🧭 MMPH · Cap.3 — Agulhas Náuticas

Mapa Mental PH (aula enxutíssima) · Miguens, Navegação: A Ciência e a Arte — Vol.1 · III.02-NV · Área III do edital · só o que cai, em esquemas · ✎ marque lacunas e oclusões para revisão ativa
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Para que servemTodos os Rumos e Marcações a bordo são obtidos por instrumentos chamados Agulhas Náuticas.
TipoBaseia-se emPapel a bordo
Agulha Magnéticaalinhamento de ímãs com o campo magnético terrestreback-up obrigatório (pane elétrica)
Agulha Giroscópicarotor girando em alta velocidadeinstrumento primário
O prático precisa dominar a conversão entre Rumo Verdadeiro, Rumo Magnético e Rumo da Agulha — matéria de sobrevivência operacional.
Se a Giro falha ou a energia oscila, o que sobra para governar é a Magnética.
NorteÉ a direção de…Comportamento
Nv Verdadeiromeridiano geográfico (eixo de rotação da Terra)fixo
Nmg Magnéticomeridiano magnético localvaria com lugar e tempo
Nag da Agulhadireção que a agulha realmente aponta a bordodesloca-se pela influência dos ferros do navio
Linha-de-féMarca gravada na cuba da agulha, rigorosamente paralela à linha proa-popa. É a referência lida na rosa para saber o rumo.
Sem linha-de-fé bem alinhada, o rumo lido é falso.

Degradação da realidade › V → M → A › Verdadeiro → Magnético → Agulha

Fig. 3-1
Fig. 3-1 — Rosa Circular da Agulha
Fig. 3-2
Fig. 3-2 — Agulha Magnética
RumoÂngulo horizontal do Norte de referência até a proa, de 000° a 360°, sentido horário → Rv, Rmg, Rag.
MarcaçãoMesmo ângulo, mas até um ponto observado (farol, ponta) → Mv, Mmg, Mag.
Marcação RelativaReferência é a própria proa: 000° = vante, 180° = à ré. Relação: Mv = Mr + Rv (mod 360).

Os 2 ângulos centrais do capítulo

ÂnguloEntreVaria com
Dec mg (Declinação)Nv ↔ Nmglugar e tempo
Dag (Desvio)Nmg ↔ Nagproa do navio
Ambos recebem designação Leste (E) ou Oeste (W). Descendo V→A: E subtrai, W soma; subindo A→V: E soma, W subtrai. Precisão 0,5°.

Anatomia

  • Rosa graduada 000° a 360° sobre um pino central, o estilete (gira livre em eixo vertical); ímãs fixos no fundo, alinhados N-S.
  • Cuba de material não-magnético (latão/alumínio), cheia de líquido; nela grava-se a linha-de-fé.
  • Líquido convencional = 45 % de álcool + 55 % de água destilada; esféricas = destilado fino de petróleo.
  • Montada em bitácula com suspensão cardan (mantém a rosa horizontal).
Cor: encarnado = Polo Norte da agulha; azul = Polo Sul.

Agulhas de bordo

TipoOndeMarca?
PadrãoTijupá (mais alto)Sim — maior precisão
GovernoPassadiço (timoneiro)Não
Esférica (de bolha)veleiros, lanchasNão (sem azimutal)
Mãoportátil (asa)Sim
Fig. 3-15
Fig. 3-15 — Agulha Magnética e Bitácula
Fig. 3-16
Fig. 3-16 — Agulha Magnética portátil e esférica (de “bolha”)
A Esférica dá máxima estabilidade em mar picado, mas não permite círculo azimutal nem alidade — não se tomam marcações com ela.

Fluxgate (Bússola de Fluxo Magnético)

O que éAinda é Agulha Magnética (mede o campo terrestre), mas troca a rosa flutuante por sensor eletrônico. Precisão 0,5°; sinal digital p/ radar, piloto, ECDIS; auto-compensação em dois giros completos.
Magnética é prejudicada em latitudes acima de 60° (componente H pequena).
  • Terra = grande ímã. Polos Magnéticos não coincidem com os Geográficos e nem são diametralmente opostos; ainda se movem lentamente.
  • Dip poles 2020: PN-Mg em 86,5° N / 162,8° W; PS-Mg em 64,1° S / 135,9° E.
Fig. 3-3
Fig. 3-3 — Campo Magnético Terrestre
ComponenteEfeitoZero / Máx
H (horizontal)orienta a agulhazero nos polos / máx no equador
Z (vertical)causa a inclinação (dip)zero no equador / máx nos polos
Fig. 3-4
Fig. 3-4 — Deslocamento dos Polos Magnéticos
Os Meridianos Magnéticos NÃO são Círculos Máximos — o campo é irregular.
Declinação MgÂngulo Nv ↔ Nmg, em graus e minutos, designação E/W. A carta dá a Dec do ano + a Variação Anual.

