MMPH · Cap.11 Instrumentos Náuticos — Navegação: A Ciência e a Arte

Manobrar em águas restritas exige medir o tempo todo quatro grandezas: direção, velocidade/distância percorrida, distância a um ponto e profundidade — cada uma com seu instrumento.

Escolha a bordoDepende de três fatores: o porte do navio, o seu uso e os recursos disponíveis.

Confiar numa indicação errada — um odômetro que mede na água e não no fundo, um app não homologado — é fonte direta de acidente.

Oito grupos por finalidade

Finalidade	Instrumentos	§
Direções	agulhas + marcação/azimute	§2
Velocidade / distância percorrida	odômetros, velocímetros	§3
Distâncias no mar	estadímetros, sextante, guarda-posto	§4
Profundidades	prumo de mão, ecobatímetro	§5
Cartas em papel	réguas, compasso, transferidor universal	§6
Cartas digitais	ECDIS, ECS	§7
Ampliar a visão	binóculos, lunetas	§8
Outros	cronógrafo, calculadora, lanterna, apps	§8

Os quatro primeiros grupos medem grandezas do mundo (direção, velocidade, distância, profundidade); os demais servem ao uso da carta e à ampliação dos sentidos.

Agulha	Local	Função
Agulha padrão	Tijupá (livre de influências, visada desobstruída)	Rumos e marcações — é a referência
Agulha de governo	Passadiço, por ante-a-vante da roda do leme	Governo; seu rumo sai por comparação com a padrão

Configuração atualSuprimiu-se a agulha de governo: na padrão (Tijupá) instala-se um periscópio que leva a leitura de rumo ao timoneiro no Passadiço (NHo Cruzeiro do Sul).

Rosa-dos-rumos

1 ponto › 360°/32 pontos › = 11°15' (subdivisível em ½ e ¼ de ponto)

**Fig. 11-1** — Agulha Magnética (Tijupá) e Periscópio (Passadiço) instalados no NHo Cruzeiro do Sul — — upá, um periscópio para leituras de rumo pelo timoneiro, no Passadiço, conforme a configur

4 cardeais (N, E, S, W) → 4 intercardeais (NE, SE, SW, NW) → 8 colaterais.

**Fig. 11-2** — Rosa Graduada em Graus, Pontos e Quartas

**Fig. 11-3** — Agulha de Fluxo Magnético (mostrador analógico) instalada no NHo Amorim do Valle

Agulha eletrônica (fluxgate compass)

Mede o campo magnético terrestre; transmite-se e exibe-se remotamente, alimenta radares e piloto automático.
Funciona em latitudes mais altas que a agulha magnética convencional.

**Fig. 11-4** — Agulha de Fluxo Magnético (mostrador digital)

Magnetômetro de smartphone/tablet

PrincípioEfeito Hall: tensão proporcional ao campo em 3 eixos, faixa até 2 mT/eixo — o campo terrestre fica entre 20 e 70 μT. Traz acelerômetro p/ corrigir a inclinação.

Posição oficial da MB: não reconhece esses aplicativos — não substituem as agulhas magnéticas convencionais.

Giroscópicas modernas

Fibra óptica sem partes móveis: o FOG (Fiber Optic Gyroscope) e o RLG (Ring Laser Gyroscope). Vantagens: menos manutenção, estabilização rápida, medem atitude do navio (ex.: NAVIGAT 3000, Sperry).
Rumo por duas antenas GPS em barra fixa — sai da diferença de posições. Limitação: deixa de ser sensor autônomo e passa a depender de sistemas externos.

Giropiloto, registrador e ECDIS

Piloto automático (giropiloto quando ligado à giro): atua quando o navio sai só 1/3 de grau do rumo; indica variação de 1/6 de grau. Ganho: mais distância p/ o mesmo combustível.
Registrador de rumos: registra rumos × tempo → recompor derrotas e prova de manobras em acidentes.

