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Navegao costeira, estimada e em guas restritas 1

O problema geral da navegao

O PROBLEMA GERALDA NAVEGAO

1.1 DEFINIO; FORMAS; SEQNCIA BSICA DAS ATIVIDADES

1

Entre as vrias definies de navegao, uma que apresenta com preciso os principaisaspectos envolvidos na questo estabelece que navegao a cincia e a arte de conduzir comsegurana, dirigir e controlar os movimentos de um veculo, desde o ponto de partida at o seudestino. O veculo pode ser um navio ou embarcao, um submarino, uma aeronave, umaespaonave ou um veculo terrestre.

Da definio acima, derivam as diversas formas da navegao: navegao martima (desuperfcie ou submarina), navegao area, navegao espacial e navegao terrestre. Outrasclassificaes tambm aplicadas especificam ainda mais o meio ambiente no qual o veculo sedesloca, surgindo da categoria como navegao fluvial e navegao polar.

Este Manual aborda, basicamente, a navegao martima de superfcie, adotando, desta

forma, a seguinte definio:

NAVEGAO A CINCIA E A ARTE DE CONDUZIR, COM SEGURANA, UM

NAVIO (OU EMBARCAO) DE UM PONTO A OUTRO DA SUPERFCIE DA TERRA

Sem dvida, a Navegao foi, inicialmente, quando o homem comeou a locomover-sesobre a gua em rsticas embarcaes, uma arte. Entretanto, logo elementos de cincia foramincorporados. Hoje, a Navegao conserva aspecto de ambos. uma cincia, pois envolve odesenvolvimento e utilizao de instrumentos de preciso (alguns extremamente complexos),mtodos, tcnicas, cartas, tbuas e almanaques. , tambm, uma arte, pois envolve o usoadequado dessas ferramentas sofisticadas e, principalmente, a interpretao das informaesobtidas. A maior parte do trabalho da Navegao feita com instrumentos de preciso e clculosmatemticos. Porm, aps a execuo das observaes e dos clculos, o naveganteexperimentado aplica sua medida de arte, quando interpreta os dados disponveis e resultados

obtidos e afirma, indicando na Carta: esta a posio do navio.

Para consecuo do propsito da navegao, necessrio obedecer seguinte seqncia bsica deatividades:

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O problema geral da navegao

Efetuar um estudo prvio, detalhado, da derrota que se deseja seguir, utilizando,principalmente, as CARTAS NUTICAS da rea em que se vai transitar e as PUBLICAESDE AUXLIO NAVEGAO (Roteiros, Lista de Faris, Lista de Auxlios-Rdio, Tbuas dasMars, Cartas-Piloto, Cartas de Correntes de Mars, etc.). Esta fase denomina-sePLANEJAMENTO DA DERROTA; e

No mar, durante a EXECUO DA DERROTA, determinar a POSIO DO NAVIOsempre que necessrio, ou projet-la no futuro imediato, empregando tcnicas da NavegaoEstimada, a fim de se assegurar que o navio est, de fato, percorrendo a derrota planejada,com a velocidade de avano prevista e livre de quaisquer perigos navegao.

Um sumrio das atividades a serem desenvolvidas na navegao apresentada na

Figura 1.1.

Figura 1-1

SEQNCIA DE OPERAES NA NAVEGAO1. PLANEJAMENTO E TRAADO DA DERROTA (ESTUDO DA VIAGEM)

SELEO DAS CARTAS NUTICAS, CARTAS PILOTO E PUBLICAES DESEGURANA NAVEGAO NECESSRIAS.

VERIFICAR, PELOS AVISOS AOS NAVEGANTES, SE AS CARTAS E PUBLI-CAES ESTO ATUALIZADAS.

ESTUDO DETALHADO DA REA EM QUE SE VAI NAVEGAR.

TRAADO DA DERROTA NAS CARTAS GERAIS E DE GRANDE ESCALA.

REGISTRO DE RUMOS, VELOCIDADES E ETAs.

2. DETERMINAO DA POSIO DO NAVIO.

3. PREVISO DA POSIO FUTURA DO NAVIO, UTILIZANDO TCNICAS DANAVEGAO ESTIMADA.

4. NOVA DETERMINAO DA POSIO DO NAVIO.

5. CONFRONTO DA POSIO DETERMINADA E DA POSIO ESTIMADA

PARA UM MESMO INSTANTE, A FIM DE:

a DETERMINAR OS ELEMENTOS DA CORRENTE.

b CORRIGIR O RUMO E A VELOCIDADE, PARA SEGUIR A DERROTA

PREVISTA, COM A VELOCIDADE DE AVANO ESTABELECIDA, COMPEN-SANDO A CORRENTE.

6. REPETIO DAS OPERAES DE (2) A (5), COM A FREQNCIA NECESS-

RIA SEGURANA DA NAVEGAO.

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O problema geral da navegao

1.2 TIPOS E MTODOS DE NAVEGAO;PRECISO REQUERIDA E INTERVALODE TEMPO ENTRE POSIES

Embora existam vrias outras classificaes, algumas at mesmo muito sofisticadas, tradicionalmente reconhecido que a navegao apresenta trs tipos principais, ou categoriasprimrias, de acordo com a distncia que se navega da costa ou do perigo mais prximo:

NAVEGAO OCENICA: a navegao ao largo, em alto-mar, normalmente praticada amais de 50 milhas da costa.

NAVEGAO COSTEIRA: como o prprio nome indica, a navegao praticada j maisprximo da costa, em distncias que, normalmente, variam entre 50 e 3 milhas da costa (ou doperigo mais prximo). Pode, tambm, ser definida como a navegao feita vista de terra, naqual o navegante utiliza acidentes naturais ou artificiais (pontas, cabos, ilhas, faris, torres,edificaes, etc.) para determinar a posio do navio no mar.

NAVEGAO EM GUAS RESTRITAS: a navegao que se pratica em portos ou suasproximidades, em barras, baas, canais, rios, lagos, proximidades de perigos ou quaisqueroutras situaes em que a manobra do navio limitada pela estrita configurao da costa ouda topografia submarina. este, tambm, o tipo de navegao utilizado quando se navega adistncia da costa (ou do perigo mais prximo) menores que 3 milhas. o tipo de navegaoque maior preciso exige.

O tipo de navegao praticado condiciona a preciso requerida para as posies e ointervalo de tempo entre posies determinadas. Embora no haja limites rgidos, os valoresapresentados na Figura 1.2 do uma idia dos requisitos de preciso e da freqncia mnima

de determinao de posies para as trs categorias bsicas de navegao.

Figura 1.2 Preciso requerida e intervalo de tempo entre posies

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O problema geral da navegao

Para conduzir qualquer um dos tipos de navegao, o navegante utiliza-se de um oumais mtodos para determinar a posio do navio e dirigir seus movimentos.

Os principais MTODOS DE NAVEGAO so:

NAVEGAO ASTRONMICA: em que o navegante determina sua posio atravs deobservaes dos astros.

NAVEGAO VISUAL: em que o navegante determina sua posio atravs de observaesvisuais (marcaes, alinhamentos, ngulos horizontais ou verticais, etc.) de pontos de terracorretamente identificados e/ou de auxlios navegao de posies determinadas (condioessencial: os pontos de apoio e os auxlios navegao visados devem estar representados naCarta Nutica da regio).

NAVEGAO ELETRNICA: em que o navegante determina sua posio atravs deinformaes eletrnicas (obtidas de Radar, Radiogonimetro, Omega, Decca, Loran, Satliteetc.).

