Com troba el nord vertader el girocompàs
1La lliçó en paraules senzilles
La inèrcia giroscòpica manté estable l'eix de rotació. El control gravitatori i l'amortiment estabilitzen el girocompàs sobre el meridià vertader, la línia nord–sud.
Dues propietats
Un giroscopi és un rotor que gira de pressa i es pot moure lliurement al voltant dels seus eixos. La inèrcia giroscòpica, o rigidesa a l'espai, fa que l'eix de rotació mantingui la mateixa direcció a l'espai. Una força de gir, anomenada parell, aplicada sobre un eix fa girar el giroscopi sobre un tercer eix. És la precessió. Aquest tercer eix és perpendicular tant a l'eix de rotació com al del parell. El girocompàs fa servir totes dues propietats.
Per què es mou un giroscopi lliure
La Terra gira uns 15° per hora. Un giroscopi lliure manté la direcció a l'espai mentre la Terra gira a sota. Amb l'eix horitzontal, la deriva en azimut (direcció horitzontal) és d'uns 15° × sin φ per hora, on φ és la latitud. La taxa d'inclinació depèn de la direcció de l'eix: el màxim és d'uns 15° × cos φ per hora amb l'eix est–oest; és nul·la amb l'eix nord–sud. Són moviments aparents, sense orientació cap al nord.
Control gravitatori
El fabricant hi afegeix control gravitatori: un pes pendular o un sistema de líquid connectat. Quan l'eix s'inclina, la gravetat genera un parell i la precessió el transforma en moviment en azimut, cap al meridià. L'eix ara oscil·la d'un costat a l'altre del meridià, a est i a oest, sense aturar-se. Això fa que el giroscopi busqui el nord.
Amortiment i estabilització
L'amortiment redueix cada oscil·lació fins que l'eix queda en repòs sobre el meridià, o molt a prop: el girocompàs s'ha estabilitzat. L'error d'estabilització és la diferència entre la indicació mitjana estabilitzada i el rumb vertader. Després d'engegar-lo, necessita temps. La norma de funcionament de l'OMI, resolució A.424(XI), permet fins a sis hores en latituds de fins a 60°. Molts equips moderns triguen menys. Engega'l amb l'antelació que indiqui el fabricant abans de necessitar el rumb per salpar.
Punts forts i límits
Un girocompàs estabilitzat dona rumbs vertaders: sense declinació magnètica ni desviament. La força que l'orienta al nord es debilita cap als pols, aproximadament segons cos φ. Per això els errors augmenten a latituds altes; consulta el límit de funcionament al manual. Depèn de l'alimentació elèctrica i del suport del rotor. Necessita una agulla magnètica magistral com a reserva independent, i cal continuar comprovant-ne l'error.
2Dades clau
- Rotació terrestre
- Uns 15° per hora (15,04° per hora)
- Deriva del giroscopi lliure (eix horitzontal)
- Uns 15° × sin latitud per hora
- Taxa màxima d'inclinació del giroscopi lliure
- Uns 15° × cos latitud per hora; eix horitzontal est–oest
- Temps d'estabilització (A.424)
- Dins de 6 hores, a latituds de fins a 60°
- Error d'estabilització (A.424)
- No més de 0,75° ÷ cos latitud
3Punts clau
- 1
La inèrcia giroscòpica manté l'eix estable a l'espai. La precessió en canvia la direcció quan hi apliques un parell.
- 2
Un giroscopi lliure deriva i s'inclina amb la rotació terrestre. El control gravitatori el fa buscar el meridià.
- 3
L'amortiment atura les oscil·lacions i el girocompàs s'estabilitza. Respecta el temps que indica el fabricant.
- 4
El girocompàs indica el nord vertader, però es debilita prop dels pols i continua tenint petits errors.
4Errors freqüents
Error: Un giroscopi tot sol apunta al nord vertader.
Correcte: Un giroscopi lliure només manté la direcció a l'espai. El control gravitatori i l'amortiment el fan buscar el meridià i estabilitzar-s'hi.
Error: El girocompàs ja està a punt quan el rotor arriba a la velocitat de règim.
Correcte: Primer s'ha d'estabilitzar, i pot trigar hores. Engega'l aviat i compara'l amb l'agulla magnètica abans de refiar-te'n.
Error: El girocompàs no té errors perquè no té declinació magnètica ni desviament.
Correcte: Té petits errors propis, com el de velocitat i rumb, que augmenten a latituds altes. Comprova'l a cada guàrdia.
5Cas pràctic i claus d'examen
El teu vaixell ha estat al dic sec amb el girocompàs apagat. La sortida és prevista a les 0800 i l'electricista proposa engegar-lo a les 0730. Què li dius?
Veure la resposta
No donis per fet que 30 minuts basten. Consulta el temps d'estabilització i els indicadors de disponibilitat del fabricant. Programa l'engegada amb prou antelació per complir-los. Abans d'utilitzar-lo per salpar, confirma que s'ha estabilitzat i comprova'n l'error amb una referència independent.
Claus d'examen
- Inèrcia giroscòpica i precessió; el control gravitatori orienta al nord i l'amortiment permet l'estabilització.
- A.424(XI): estabilització dins de 6 h fins a 60° de latitud; error d'estabilització ≤ 0,75° ÷ cos latitud.
- Giroscopi lliure horitzontal: deriva de 15° sin φ/h; taxa màxima d'inclinació de 15° cos φ/h amb l'eix est–oest, nul·la nord–sud. La força directriu disminueix cap als pols.
Acaba aquesta unitat
Quan l'hagis llegida, relaciona els termes i després respon tres preguntes. Encerta-ho tot per acabar la unitat; només obrir la pàgina no compta.
Les meves notes d'aquesta unitat
Cap nota