**Fig. 11-6** — NAVIGAT 3000 Gyro Compass (fabricante: Sperry Marine)

**Fig. 11-7** — Antenas GPS montadas em estrutura fixa no Tijupá do NHi Sirius — — ituído por duas antenas de um posicionador por satélites, montadas em uma barra fixa, conf

O piloto automático é cego — sujeito a avarias e falhas; exige vigilância permanente.

Marcações e azimutes

Espelho azimutal — alidade com espelho e prisma; obtém azimutes e marcações.
Alidade telescópica — luneta sobre o círculo. Limitação: campo de visão estreito — com o navio jogando, perde a visada.
Alidade autossíncrona (self-synchronous) — motor síncrono comandado pela giro mestra; mantém a marcação travada mesmo com o navio jogando (Figura 11.11), para objetos distantes.

**Fig. 11-10** — Alidade Telescópica, em uso no NPqHo Vital de Oliveira

Agulha digital de mão	Característica-chave
DATASCOPE	Luneta 5×30; memória de 9 marcações; aceita declinação e dá marcação verdadeira direto.
STARSCOPE	Semelhante + visão noturna, amplificando mais de 1.000 vezes a luminosidade.

**Fig. 11-12** — Bússola digital e Estadímetro eletrônico KVH DataScope, em uso no NApOc Ary Rongel

**Fig. 11-13** — Bússola digital StarScope com dispositivo de visão noturna

Odômetro	Mede velocidade em relação a…
Superfície	massa d'água (na superfície)
Fundo (pressão ou eletromagnético)	massa d'água (junto à quilha)
Doppler	fundo do mar (velocidade real sobre o fundo)

**Fig. 11-14** — Odômetro de superfície mecânico

Só o Doppler mede velocidade em relação ao fundo. Os de superfície e de fundo medem em relação à água — afetados por corrente, maré e vento.

Superfície

Como éHélice rebocado + volante + linha + registrador; equipamento de emergência. Dá a distância, não a velocidade direta.

Fundo — pressão (tubo de Pitot)

Diferença entre pressão estática (imersão) e dinâmica (movimento na água) → quanto maior a velocidade, maior a diferença.
Haste projeta-se 0,60 m a 0,75 m abaixo da quilha; precisão da ordem de meio nó (ruim a baixa velocidade).

**Fig. 11-15** — Leitura no Registrador do Odômetro de Superfície Mecânico

Fundo — eletromagnético (FEM)

PrincípioCampo, movimento e FEM induzida a 90° entre si. Mais rigoroso: erro de 0,1 nó e faixa de 0 a 40 nós.

Doppler

f' = f · V/(V − v) › Christian J. Doppler (1842)

**Fig. 11-16** — Odômetro de Fundo (tipo de pressão)

**Fig. 11-17** — Princípio de Funcionamento do Odômetro de Fundo, tipo Eletromagnético

**Fig. 11-18** — Elemento Sensível do Odômetro de Fundo, tipo Eletromagnético

Único a medir velocidade sobre o fundo; indica velocidades muito pequenas.
Referência: fundo até ~90 m; massa d'água a partir de 90 m (sinal contínuo só até 50 m).
Precisão ~0,5% da distância (em 360 milhas, ~1,8 milha). VLCC/ULCC: sonar Doppler em dois eixos — útil na atracação.

**Fig. 11-19** — Indicador do Odômetro de Fundo, tipo Eletromagnético.

**Fig. 11-21** — Odômetro Doppler – FURUNO DS-80 – Transdutor e Indicador de Velocidade — — e marés, ventos, etc. O odômetro Doppler também tem a vantagem de poder indicar velocidade

VelocímetroHaste puxada pela água (hidráulico) ou hélice + gerador (frequência ∝ velocidade). Conferido pela corrida da milha; usado em embarcações menores.

A velocidade para um mesmo RPM não é função linear das RPM — depende de limpeza do casco, mar, calado e vento (tabela RPM × velocidade, COND.1/2/3).