NAVEGAO ESTIMADA: mtodo aproximado de navegao, atravs do qual o naveganteexecuta a previso da posio futura do navio (ou embarcao), partindo de uma posioconhecida e obtendo a nova posio utilizando o rumo, a velocidade e o intervalo de tempo

entre as posies.

1.3 A FORMA DA TERRA; A ESFERA TERRESTRE

Primeiramente o homem imaginou a Terra como uma superfcie plana, pois era assimque ele via. Com o correr dos tempos, descobriu-se que a Terra era aproximadamente esfrica.Na realidade, a superfcie que a Terra apresenta, com todas as suas irregularidades exteriores, o que se denomina SUPERFCIE TOPOGRFICA DA TERRA e no tem representaomatemtica.

Tentando contornar o problema da falta de representao matemtica para a superfcieda Terra, concedeu-se o GEIDE, que seria o slido formado pela superfcie do nvel mdiodos mares, supondo-o recobrindo toda a Terra, prolongando-se atravs dos continentes (Figura

1.3).

Figura 1.3 Forma da Terra

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O problema geral da navegao

O GEIDE, entretanto, ainda no uma superfcie geometricamente definida. Assim,medies geodsicas precisas, realizadas no sculo passado e no incio deste, estabeleceramcomo a superfcie terica que mais se aproxima da forma real da Terra, a do ELIPSIDE DEREVOLUO, que o slido gerado pela rotao de uma elpse em torno do eixo dos plos(Figura 1.4).

Figura 1.4 Parmetros do Elipside Internacional de Referncia

O ELIPSIDE INTERNACIONAL DE REFERNCIA tem os seguintes parmetros:

RAIO EQUATORIAL (SEMI-EIXO MAIOR):

a = 6.378.388,00 metros

RAIO POLAR (SEMI-EIXO MENOR):

b = 6.356.911,52 metros

ACHATAMENTO:

EXCENTRIDADE:

Os parmetros de outros elipsides de referncia podem ser encontrados no Apndice C(Volume II).

A diferena deste ELIPSIDE para uma SUPERFCIE ESFRICA , porm, muitopequena e, assim, a ESFERA adotada como SUPERFCIE TERICA DA TERRA nos clculosda navegao astronmica e em muitos outros trabalhos astronmicos.

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O problema geral da navegao

1.4 PRINCIPAIS LINHAS, PONTOS E PLANOS DO GLOBO TERRESTRE

EIXO DA TERRA: a linha em torno da qual a Terra executa o seu movimento de rotao, deOeste para Leste (o que produz nos outros astros um MOVIMENTO APARENTE de Lestepara Oeste).

PLOS: so pontos em que o eixo intercepta a superfcie terrestre. O PLO NORTE o quese situa na direo da Estrela Polar (a URSA MINORIS); o PLO SUL o oposto.

Figura 1.5 Equador: crculo mximo a meio entre os plos

PLANO EQUATORIAL: o planoperpendicular ao eixo de rotao da Terra eque contm o seu centro (Figura 1.5).

EQUADOR DA TERRA: o crculo mximoresultante da interseo do plano equatorialcom a superfcie terrestre. O equador divide aTerra em dois hemisfricos, o HEMISFRIONORTE e o HEMISFRIO SUL.

Figura 1.6 Crculo mximo e crculo menor

CRCULO MXIMO: a linha que resultada interseo com a superfcie terrestre de umplano que contenha o CENTRO DA TERRA.

CRCULO MENOR: a linha que resulta dainterseo com a superfcie terrestre de umplano que no contenha o CENTRO DATERRA (Figura 1.6).

Figura 1.7 Paralelo ou paralelo de latitude

PARALELOS: so crculos menores paralelosao Equador e, portanto, perpendiculares aoEixo da Terra. Seus raios so sempre menoresque o do Equador (Figura 1.7)

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O problema geral da navegao

Entre os paralelos distinguem-se o TRPICO DE CNCER (paralelo de 23,5 de LatitudeNorte), o TRPICO DE CAPRICRNIO (paralelo de 23,5 Latitude Sul), o CRCULO POLARRTICO (paralelo de 66,5 de Latitude Norte) e o CRCULO POLAR ANTRTICO (paralelode 66,5 de Latitude Sul). Os paralelos materializam a direo E W.

MERIDIANOS: so os crculos mximos que contm os plos da Terra (Figura 1.8). Osmeridianos marcam a direo N S.

Figura 1.8 Meridianos

1.5 A POSIO NA TERRA; SISTEMA DE COORDENADAS GEOGRFICAS

Figura 1.9 Principais linhas, planos e pontos do globo terrestre: sistema decoordenadas geogrficas

LATITUDE DE UM LUGAR (o smbolo a letra grega j): o arco de meridianocompreendido entre o Equador e o paralelodo lugar. Conta-se de 0 a 90 para o Nortee para o Sul do Equador.LONGITUDE DE UM LUGAR: (o smbolo a letra grega l): o arco do Equador, ou ongulo no Plo, compreendido entre oMERIDIANO DE GREENWICH e oMERIDIANO DO LUGAR. Conta-se de 0a 180, para Leste ou para Oeste deGreenwich.O MERIDIANO DE GREENWICH, queserve de referncia para contagem dasLongitudes, denominado PRIMEIRO

MERIDIANO.

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O problema geral da navegao

DIFERENA DE LATITUDE ENTRE DOIS LUGARES (smbolo Dj): o arco de meridianocompreendido entre os paralelos que passam por esses lugares. Para se obter a DIFERENADE LATITUDE entre dois pontos deve-se subtrair ou somar os valores de suas Latitudes,conforme eles sejam, respectivamente, de mesmo nome ou de nomes contrrios. Assim, porexemplo, a DIFERENA DE LATITUDE entre o ponto A, situado sobre o paralelo de 30N, eo ponto B, situado sobre o paralelo de 45N, ser de 15. Ademais, costuma-se indicar, tambm,o SENTIDO da DIFERENA DE LATITUDE. Dessa forma, dir-se-ia que a Dj de A para B de 15N, ao passo que a Dj de B para A seria de 15S.LATITUDE MDIA ENTRE DOIS LUGARES (jm): a Latitude correspondente aoparalelo mdio entre os paralelos que passam pelos dois lugares. Seu valor obtido pelasemi-soma ou semi-diferena das Latitudes dos dois lugares, conforme estejam eles nomesmo hemisfrio ou em hemisfrios diferentes (neste caso, ter o mesmo nome que o valormaior). No exemplo anterior, a LATITUDE MDIA entre os pontos A (Latitude 30N) e B

(Latitude 45N) jm = = 37 5N. A LATITUDE MDIA entre o ponto C (Latitude40N) e o ponto D (Latitude 12S) ser: jm = = 14NDIFERENA DE LONGITUDE ENTRE DOIS LUGARES (Dl): o arco do Equadorcompreendido entre os meridianos que passam por esses lugares. A obteno de seu valor semelhante da DIFERENA DE LATITUDE. Assim, por exemplo, a DIFERENA DELONGITUDE entre o ponto E (Longitude 045W) e o ponto F (Longitude 075W) ser de 30W(Dl entre F e E seria de 30E). A DIFERENA DE LONGITUDE entre G (Longitude 015W) eH (Longitude 010E) de 25E.

1.6 DISTNCIAS NA SUPERFCIE DA TERRA;AMILHANUTICA (OU MILHA MARTIMA);LOXODROMIA E ORTODROMIA

a. A MILHA NUTICADISTNCIA entre dois pontos na superfcie da Terra a separao espacial entre eles, expressapelo comprimento da linha que os une. Em navegao as DISTNCIAS so normalmentemedidas em MILHAS NUTICAS.