Atualizar sempre › Dec(hoje) = Dec(carta) ± Var × anos

Isogônicas = mesma Dec mg; Agônicas = Dec mg zero. Toda a costa do Brasil tem Dec Oeste, com variação anual também Oeste (fonte global: WMM da NOAA).
Magnetismo do navioFerroNatureza
Permanenteferro duroformado na construção; depende da proa de construção; evolui lentamente
Induzidoferro docetemporário; varia com proa atual + local
DagÂngulo entre Nmg e Nag (resíduo após compensação); designação E/W.
O Desvio NÃO é constante: varia com a proa — no exemplo do bloco único, máximo em E/W magnético e zero em N/S magnético.
  • Tabela (lista discreta proa a proa) e Curva (gráfico Dag × Rumo) de Desvios são obrigatórias a bordo para CADA agulha, fixadas junto à bitácula.
  • Condição da agulha bem regulada: sensível (acusa variação) + estável (não oscila no balanço) → conseguido nas Agulhas Líquidas; as Secas quase não se usam.
CompensaçãoOperação que anula/reduz os Desvios a valores inferiores a 2° ou 3°.
Tolerância de DagLimite (qualquer proa)
1ª compensação (navio novo)≤ 3°
2ª em diante≤ 5°
NORMAM 14/DPCCompensa quando Dag > 3°; periodicidade máx. 2 anos; executor = Perito habilitado pela DHN (fiscalização DPC); certificado DHN-0108.

4 corretores da bitácula

CorretorAnula o desvio…
Ímãs B (long.) + C (transv.)Semicircular
Esferas de Barlow (ferro doce)Quadrantal (intercardeais)
Barra de Flinders (ferro doce)Latitude (componente Z)
Ímãs verticais (balde)Banda (heeling)

4 métodos de determinar os Desvios

Comparação com a Giro (corrente)AlinhamentosPonto distante ≥ 6 MAzimutes de astros

Sequência das 7 proas

Banda › N transv. TODO › E long. TODO › S transv. METADE › W long. METADE › intercardeal Barlow TODO › intercardeal ⊥ Barlow METADE

  • Cuidados: 3-4 min em cada proa; medição 0,5° / registro grau inteiro; ≥ 500 m de outro navio; sinais OQ (CIS) + RIPEAM içados.
  • Após longa permanência na mesma proa: aguardar 24 h amarrado antes de compensar.
  • Documentos obrigatórios a bordo: Certificado DHN-0108 + Livro das Agulhas DN-12. Em viagem, Dag verificado de hora em hora por comparação com a Giro.
REGRA SAGRADA: Tabela/Curva são sempre consultadas pelo RUMO, NUNCA pela Marcação.
Fig. 3-12
Fig. 3-12 — Certificado de Compensação da Agulha Magnética
O que éGiroscópio busca-meridiano: eixo de rotação alinhado com os meridianos; mede o ângulo proa-eixo = o Rumo Verdadeiro.
BaseRotor livre em três eixos perpendiculares (três graus de liberdade) + suspensão cardan. Eixos: X-X rotação, Y-Y torque, Z-Z precessão.

2 propriedades do rotor girando

  • Inércia giroscópica (rigidez no espaço) ∝ peso × velocidade do rotor; tipicamente 6 000 RPM.
  • Precessão: o eixo move-se PERPENDICULAR à força aplicada; direção = força girada 90° no sentido de rotação.
Fig. 3-25
Fig. 3-25 — Precessão

Deriva mecânica = precessão indesejável por atrito nos mancais + desbalanceamento.

SPERRY (EUA)ANSCHÜTZ/PLATH/ATLAS (DE)
Sistemabalístico de mercúrio; pendular amortecido por ligação excêntricadois giroscópios na giroesfera
Amortecimentoespiral logarítmica; período ≈ 86 minpor viscosidade (água + glicerina)
Estabilizaponta N elevada e a leste no HN (tem erro de amortecimento) → corretor de latitudeSEM erro de amortecimento; só erro de rumo e velocidade
Fig. 3-26
Fig. 3-26 — Balístico de Mercúrio
Fig. 3-27
Fig. 3-27 — Giroscópio Pendular não Amortecido
Fig. 3-28
Fig. 3-28 — Elementos da Agulha Giroscópica
Fig. 3-29
Fig. 3-29 — Espiral do Eixo de Rotação com Amortecimento
A SPERRY leva 3 períodos p/ estabilizar → deve ser ligada ~5 horas antes de o navio suspender.
VantagensLimitações
Aponta o Meridiano Verdadeiro (dispensa Dec mg)Exige fonte constante de energia
Sinal digital → fonte primária de radar/piloto/ECDISSensível a flutuações de energia
Não afetada por ferros nem eletricidadeErros crescentes acima de 70° de latitude
Faixa confiávelDo Equador até ~70°. Em 75-80° grandes erros; em 85° virtualmente inútil.
Erros corrigidos autoLatitude + Velocidade (parâmetro vel × lat × cos(rumo)); o rumo entra automaticamente pela própria agulha.
DgiÂngulo Nv ↔ Norte da Giro, designação E/W. Suas causas nada têm em comum com as do Dag.
O Dgi é CONSTANTE para todos os rumos (≠ Dag, que varia) e independe do lugar (salvo erro de latitude residual). Dgi = um número; Dag = uma curva inteira.

