereixen una precisió de pocs metres per a ús civil. Es valoren per:
- •Autonomia: Capacitat de funcionar de manera independent.
- •Integritat: Capacitat de detectar errors i avisar l'usuari.
- •Exactitud: Grau de concordança amb la posició veritable.
- •Disponibilitat: Percentatge de temps que el sistema proporciona informació vàlida.
- •Cobertura: Àrea geogràfica on el sistema és operatiu.
- •Sistemes d'augment (per millorar la precisió i integritat):
- •DGPS (Differential GPS): Estacions terrestres fixes corregeixen els errors del GPS i transmeten aquestes correccions als receptors propers.
- •SBAS (Satellite-Based Augmentation Systems): Satèl·lits geoestacionaris retransmeten les correccions DGPS per a una àrea àmplia (ex. WAAS, EGNOS).
- •GBAS (Ground-Based Augmentation Systems): Estacions terrestres que proporcionen correccions per a aplicacions molt locals (ex. aeroports).
- •Sistemes de Radiofrequència (històrics):
- •Loran-C, Decca, Omega: Sistemes que utilitzaven emissors terrestres per determinar la posició mesurant la diferència de temps en l'arribada dels senyals de ràdio. Han estat majoritàriament desmantellats a causa de la superioritat del GNSS.
- •Radar:
- •Ús per a posicionament: Mitjançant la mesura de la marcació i la distància a objectes costaners ben identificats (transponedors de radar o "racon").
- •Procediment: S'identifiquen al radar dos o tres objectes a la costa, es mesuren les seves marcacions i distàncies. Es traça la posició a la carta com amb els mètodes visuals.
- •ECDIS (Electronic Chart Display and Information System):
- •Integració: Els sistemes ECDIS integren el GNSS (o altres sensors de posicionament) directament amb les cartes electròniques (ENC). La posició del vaixell es mostra contínuament sobre la carta.
- •Funcionalitats: Alertes de proximitat a perills, planificació de derrota, monitorització automàtica de la derrota, informació en temps real.
4. Determinació de la Velocitat del Vaixell
La velocitat és un paràmetre clau per a la navegació, la planificació de l'ETA i la gestió del combustible.
- •Corredera (Log): Instrument que mesura la velocitat del vaixell respecte a l'aigua.
- •Corredera de pressió (Pitot): Basada en la pressió de l'aigua.
- •Corredera de roda de pales: Una petita hèlix que gira.
- •Corredera electromagnètica: Basada en els principis d'inducció electromagnètica.
- •Corredera Doppler: La més precisa. Emet polsos de so cap al fons marí (si la profunditat ho permet) o cap a la massa d'aigua i mesura el desplaçament de freqüència Doppler del senyal reflectit per calcular la velocitat. Pot mesurar STW i SOG (si hi ha fons).
- •Mesura STW (Speed Through Water): És la velocitat del vaixell respecte a la massa d'aigua on navega.
- •Calibratge de la corredera: Es realitza regularment per assegurar la precisió, sovint passant per una base mesurada o utilitzant referències GPS.
- •GPS/GNSS:
- •Mesura SOG (Speed Over Ground): La velocitat que mostra un receptor GNSS és la velocitat del vaixell respecte al fons marí. És la més rellevant per a la planificació i el control de la derrota.
- •Estimació de la velocitat:
- •Per recompte de revolucions del motor: Utilitzant una taula de relació entre RPM i velocitat (cal tenir en compte l'eficiència propulsiva i els corrents).
- •Per observació d'un objecte fix que passa per la proa/popa: Mètode aproximat.
- •Importància de la distinció STW vs SOG:
- •La diferència entre STW i SOG és la velocitat i direcció del corrent.
- •
SOG = STW + Velocitat del Corrent. - •Per a la navegació i l'ETA, el SOG és el més important. El STW és útil per mesurar el rendiment del vaixell i per la navegació d'estima.
5. Procediments de Control Continu del Posicionament i la Velocitat
Una vegada que el vaixell està en marxa, el control de la posició i la velocitat és constant.
- •Registres al quadern de bitàcola: S'anota la posició, l'hora, el rumb, la velocitat, el vent, l'estat de la mar i qualsevol esdeveniment rellevant a intervals regulars (sovint cada hora).
- •Intervals de fixació de la posició: La freqüència depèn de la zona de navegació. En aigües obertes pot ser cada hora o més, en aigües restringides o tràfic intens, de forma contínua amb GNSS/ECDIS.
- •Ús de línies de guàrdia i alarmes: En el planificador de ruta de l'ECDIS, es defineixen zones de seguretat (guard zones) i s'activen alarmes per profunditat, desviació de la derrota (XTD - Cross Track Distance), etc.
- •Sistema de vigia: Mantenir una vigilància visual i auditiva contínua de l'entorn per detectar perills i verificar les dades electròniques.
La combinació de mètodes tradicionals i electrònics, juntament amb un control rigorós, garanteix la seguretat i l'eficàcia de la navegació en tot moment.
OPOSGRATIS