MILHA NUTICA (ou MILHA MARTIMA) o comprimento do arco de meridiano quesubtende um ngulo de 1 minuto no centro da Terra. Mais resumidamente, pode-se definir aMILHA NUTICA como sendo o comprimento do arco de 1 de Latitude. Contudo, ocomprimento do arco de meridiano correspondente a um ngulo de 1 no centro da Terra varialigeiramente com o lugar, uma vez que a Terra no perfeitamente esfrica. Dado, porm, ointeresse de uma unidade de valor constante, fixou-se, por um Acordo Internacional (1929), ovalor da milha nutica em 1852 METROS, independentemente da Latitude do lugar. Poder-se-ia, ento, definir uma MILHA NUTICA como o comprimento do arco de um minuto demeridiano terrestre e dizer que seu valor de 1852 METROS.

30N + 45N2

40N + 12N2

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O problema geral da navegao

Devido ao problema das deformaes em Latitude apresentadas nas CARTAS DEMERCATOR (Latitudes Crescidas), as distncias nestas cartas devem ser sempre medidas naescala das Latitudes (1 minuto de Latitude igual a uma milha).

b. ORTODROMIA E LOXODROMIAFigura 1.10 Ortodromia (arco de crculo mximo)

ORTODROMIA: qualquer segmento de umcrculo mximo da esfera terrestre. , assim,a menor distncia entre dois pontos nasuperfcie da Terra (Figura 1.10).

LOXODROMIA OU LINHA DE RUMO: a linha que intercepta os vrios meridianossegundo um ngulo constante (Figura 1.11).

Embora a menor distncia entre dois pontos na superfcie da Terra seja umaORTODROMIA, isto , o arco do crculo mximo que passe pelos dois pontos, em navegao quase sempre mais conveniente navegar por uma LOXODROMIA, isto , por uma LINHA DERUMO, indicada pela Agulha, na qual a direo da proa do navio corte todos os meridianossob um mesmo ngulo.

NA CARTA DE MERCATOR

NA ESPERA TERRESTRE

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O problema geral da navegao

Figura 1.11 Linha de rumo ou loxodromia

1.7 A DIREO NO MAR; RUMOS E MARCAES

Figura 1.12 DireesDIREO: , na superfcie da

Terra, a linha que liga dois pontos. A Figura1.12 apresenta as direes CARDEAIS,INTERCARDEAIS ou LATERAIS eCOLATERAIS, comumente referidas emnavegao (todas as direes mostradas soDIREES VERDADEIRAS, isto , tmcomo referncia o NORTE VERDADEIRO).

CARDEAIS N, S, E e W

LATERAIS NE, SE, NW e SW

COLATERAIS NNE, ENE, ESSE, SSE, NNW, WNW, WSW e SSW

NA ESFERA TERRESTRE

NA CARTA DE MERCATOR

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O problema geral da navegao

Figura 1.13 - Rumo

RUMOS: um navio (ou embarcao) go-verna seguindo um RUMO, que pode serdefinido como o ngulo horizontal entreuma direo de referncia e a direo paraa qual aponta a proa do navio ou, o que o mesmo, o ngulo horizontal entre umadireo de referncia e a proa do navio.Os rumos so medidos de 000 a 360, nosentido do movimento dos ponteiros de umrelgio, a partir da DIREO DE REFE-RNCIA (Figura 1.13).

As trs DIREES DE REFERN-CIA mais utilizadas em navegao so:

NORTE VERDADEIRO(ou GEOGRFICO)

NORTE MAGNTICO

NORTE DA AGULHA

Figura 1.14 - Rumos verdadeiro, magntico e da agulha

Assim, conforme a DIREO DEREFERNCIA em relao qual medi-do, o rumo denomina-se (Figura 1.14):

RUMO VERDADEIRO (Rv)

RUMO MAGNTICO (Rmg)

RUMO DA AGULHA (Rag)

Tambm relacionados aos conceitosacima apresentados, podem ser definidosos seguintes elementos:

PROA: a direo para a qual o navioest apontando, num determinado instan-te. Quando se governa em um determina-do RUMO, nem sempre se consegue man-t-lo rigorosamente constante. Normal-mente, por influncia do estado do mar(ondas, vagalhes), vento, erros dos timo-neiro, etc., a direo em que se navegavaria em torno do rumo desejado. A direopara a qual o navio est apontando, emum determinado instante, , ento,denominada PROA.

RUMOS PRTICOS: quando se navega em rios, canais estreitos ou guas confinadas, comum orientar-se por referncias de terra, e no por rumos da agulha. Estas direes, nasquais o navio deve governar para manter-se safo de perigos, so denominadas RUMOSPRTICOS.

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O problema geral da navegao

Na realidade, especificamente, o termo RUMO aplica-se direo na qual se navegana superfcie do mar, que, em geral, encontra-se em movimento, pelo efeito da corrente. Assim,surge o conceito de RUMO NO FUNDO, como a direo resultante realmente navegada, desdeo ponto de partida at o ponto de chegada num determinado momento. Normalmente, o RUMONO FUNDO a resultante entre o RUMO NA SUPERFCIE e a CORRENTE, conformemostrado na Figura 1.15.

Figura 1.15

As abreviaturas utilizadas so:

RUMO VERDADEIRO: R ou Rv

RUMO MAGNTICO: Rmg

RUMO DA AGULHA: Rag

RUMOS PRTICOS: RpRUMO NO FUNDO: Rfd

A preciso adotada de 0,5; um RUMO deve ser sempre escrito com trs algarismosem sua parte inteira. Exemplos: 045; 072; 180; 347.5; 233.5.

MARCAO: o ngulo horizontal entre a linha que une o navio a um outro objeto e umadeterminada DIREO DE REFERNCIA, medido a partir da DIREO DE REFERNCIA.

Esta DIREO DE REFERNCIA pode ser:

NORTE VERDADEIRO (ou GEOGRFICO)

NORTE MAGNTICO

NORTE DA AGULHA

PROA DO NAVIO

Conforme a DIREO DE REFERNCIA, a marcao ser denominada:

Figura 1.16 Marcao verdadeira

MARCAO VERDADEIRA (M ou Mv):ngulo horizontal entre o NORTEVERDADEIRO e a linha que une o navioao objeto marcado, medido de 000 a 360,no sentido do movimento dos ponteiros deum relgio, a partir do NORTEVERDADEIRO (Figura 1.16).

MARCAO MAGNTICA (Mmg):ngulo horizontal entre o NORTEMAGNTICO e a linha que une o navio aoobjeto marcado, medida de 000 a 360, nosentido horrio, a partir do NORTE

Navegao costeira, estimada e em guas restritas 13

O problema geral da navegao

MAGNTICO.

MARCAO DA AGULHA (Mag): ngulo horizontal entre o NORTE DA AGULHA e a linhaque une o navio ao objeto marcado, medido de 000 a 360, no sentido horrio, a partir doNORTE DA AGULHA.

Quando a DIREO DE REFERNCIA a PROA DO NAVIO, a marcao pode serdenominada de MARCAO RELATIVA ou MARCAO POLAR.

MARCAO RELATIVA (Mr): o ngulohorizontal entre a PROA e a linha que uneo navio ao objeto marcado, medido de 000a 360, no sentido horrio, a partir da PROA(Figura 1.17). Ento, teremos Mv = Mr + R

(Figura 1.18).