Efeito da corrente

Situação (corrente 2 nós)	Odômetro	Fundo
Fundeado	2 nós	0
À deriva, sem máquina	0	2 nós
10 nós na água, a favor	10	12
10 nós na água, contra	10	8

Corrida da milha

Percorre distância conhecida entre marcas em terra; para anular a corrente, tomar a média de duas corridas em rumos opostos.
Condições: profundidade de pelo menos 5 vezes o calado; já no rumo ~1 milha antes.

Calibragem

e_i(%) = (v_od − v_fd)/v_od × 100 › corrigir com sinal contrário

Ex. NT Brekelé: v_fd=9,91; v_od=10,30 → e_i=+3,8% (corrige −3,8%). Mesmo corrigido, ainda mede na massa líquida.

**Fig. 11-24** — Corrida da Milha (Carta 1508)

Sem odômetroObjeto flutuante lançado da proa: v(nós) = L/(0,514·t) ≈ 2L/t (1 nó = 0,514 m/s).

A distância a um ponto é uma LDP: a posição fica sobre um arco de raio igual à distância.

**Fig. 11-25** — Estadímetro Fiske (tipo Standard) — — Os estadímetros mecânicos mais comuns são o do modelo Fiske (tipo Standard), con -forme ap

Estadímetro & sextante

d = h · cotg α › ângulo vertical de objeto de altitude conhecida

**Fig. 11-26** — Estadímetro Brandon (tipo Sextante) — — Os estadímetros mecânicos mais comuns são o do modelo Fiske (tipo Standard), con -forme ap

**Fig. 11-27** — Operação do Estadímetro Fiske

Estadímetro mecânico: 250 a 10.000 jardas (0,1 a 5 milhas), preciso só até 2.000 jardas (1 milha); alvo entre 50 e 200 pés (15 a 60 m). Fiske (Standard) × Brandon (Sextante); o eletrônico é o KVH DataScope.
Sextante (Tamaya MS-733): D = H · cotg α. A distância é ao objeto, não à linha de costa, e só vale aquém do horizonte.

**Fig. 11-28** — Estadímetro eletrônico KVH DataScope em uso no NHo Cruzeiro do Sul — — a digital, como apresentado no subitem 11.2.2, um Estadímetro eletrônico e um Cronômetro,

**Fig. 11-30** — Leitura da distância no Estadímetro KVH DataScope — — e informado em metros, a distância será em metros, e assim para qualquer outra unidade (pé

**Fig. 11-32** — Medição de ângulo vertical — — o ângulo vertical que o subtende. Com efeito, suponha-se que um navegador, conforme o esqu

Guarda-posto

UsoRefração luminosa p/ distância entre dois navios — navegação em formatura. Prismas 16 e 32 pés a 0,1 milha (uma amarra); diagrama dá 50 em 50 m (prisma 32) e 100 em 100 m (prisma 16).

Distância ao horizonte

D = 2√h › com objeto: D = 2√h + 2√H

**Fig. 11-33** — Distância à costa e distância calculada — — Por seu turno, é preciso sempre considerar que, com o emprego deste método, a distância ob

**Fig. 11-34** — Distância a objeto além do Horizonte — — ura conhecida está além do horizonte (ou seja, quando sua parte inferior não é visível), c

Ex.: h=9 m, H=100 m → D = 6 + 20 = 26 milhas.

**Fig. 11-36** — Diagrama para Uso do Guarda-Posto — — Os diagramas especiais são indispensáveis para a medida de distâncias com o guarda --posto

**Fig. 11-37** — Visada com o Guarda-Posto — — a imagem refratada do tope do mastro coincide com a luz de alcançado da imagem direta do n

**Fig. 11-38** — Distância ao Horizonte — — Na fórmula, "D" é a distância ao ho -rizonte e "h" a altitude (ou elevação) do olho do obs

Dois ângulos + distância navegada

FórmulaD = d·α/(β − α) — D na 2ª observação (mais próxima); ângulos em minutos; d = distância navegada.