5 métodos de determinar o Dgi

  • Alinhamento — mais simples e preciso; padrão em águas costeiras.
  • Marcação de ponto distante da carta.
  • Píer/cais (navio amarrado paralelo) — método aproximado.
  • Redução do triângulo: somar → Dgi E; subtrair → Dgi W.
  • Comparação com outra agulha de Dgi conhecido.
Norma do prático: verificar Dgi de hora em hora e ANTES de qualquer manobra crítica em águas restritas.
  • Agulha Mestra = unidade principal; Repetidoras reproduzem a Mestra via três servomecanismos eletrônicos.
  • Peloro = pedestal cilíndrico da Repetidora; na borda, a Linha-de-Fé paralela à linha de centro.
AcessórioFunção
Círculo Azimutalaro giratório (fenda + mira + nível) — toma marcações
Alidade Telescópicaigual + luneta telescópica — melhor p/ objetos distantes
Fig. 3-38
Fig. 3-38 — Giroscópio de Anel de Laser (Ring Laser Gyroscope - RLG)
Fig. 3-31
Fig. 3-31 — Círculo Azimutal
Fig. 3-32
Fig. 3-32 — Alidade Telescópica
Piloto Automático: exige VIGILÂNCIA PERMANENTE — não compensa corrente forte e não reconhece navio em rumo de colisão. Águas restritas com prático → governo manual.

Novas tecnologias (sem partes móveis)

Efeito / InventorGera
Foucault, 1852giroscópio mecânico (pai)
Sagnac, 1913FOG (fibra ótica, diferença de fase) + RLG (laser, freq. de batimento)
Bryan, 1890HRG (taça de vinho, antinodo da onda estacionária)
Fig. 3-37
Fig. 3-37 — Giroscópio de Fibra Ótica (Fiber Optic Gyroscope - FOG)

3 regras de ouro (+ a 4ª)

  • Na carta só se traçam Rumos/Marcações VERDADEIROS.
  • Dec mg da rosa da carta, corrigida pela variação anual até o ano corrente.
  • Dag da Curva entrando pelo RUMO do navio (nunca pela Marcação).
  • 4ª: precisão 0,5° em CADA parcela.
EquaçãoFórmula
Variação TotalVt = Dec mg ± Dag (vence a designação do maior)
Subir Rag → RmgRmg = Rag ± Dag
Subir Rmg → RvRv = Rmg ± Dec mg
CompactaRv = Rag ± Vt
Subida A→V: E soma, W subtrai. Descida V→A: troca os sinais.
Diagrama Calunga4 setas do mesmo centro: Nv · Nmg · Nag · Proa. Sucedem-se em sentido horário se E, anti-horário se W.

Caso 1 (Dec 20° W, Rag 085°, Dag 5° E) › Rmg=085+5=090° › Rv=090−20=070°

Fig. 3-13
Fig. 3-13 — Conversão de Rumos

Costa do RJ, 2021: Dec ≈ 23° W (carta de 2015 + variação anual 6' W).

REGRA SAGRADA: para achar o Dag de uma Mag, entra-se na Curva pelo RUMO do navio, NUNCA pela Marcação. O Desvio depende da proa, não da direção do objeto.
O mesmo Dag vale para TODAS as marcações tomadas enquanto o navio permanecer no mesmo Rumo. Mudou de rumo → novo Dag.
EquaçãoFórmula
Mag → MmgMmg = Mag ± Dag (Dag pelo Rmg)
Mmg → MvMv = Mmg ± Dec mg
CompactaMv = Mag ± Vt
Rumo simultâneoRv = Rag ± Vt

Caso (RJ 2021, Rag 110°, Mag Ilha Rasa 327°, Dec 23° W) › Curva(110°)→Dag 2° E › Mmg=327+2=329° › Mv=329−23=306° › Rv=110−23+2=89°

Marcação relativaMv = Mr + Rv (mod 360).