Figura 1.18 Mv = Mr + R

Figura 1.19 Marcao polar

MARCAO POLAR (Mp): medida apartir da proa para BORESTE (BE) ou paraBOMBORDO (BB), de 000 a 180. Recebesempre uma designao (BE ou BB), talcomo mostrado na Figura 1.19.

y = Mr + R

Figura 1.17

Navegao costeira, estimada e em guas restritas14

O problema geral da navegao

Figura 1.20 Na figura 1.20, um navio, no RUMO

VERDADEIRO Rv = 045, marca um farolexatamente no travs de BB, isto , naMARCAO POLAR, Mp = 090 BB. possvel, ento, obter a MARCAORELATIVA (Mr) e a MARCAOVERDADEIRA (Mv) do farol:

Mr = 270

Mv = Mr + R = 147

Tal como os RUMOS, as MARCAEStambm devem ser sempre escritas com trsalgarismos em sua parte inteira. A aproximao:A ser usada de 0.5. Exemplos: M = 082; M =033.5; M = 147.

1.8 A VELOCIDADE NO MARVELOCIDADE distncia percorrida na unidade de tempo. Em navegao, a unidade develocidade comumente utilizada o N, que corresponde velocidade de 1 MILHA NUTICAPOR HORA.

VELOCIDADE NO FUNDO (vel fd) a expresso que designa velocidade ao longo da derrotarealmente seguida, em relao ao fundo do mar, desde o ponto de partida at um ponto dechegada.

VELOCIDADE DE AVANO (SOA, do ingls SPEED OF ADVANCE) a expresso usadapara indicar a velocidade com que se pretende progredir ao longo da derrota planejada. umimportante dado de planejamento, com base no qual so calculados os ETA (ESTIMAEDTIME OF ARRIVAL ou HORA ESTIMADA DE CHEGADA) e os ETD (ESTIMATED TIMEOF DEPARTURE ou HORA ESTIMADA DE PARTIDA) aos diversos pontos e portos daderrota planejada.

1.9 OUTRAS UNIDADES DE MEDIDA UTILIZADAS EM NAVEGAOMEDIDAS DE DISTNCIAS

1 jarda = 3 ps = 0,914 m

Na realidade, 1 milha nutica tem 2.025,37 jardas. Entretanto, de modo aproximado,muitas vezes considera-se, em navegao, 1 milha = 2.000 jardas.

1 amarra = 100 braas = 200 jardas = 183 m

MEDIDAS DE PROFUNDIDADES

1 m = 3,281 ps = 1,09 jardas = 0,55 braas

1 p = 12 polegadas = 0,3048 m

1 braa = 2 jardas = 6 ps = 1,83 m

Um navio no Rv

= 045, marca umfarol exatamente pelo # de BB a) Qual a Mp ?

b) Qual a Mr ?

c) Qual a Mv ?

Navegao costeira, estimada e em guas restritas 15

Projees cartogrficas; a Carta Nutica

2.1 MAPAS E CARTAS; O PROBLEMA DAREPRESENTAO DA TERRA SOBREUMA SUPERFCIE PLANA

Embora a distino seja um tanto convencional, oportuno iniciar este Captuloestabelecendo a diferena entre os conceitos de mapa e carta:

MAPA: a representao do globo terrestre, ou de trechos da sua superfcie, sobre umplano, indicando fronteiras polticas, caractersticas fsicas, localizao de cidades e outrasinformaes geogrficas, scio-polticas ou econmicas. Os mapas, normalmente, no tmcarter tcnico ou cientfico especializado, servindo apenas para fins ilustrativos ouculturais e exibindo suas informaes por meio de cores e smbolos.

CARTA: , tambm, uma representao da superfcie terrestre sobre um plano, mas foiespecialmente traada para ser usada em navegao ou outra atividade tcnica ou cientfica,servindo no s para ser examinada, mas, principalmente, para que se trabalhe sobre elana resoluo de problemas grficos, onde os principais elementos sero ngulos e distncias,ou na determinao da posio atravs das coordenadas geogrficas (latitude e longitude).As CARTAS permitem medies precisas de distncias e direes (azimutes).

Desta forma, os documentos cartogrficos utilizados em navegao so sempre cha-mados de Cartas, ou, mais precisamente, Cartas Nuticas.

O PROBLEMA DA REPRESENTAO DA TERRASOBRE UMA SUPERFCIE PLANA

A nica forma rigorosa de representar a superfcie da Terra por meio de globos, nosquais se conservam exatamente as posies relativas de todos os pontos e as dimenses soapresentadas em uma escala nica. Entretanto, os detalhes que a navegao exige obrigariam construo de um globo de propores exageradas (em um globo de 1,28m de dimetro,

2PROJEES

CARTOGRFICAS; ACARTA NUTICA

Navegao costeira, estimada e em guas restritas

Projees cartogrficas; a Carta Nutica

16

por exemplo, a escala de aproximadamente 1/10.000.000, o que no permite representardetalhes inferiores a 2km). Este inconveniente e mais as dificuldades que se apresentariampara o traado da derrota ou a plotagem de pontos a bordo afastam de cogitaes estesistema.

Por isso, interessa representar sobre uma folha de papel (isto , no plano) a totalidade ouuma parte da superfcie terrestre, aproximadamente esfrica. impossvel fazer isto semdeformaes ou distores, pois a superfcie de uma esfera (ou de um elipside) no desen-volvvel no plano.

SISTEMAS DE PROJEES CARTOGRFICAS so mtodos utilizados para repre-sentar a superfcie de uma esfera (ou de um elipside), no todo ou em parte, sobre umasuperfcie plana. O processo consiste em transferir pontos da superfcie da esfera (ou elip-side) para um plano, ou para uma superfcie desenvolvvel em um plano, tal como umcilindro ou um cone.

2.2 SELEO DO SISTEMA DE PROJE-O: CONDIES DESEJVEIS EMUMA REPRESENTAO DA SUPER-FCIE DA TERRA SOBRE UM PLANO

SELEO DA PROJEO: a construo de uma carta requer a seleo de um sistema deprojeo. Este sistema ser escolhido de maneira que a carta venha a possuir as propriedadesque satisfaam s finalidades propostas para sua utilizao.

Cada projeo tem caractersticas distintas, que a tornam adequada para determi-nados usos, embora nenhuma projeo possa atender completamente a todas as condiesdesejveis. As caractersticas distintas de cada sistema de projeo so mais notveis emcartas que representam grandes reas. medida que a rea representada se reduz, asdiferenas entre as vrias projees passam a ser menos conspcuas, at que, nas cartas deescala muito grande, como nas cartas de portos ou outras reas restritas, todas as projeestornam-se praticamente idnticas.

O ideal seria construir uma carta que reunisse todas as propriedades, representandouma superfcie rigorosamente semelhante superfcie da Terra. Esta carta deveria possuiras seguintes propriedades:

1. Representao dos ngulos sem deformao e, em decorrncia, manuteno da verdadeiraforma das reas a serem representadas (conformidade).

2. Inalterabilidade das dimenses relativas das mesmas (equivalncia).

3. Constncia das relaes entre as distncias dos pontos representados e as distnciasdos seus correspondentes na superfcie da Terra (eqidistncia).

4. Representao dos crculos mximos por meio de linhas retas.

5. Representao das loxodromias (linhas de rumo) por linhas retas.

6. Facilidade de obteno das coordenadas geogrficas dos pontos e, vice-versa, da plotagemdos pontos por meio de suas coordenadas geogrficas.