Processos práticos

régua: D = H·d_olho/hdedo (polegar): D = P%·C·10

Prumo de mão

Chumbada troncônica + linha de barca graduada em metros. O cavado com sabão/sebo traz a tença (amostra do fundo).
Linha de 25 a 45 m; chumbada de 2,5 a 7 kg; navio a no máximo 3 nós.
A leitura superestima a profundidade — o fundo real é menor (catenária da linha).

Ecobatímetro

h = v · t/2 › som na água ≈ 1.500 m/s › ÷2 = ida e volta

Frequência: sonoro < 20 kHz, ultrassônico > 20 kHz. Transdutor por magnetostrição ou piezeletricidade.
Mede a partir do fundo do casco → somar o calado p/ a profundidade do local. Erro principal: o som na água não é constante.
Cartas DHN: Nível de Redução = média das baixa-mares de sizígia → descontar a maré p/ comparar.
Monofeixe (linha) × multifeixe (faixa transversal, compensa balanço/caturro).

**Fig. 11-45** — Ecobatímetro — — O equipamento é constituído, basi -camente, pelos seguintes componentes, con -forme o esqu

Régua paralela: ler/traçar mantendo o paralelismo até a rosa; variante Captain Fields dispensa a rosa.
Plotador de roletes × Navigation Plotter (origem aérea, sem partes móveis).

CompassoPonta seca (navegação) × ponta de grafite (desenho). Requisito: manter a abertura. O cintel traça arcos maiores que a abertura máxima (navegação radar).

EstaciógrafoResolve segmentos capazes por meios mecânicos; a posição fica no centro do instrumento.

Transferidor UniversalOrienta-se pelos meridianos lendo 000°/180°; fixa-se no canto superior esquerdo da mesa.

Lápis HB / nº 2; esquadros escorregam → preferir réguas paralelas ou plotadores.

Dado	Natureza
ENC (Electronic Navigational Chart)	vetorial — banco de dados padronizado p/ navegação segura
RNC (Raster Navigational Chart)	raster — imagem digitalizada e georreferenciada de carta em papel

Há ainda a IENC — ENC de águas interiores.

ECDIS — integra a navegação com a ENC; banco interno é o SENC. Sem ENC, usa RNC e opera em modo RCDS. Cumpre as especificações da IMO/SOLAS.
ECS — sistemas genéricos que não cumprem a IMO; a RTCM define 4 classes (A–D).
CISNE (IPqM) — sistema da MB, hoje classificado como ECS (ainda não é ECDIS).

Não confundir: ENC/RNC = dados; ECDIS/ECS = sistemas. Só o ECDIS cumpre a IMO/SOLAS; o ECDIS lendo RNC vira RCDS.

NAVEMARINST 10-15Cartas oficiais via RENC + manter obrigatoriamente andaina de cartas em papel + registro no modelo DHN-0622-4.

Desvantagens: falhas de equipamento, tela menor, poluição de tela (clutter), excesso de confiança do operador.

Binóculos e lunetas (7×50)

7 = potência (poder de ampliação); 50 = diâmetro da objetiva em mm. O de bordo é quase sempre 7×50.
Regra: quanto maior o aumento, menor o campo de visão.
Perda de luz ~5% por superfície → coating (película azul escura). Interpupilar 55 a 70 mm. Focagem central × individual (dióptrica).

Diversos

Cronógrafo — identifica as características de faróis à noite (≠ cronômetro da Navegação Astronômica).
Calculadora — programa Tamaya Navigator (efemérides + cálculos) em PDA distribuído pela DHN.
Lanterna com vidro vermelho → preserva a visão noturna.

Aplicativos de celular são úteis (posição, rumo e velocidade no fundo via GPS), mas a MB não os reconhece como método homologado.