Navegao costeira, estimada e em guas restritas 17

Projees cartogrficas; a Carta Nutica

As propriedades acima relacionadas seriam facilmente conseguidas se a superfcieda Terra fosse plana ou uma superfcie desenvolvvel. Como tal no ocorre, torna-se impos-svel a construo da carta-ideal, isto , da carta que rena todas as condies desejveis.

A soluo ser, portanto, construir uma carta que, sem possuir todas as condiesideais, possua aquelas que satisfaam determinado objetivo. , pois, necessrio, ao se fixaro sistema de projeo escolhido para representar determinada regio, considerar o fim aque se destina a carta em projeto, para, ento, estabelecer quais as deformaes que poderoser admitidas, quais as que tero de ser anuladas e que propriedades devero serpreservadas.

A Cartografia Nutica necessita representar a linha de rumo (loxodromia) comouma linha reta e de modo que essa reta forme com as transformadas dos meridianos umngulo constante e igual ao seu azimute. Desta forma, o tipo de projeo escolhido deversatisfazer essa exigncia.

2.3 CLASSIFICAO DOS SISTEMAS DEPROJEES

As projees, quanto ao mtodo de construo, classificam-se em: geomtricas,analticas e convencionais.

Projees geomtricas se baseiam em princpios geomtricos projetivos. Podem sersubdivididas em: projees perspectivas e pseudo-perspectivas.

As projees perspectivas so as obtidas pelas intersees sobre determinadasuperfcie dos feixes de retas que passam pelos pontos correspondentes da superfcie daTerra e por um ponto fixo, denominado ponto de vista.

O ponto de vista sempre considerado como situado sobre a direo da verticaldo ponto central da poro da superfcie da Terra que se deseja representar e pode estardisposto a qualquer distncia do centro da Terra, desde o infinito at coincidente com esseprprio centro. Porm, ele geralmente situado em trs posies, surgindo ento umaimportante classificao das projees perspectivas (Figura 2.1):

Figura 2.1 - Projees perspectivas

a) gnomnica ponto de vista nocentro da Terra;

b) estereogrfica ponto de vistana superfcie da Terra;

c) ortogrfica ponto de vista no infinito.

Projees pseudo-perspectivas so projees perspectivas nas quais se recorre a algumartifcio, de maneira a se obter determinada propriedade.

Um exemplo desse tipo de projeo a projeo cilndrica equatorial estereogrfica,na qual o ponto de vista no fica fixo, mas vai percorrendo o equador, situando-se sempreno anti- meridiano do ponto a projetar.

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Projees cartogrficas; a Carta Nutica

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Projees analticas so aquelas que perderam o sentido geomtrico propriamente dito,em conseqncia da introduo de leis matemticas, visando-se conseguir determinadaspropriedades.

Em virtude das diversas adaptaes que as projees deste grupo podem sofrerquando se deseja obter essa ou aquela propriedade, tal grupo assume grande importncia.

Projees convencionais so as que se baseiam em princpios arbitrrios, puramenteconvencionais, em funo dos quais se estabelecem suas expresses matemticas.

Outra importante classificao dos sistemas de projees segundo a superfcie deprojeo adotada. Essa superfcie pode ser um plano ou uma superfcie auxiliardesenvolvvel em um plano. Da a classificao em projees planas e projees pordesenvolvimento (Figura 2.2).

Figura 2.2 -

A projeo ento dita plana,quando a superfcie de projeo umplano. Esse plano poder ser tangente ousecante superfcie da Terra.

A projeo plana geralmentechamada azimutal, em virtude de osazimutes em torno do ponto de tangncia

serem representados sem deformaes. As projees azimutais so tambm chamadaszenitais.

A projeo por desenvolvimento, quando a superfcie de projeo uma superfciedesenvolvvel.

De acordo com a natureza dessa superfcie desenvolvvel, as projees desse tipo seclassificam em cnicas, cilndricas e polidricas.

Includas no grupo das projees cnicas esto as projees policnicas. Nestas, emvez de apenas um cone, a superfcie de projeo adotada compe-se de diversos conestangentes superfcie da Terra.

Os sistemas de projees so tambm classificados de acordo com a situao dasuperfcie de projeo.

Essa classificao feita, no caso das projees planas ou azimutais, de acordo coma posio do plano de projeo e do ponto de tangncia ou plo da projeo; e, no caso dasprojees por desenvolvimento, segundo a posio do eixo da superfcie cnica ou cilndrica.

As projees planas ou azimutais so, ento, classificadas em (Figura 2.3):

a. polares ponto de tangncia no plo; eixo da Terra perpendicular ao plano de projeo;

b. equatoriais ou meridianas ponto de tangncia no equador; eixo da Terra paraleloao plano de projeo; plano de projeo paralelo ao plano de um meridiano;

c. horizontais ou oblquas ponto de tangncia em um ponto qualquer da superfcie daTerra; eixo da Terra inclinado em relao ao plano de projeo.

As projees por desenvolvimento so classificadas em (Figura 2.3):

Navegao costeira, estimada e em guas restritas 19

Projees cartogrficas; a Carta Nutica

a. normais eixo do cone paralelo aoeixo da Terra;

equatoriais eixo do cilindro paraleloao eixo da Terra;

b. transversas eixo do cone perpen-dicular ao eixo da Terra;

transversas ou meridianas eixo docilindro perpendicular ao eixo daTerra;

c. horizontais ou oblquas eixo do co-ne ou cilindro inclinado em relao aoeixo da Terra.

As projees so, ainda, classifica-das segundo as propriedades que con-servam, em: eqidistantes, equivalentes,conformes e afilticas.

a. As projees eqidistantes so asque no apresentam deformaeslineares, isto , os comprimentos sorepresentados em escala uniforme.

A condio de eqidistncia s obtidaem determinada direo e, de acordo

com essa direo, as projees eqidistantes se subclassificam em eqidistantesmeridianas, eqidistantes transversais e eqidistantes azimutais.

As projees eqidistantes meridianas so aquelas em que h eqidistncia segundoos meridianos.

As projees eqidistantes transversais so as que apresentam eqidistnciasegundo os paralelos.

As projees eqidistantes azimutais ou eqidistantes ortodrmicas so as queno apresentam distores nos crculos mximos que passam pelo ponto de tangncia.As projees eqidistantes azimutais so sempre projees planas.

b. As projees equivalentes so as que no deformam as reas, isto , as reas na cartaguardam uma relao constante com as suas correspondentes na superfcie da Terra.

c. Projees conformes so as que no deformam os ngulos e, decorrente dessa proprie-dade, no deformam tambm a forma das pequenas reas.

As projees azimutais podem ser consideradas um caso particular das projees confor-mes, em virtude da propriedade que possuem de no deformarem os ngulos (azimutes)em torno do ponto de tangncia. Porm, nem todas as projees azimutais so conformesem toda extenso.

Figura 2.3 - Classificao das projees segundo a situao da superfcie de projeo

Navegao costeira, estimada e em guas restritas

Projees cartogrficas; a Carta Nutica

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d. As projees afilticas so aquelas em que os comprimentos, as reas e os ngulos noso conservados. Entretanto, podem possuir uma ou outra propriedade que justifiquesua construo. A projeo gnomnica, por exemplo, apresentando todas as deforma-es, possui a excepcional propriedade de representar as ortodromias como retas.Por isto, utilizada em Cartografia Nutica, conforme adiante explicado.

Um sumrio das diversas classificaes dos sistemas de projees apresentadona Figura 2.4.

2.4 DESIGNAO DOS SISTEMAS DEPROJEES

De uma maneira geral, as projees so mais conhecidas pelos nomes de seus autoresdo que, propriamente, pelas designaes de suas propriedades ou de suas classificaes.Isto acontece, principalmente, com as projees analticas e convencionais.

, por exemplo, o caso da projeo cilndrica equatorial conforme, mais conhecidacomo Projeo de Mercator; e da projeo azimutal equivalente, conhecida como ProjeoAzimutal de Lambert.

Figura 2.4 - Sumrio das classificaes das projees

cnicas e policnicascilndricaspolidricas

perspectivaspseudo-perspectivas

polaresequatoriais ou meridianashorizontais ou oblquas

normaistransversashorizontais ou oblquasequatoriaistransversas ou meridianashorizontais ou oblquas

meridianastransversaisazimutais ou ortodrmicas

geomtricasanalticasconvencionaisgnomnicaestereogrficaortogrficaplanas ou azimutais

por desenvolvimento

planas ou azimutais

cnicas e policnicas

cilndricas

eqidistantes

equivalentesconformesafilticas

1. Quanto ao mtodo

2. Quanto situao do ponto de vista

Projees

3. Quanto superfcie de projeo

4. Quanto situao da superfcie de projeo

5. Quanto s proprie- dades

Navegao costeira, estimada e em guas restritas 21

Projees cartogrficas; a Carta Nutica

Convm, entretanto, se desejarmos estabelecer uma regra para designar osdiferentes tipos de projees, especificando suas caractersticas, mencionar seus elementosna seguinte ordem:

a. natureza da superfcie de projeo adotada (plano, cilindro ou cone);

b. situao da superfcie de projeo em relao superfcie da Terra; e

c. classificao da projeo quanto propriedade que conserva.

Assim, dir-se-: projeo cnica normal eqidistante meridiana; projeo plana po-lar gnomnica; projeo cilndrica transversa conforme; etc.

2.5 PROJEES UTILIZADAS EMCARTOGRAFIA NUTICA; APROJEO DE MERCATOR

2.5.1 A PROJEO DE MERCATORConforme j visto, a menor distncia entre dois pontos na superfcie da Terra (consi-

derada esfrica para os fins comuns da navegao) o arco de crculo mximo que os une,ou seja, uma ortodromia.

A navegao sobre uma ortodromia, porm, exige constantes mudanas de rumo,pois os arcos de crculo mximo formam ngulos variveis com os meridianos. A utilizaoda agulha nutica obriga os navegantes a percorrer, entre dois pontos na superfcie daTerra, no a menor distncia entre eles, mas uma linha que faz um ngulo constante comos sucessivos meridianos, igual ao seu azimute. Esta linha o rumo, a loxodromia oucurva loxodrmica e, tambm conforme mencionado no Captulo anterior, tem, na esfera,a forma de uma espiral que tende para os plos, exceto na caso dos meridianos, paralelose equador (Figura 2.5).

Figura 2.5 - Loxodromia

Desta forma, uma exigncia bsicapara utilizao de um sistema de proje-o em Cartografia Nutica que repre-sente as loxodromias, ou linhas de ru-mo, por linhas retas. Essa condio in-dispensvel atendida pela Projeo deMercator, nome latino do seu idealizador,Gerhard Krmer, cartgrafo nascido emFlanders, em 1512. Mercator publicou, em1569, sua Carta Universal (planisfrio), naqual as loxodromias eram representaaspor linhas retas.

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Projees cartogrficas; a Carta Nutica

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2.5.2 CLASSIFICAO DA PROJEO DE MERCATORA Projeo de Mercator pertence classe das projees por desenvolvimento

cilndrico e categoria das projees conformes. Da condio de conformidade, isto, da inexistncia de deformaes angulares, surge a propriedade de manuteno da formada pequenas figuras.

A Projeo de Mercator uma modalidade equatorial das projees cilndricas,isto , o cilindro considerado tangente superfcie da Terra no equador (Figura 2.6 a &b).

Figura 2.6 (a) - Projeo cilndricaFigura 2.6 (b) - Cilindro tangente noequador

A Projeo de Mercator classificada, portanto, como uma projeo cilndricaequatorial conforme.

CILNDRICA: pois a SUPERFCIE DE PROJEO um cilindro, isto , a SUPERF-CIE DA TERRA (ou parte dela) projetada em um cilindro.

EQUATORIAL: o CILINDRO tangente superfcie da Terra no EQUADOR.

CONFORME: os NGULOS so representados SEM DEFORMAO. Por isto, asformas das pequenas reas se mantm, sendo, assim, a projeo tambm denominadaORTOMORFA.

Na realidade, a Projeo de Mercator uma projeo convencional e, portanto,no obedece a um conceito geomtrico definido, embora seja inspirada em uma projeocilndrica. A figura 2.7 apresenta as diferenas e semelhanas entre a Projeo de Mercatore uma projeo cilndrica gnomnica. Entretanto, para maior facilidade de compreenso,pode-se considerar a Projeo de Mercator como uma projeo cilndrica equatorialconforme.

Navegao costeira, estimada e em guas restritas 23

Projees cartogrficas; a Carta Nutica

A Figura 2.8 ilustra o desenvolvimento da Projeo de Mercator, cujas caractersticasso apresentadas na Figura 2.9.

Figura 2.7 - Projees cilndricas

CILNDRICA GNOMNICA

MERC

Figura 2.8 - Projeo de MercatorFigura 2.9 - Caractersticas da projeo deMercator

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Projees cartogrficas; a Carta Nutica

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2.5.3 VANTAGENS E LIMITAES DA PROJEO DEMERCATOR

a. VANTAGENS DA PROJEO DE MERCATOR

1. Os meridianos so representados por linhas retas, os paralelos e o equador so repre-sentados por um segundo sistema de linhas retas, perpendicular famlia de linhas querepresentam os meridianos.

2. fcil identificar os pontos cardiais numa Carta de Mercator.

3. fcil plotar um ponto numa Carta de Mercator conhecendo-se suas coordenadas geo-grficas (Latitude e Longitude). fcil determinar as coordenadas de qualquer pontorepresentado numa Carta de Mercator.

4. Os ngulos medidos na superfcie da Terra so representados por ngulos idnticos nacarta; assim, direes podem ser medidas diretamente na carta. Na prtica, distnciastambm podem ser medidas diretamente na carta.

5. As LINHAS DE RUMO ou LOXODROMIAS so representadas por linhas retas.

6. Facilidade de construo (construo por meio de elementos retilneos).

7. Existncia de tbuas para o traado do reticulado.

b. LIMITAES DA PROJEO DE MERCATOR

1. Deformao excessiva nas altas latitudes.

2. Impossibilidade de representao dos plos.

3. Crculos mximos, exceto o equador e os meridianos, no so representados por linhasretas (limitao notvel nas Cartas de Mercator de pequena escala, representando umagrande rea).

2.5.4 LATITUDES CRESCIDAS E MEDIO DEDISTNCIAS NAS CARTAS DE MERCATOR

Quando comparada com o globo, a Projeo de Mercator exibe enormes deformaesde reas nas altas latitudes.

O exemplo mais vezes citado o da Groenlndia que, quando apresentada numaProjeo de Mercator, aparece maior que a Amrica do Sul, apesar desta ltima ter reanove vezes maior (Figura 2.10).

A Figura 2.11 ajuda na compreenso desta caracterstica da projeo. Em A mostra-se verticalmente um fuso, ou setor, do globo terrestre, com dois crculos desenhados emposies diferentes, para melhor entendimento das deformaes que iro ocorrer. Em Besticaram-se horizontalmente os dois meridianos exteriores de forma a ficarem paralelos.

Navegao costeira, estimada e em guas restritas 25

Projees cartogrficas; a Carta Nutica

Verifica-se a que, em conseqncia, os crculos transformaram-se em elipses, ficandoo do Norte mais distorcido que o do Sul.

Uma vez que a projeo conforme, ela deve conservar as formas em reas pequenas.Assim, tem-se que esticar agora verticalmente o setor at que as elipses retornem nova-mente forma circular, o que se apresenta em C.

Figura 2.10 - Mapa Mundi na projeo de Mercator

Figura 2.11 - A projeo de Mercator e as latitudes crescidas

Navegao costeira, estimada e em guas restritas

Projees cartogrficas; a Carta Nutica

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de notar que, uma vez que a parte Norte do setor foi mais distendida que a Sul, ocrculo superior ficou com um dimetro sensivelmente maior que o inferior.

Assim, na Projeo de Mercator medida que a latitude cresce os arcos de paralelosvo sendo aumentados numa razo crescente, com os arcos de meridiano sofrendo aumentosna mesma proporo (para que seja mantida a condio de conformidade).

Nascem da dois conceitos importantes. O primeiro deles o de latitude crescida.

LATITUDE CRESCIDA correspondente a um determinado paralelo o comprimentodo arco de meridiano compreendido entre a projeo do paralelo considerado e o equador,tomando-se para unidade de medida o comprimento do arco de 1 minuto do equador (1minuto de Longitude).

Ademais, numa Carta de Mercator a escala das Longitudes constante, mas, comovisto, a escala das Latitudes cresce medida que a Latitude aumenta, Assim, a escala daCarta varia na razo da Latitude e, desta forma, as distncias s sero verdadeiras seforem lidas na escala das Latitudes. Este um cuidado fundamental a ser observadona utilizao de uma Carta Nutica na Projeo de Mercator.

2.5.5 UTILIZAO DA PROJEO DE MERCATORDo ponto de vista da navegao, a Projeo de Mercator resolveu graficamente os

problemas da estima com tal sucesso que sua popularidade inexcedvel e seu empregoincomparvel: a loxodromia representada por uma linha reta, que faz com as transformadasdos meridianos um ngulo constante e igual ao seu azimute.

A impossibilidade de representao dos plos e o valor exageradamente crescentedas deformaes lineares e superficiais nas altas latitudes, constituem as limitaes maisacentuadas da projeo de Mercator. Ela geralmente limitada pelo paralelo de 60, porque,nesta latitude, as deformaes j se apresentam excessivas. Entretanto, podemos utiliz-la satisfatoriamente at a latitude de 80, desde que sejam tomadas precaues especiaisquanto ao uso da escala das distncias.

Alm da Cartografia Nutica, a Projeo de Mercator tambm empregada nas se-guintes classes de cartas: cartas-piloto, de fusos horrios, magnticas, geolgicas, celestes,meteorolgicas, aeronuticas e mapas-mundi.

2.5.6 OUTRAS PROJEES USADAS EMCARTOGRAFIA NUTICA

a. PROJEO GNOMNICAConforme anteriormente mencionado, embora a menor distncia entre dois pontos

na superfcie da Terra seja o arco de crculo mximo que os une (ortodromia), a nave-gao normalmente conduzida por uma loxodromia, ou linha de rumo, que faz com ossucessivos meridianos um ngulo constante e igual ao seu azimute. Quando os dois pontosda superfcie da Terra esto prximos, a loxodromia praticamente se confunde com aortodromia: a diferena de 1 milha para dois pontos afastados de 350 milhas, na latitu-de de 40.

Navegao costeira, estimada e em guas restritas 27

Projees cartogrficas; a Carta Nutica

Todavia, quando os dois pontos esto muito afastados, a diferena pode ser da ordemde centenas de milhas: a diferena entre as distncias loxodrmica e ortodrmica de Sidney,na Austrlia, a Valparaso, no Chile, de 748 milhas.

Assim, para singraduras muito extensas torna-se imperativa a adoo do caminhomais curto, isto , da derrota ortodrmica, sendo necessrio, para o seu planejamento,dispor de cartas construdas em um sistema de projeo que represente os crculos mxi-mos como linhas retas. Este sistema a projeo plana gnomnica ou, como normal-mente denominada, projeo gnomnica.

Figura 2.12 - Projeo Gnomnica

A projeo gnomnica utiliza co-mo superfcie de projeo um planotangente superfcie da Terra, noqual os pontos so projetadosgeometricamente, a partir do centro daTerra (Figura 2.12). Esta ,provavelmente, a mais antiga das pro-jees, acreditando-se que foi desenvolvi-da por Thales de Mileto, cerca de 600 a.C.

A projeo gnomnica apresentatodos os tipos de deformaes. A projeono eqidistante; a escala s se mantmexata no ponto de tangncia, variando ra-pidamente medida que se afasta desse

ponto. Ademais, a projeo no conforme, nem equivalente. As distores so to grandesque as formas, as distncias e as reas so muito mal representadas, exceto nas proximidadesdo ponto de tangncia.

Figura 2.13 (a) - Carta Gnomnica

Navegao costeira, estimada e em guas restritas

Projees cartogrficas; a Carta Nutica

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A Figura 2.13a, onde est representado um reticulado da projeo gnomnica,com ponto de tangncia em Recife, ilustra as deformaes apresentadas pela projeo.Podem ser comparadas as diferenas de formas, reas e dimenses entre dois retngulosde 5 de lado, um situado relativamente prximo do ponto de tangncia e outro bemafastado desse ponto.

Figura 2.13 (b) - Carta Gnomnica

Entretanto, conforme citado, aprojeo gnomnica tem a propriedadenica de representar todos os crculosmximos por linhas retas. Osmeridianos aparecem como retasconvergindo para o plo mais prximo. Osparalelos, exceto o equador (que umcrculo mximo) aparecem como linhascurvas (Figura 2.13b). Alm disso, naprojeo gnomnica, como em todas asprojees azimutais, os azimutes apartir do ponto de tangncia sorepresentados sem deformaes.

Em Cartografia Nutica, aprojeo gnomnica , ento,empregada principalmente na construode Cartas para Navegao Ortodrmica

(Figura 2.14), que sero estudadas com detalhe no Captulo 33 (Volume II). Ademais, tambm aplicada em radiogoniometria com estao fixa, aproveitando-se a propriedadeda projeo gnomnica de representar sem deformaes os azimutes (marcaes) tomadosa partir do ponto de tangncia (que, neste caso, ser a posio da estaoradiogoniomtrica). Por outro lado, sabe-se que no possvel representar as regies polaresna Projeo de Mercator, devido sua impossibilidade material da representar o plo epor causa das deformaes excessivas apresentadas em Latitudes muito altas. Estaimportante lacuna pode ser preenchida pela projeo gnomnica.

Na Figura 2.14, por exemplo, se for desejada a derrota ortodrmica do Cabo Orangepara o Arquiplago dos Aores, basta traar na carta, construda na projeo gnomnica,uma linha reta conectando os dois locais. Esta linha representa o arco de crculo mximoque passa pelos dois pontos, constituindo, assim, a menor distncia entre eles.

Navegao costeira, estimada e em guas restritas 29

Projees cartogrficas; a Carta Nutica

Figura 2.14 - Carta para Navegao Ortodrmica

Navegao costeira, estimada e em guas restritas

Projees cartogrficas; a Carta Nutica

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b. PROJEO ESTEREOGRFICAA projeo estereogrfica resulta da projeo geomtrica de pontos da superfcie

da Terra sobre um plano tangente, desde um ponto de vista situado na posio oposta aoponto de tangncia (Figura 2.15). Esta projeo tambm chamada de azimutal ortomorfa.

Figura 2.15 - Projeo EstereogrficaEquatorial

Figura 2.16 - Mapa do HemisfrioOcidental na Projeo Estereogrfica

A escala em uma projeo estereogrfica aumenta com a distncia do ponto detangncia, porm mais lentamente que em uma projeo gnomnica. Um hemisfriocompleto pode ser representado em uma projeo estereogrfica, sem distoresexcessivas (Figura 2.16). Tal como em outras projees azimutais, os crculos mximosque passam pelo ponto de tangncia aparecem como linhas retas. Todos os demaiscrculos, incluindo meridianos e paralelos, so representados como crculos ou arcos decrculos.

O principal uso da projeo estereogrfica em Cartografia Nutica para cons-truo de cartas das regies polares.

c. PROJEO ORTOGRFICA

Projetando-se geometricamentepontos da superfcie da Terra tendo comoponto de vista o infinito (linhas projetan-tes paralelas), sobre um plano tangente,tem-se uma projeo ortogrfica (Figura2.17). Esta projeo no conforme, nemequivalente, nem eqidistante em todasua extenso. Sua principal aplicao emCartografia Nutica ocorre no campo danavegao astronmica, onde ela til pa-ra apresentar ou para solucionar grafica-mente o tringulo de posio e para ilus-trao de coordenadas astronmicas.

Figura 2.17 - Projeo Ortogrfica Equatorial

Navegao costeira, estimada e em guas restritas 31

Projees cartogrficas; a Carta Nutica

Se o plano tangente a um pontodo equador, como normalmente ocorre, osparalelos (incluindo o equador)aparecem como linhas retas e osmeridianos como elipses, exceto omeridiano que passa pelo ponto detangncia, que aparece como uma linha

Figura 2.18 - Mapa Ortogrfico do Hemisfrio Ocidental

reta, e o que est a 90, que representado por um crculo (Figura 2.18).

d. PROJEO AZIMUTAL EQIDISTANTE uma projeo na qual a escala de distncias ao longo de qualquer crculo

mximo que passa pelo ponto de tangncia constante. Se o ponto de tangncia estsituado em um dos plos, os meridianos aparecem como linhas retas radiais e osparalelos como crculos concntricos, igualmente espaados. Se o plano tangente emqualquer outro ponto, os crculos concntricos representam distncias do ponto detangncia. Neste caso, meridianos e paralelos aparecem como curvas. A projeo azimutaleqidistante pode ser usada para representar toda a Terra, sendo que, nesta situao, oponto 180 defasado do ponto de tangncia aparece como o maior dos crculos concntricos.A projeo no conforme, nem equivalente, nem perspectiva. Prximo ao ponto detangncia as distores so pequenas, porm crescem com a distncia, at que, nasimediaes do lado oposto da Terra, as formas tornam-se irreconhecveis (Figura 2.19a).

A projeo azimutal eqidistante til porque combina as trs caractersticaspossveis de se encontrar nas projees azimutais:

as distncias a partir do ponto de tangncia so representadas sem distores;

as direes (azimutes) a partir do ponto de tangncia so representados semdeformaes; e

permite representar toda a superfcie da Terra em uma carta.

Navegao costeira, estimada e em guas restritas

Projees cartogrficas; a Carta Nutica

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Figura 2.19 (a) - Projeo Azimutal Eqidistante

Navegao costeira, estimada e em guas restritas 33

Projees cartogrficas; a Carta Nutica

Assim, se um porto ou aeroporto importante for escolhido como ponto de tangn-cia, o azimute (rumo), a distncia e a derrota deste ponto para qualquer outro ponto nasuperfcie da Terra so determinados com rapidez e preciso, tal como mostrado nas figuras2.19 b & c. Se uma estao de comunicaes for escolhida como ponto de tangncia deuma carta na projeo azimutal eqidistante, as trajetrias dos sinais rdios para/daestao tornam-se aparentes. Ademais, pode-se determinar facilmente a direo para aqual deve ser orientada uma antena. A projeo , tambm, usada na construo de cartaspolares e do Identificador de Estrelas (Star Finder and Identifier, N 2102 D), que serestudado posteriormente.

Figura 2.19 (b) - Na superfcie da Terra Figura 2.19 (c) - Na Carta Azimutal Eqidistante

e. PROJEES CNICASUma projeo cnica produzida pela transferncia de pontos da superfcie da

Terra para um cone, ou uma srie de cones, que so, ento, desenvolvidos em um plano,para formar a carta. Se o eixo do cone coincide com o eixo da Terra, como ocorre normalmentequando se usam projees cnicas em Cartografia Nutica, os paralelos aparecem comoarcos de crculos e os meridianos ou como linhas retas, ou como curvas, convergindopara o plo mais prximo. As deformaes excessivas so evitadas limitando a rea repre-sentada na carta parte do cone prxima superfcie da Terra. O paralelo ao longo doqual no h distores denominado paralelo padro.

As caractersticas das projees cnicas variam, pelo uso de cones tangentes emvrios paralelos, usando um cone secante ou uma srie de cones.

Uma projeo cnica simples utiliza um nico cone tangente superfcie da Terra(Figura 2.20). A altura do cone aumenta medida que a Latitude do paralelo de tangnciadiminui. No equador a altura do cone infinita e este torna-se um cilindro. No plo aaltura zero e o cone transforma-se em um plano.

Navegao costeira, estimada e em guas restritas

Projees cartogrficas; a Carta Nutica

34

Quando o cone desenvolvido emum plano para formar uma carta, os me-ridianos aparecem como linhas retasconvergindo para o vrtice do cone. Oparalelo padro, no qual o cone tan-gente Terra, representado por umarco de crculo cujo centro o vrticedo cone (ponto de interseo de todos osmeridianos).

Figura 2.20 - Projeo Cnica Simples

Os outros paralelos aparecem como crculos concntricos, com a distncia ao longode cada meridiano entre paralelos consecutivos representada em relao correta com adistncia na Terra, sendo, assim, derivada matematicamente. Por isso, a projeo cnicasimples no perspectiva (apenas os meridianos so projetados geometricamente). Oplo representado por um crculo (Figura 2.21).

A escala correta ao longo do paralelo padro e de qualquer meridiano. Todosos outros paralelos so representados com deformaes (comprimentos maiores que ocorreto), sendo que os erros aumentam medida que aumenta a distncia do paralelopadro. Como a escala no a mesma em todas as direes em torno de cada ponto, aprojeo no conforme, sua principal desvantagem para navegao. Alm disso, tambmno equivalente.

Figura 2.21 - Mapa do Hemisfrio Norte na Projeo Cnica Simples

Navegao costeira, estimada e em guas restritas 35

Projees cartogrficas; a Carta Nutica

De vez que a escala correta aolongo do paralelo padro e variauniformemente para cada lado desteparalelo, com distores relativamentepequenas nas regies prximas aoparalelo padro, a projeo cnicasimples til para representao deuma rea com grande desenvolvimentoem Longitude e comparativamenteestreita em Latitude. A projeo foidesenvolvida no Sculo II DC por CludioPtolomeu para cartografia de uma rea

Figura 2.22 (a) - Cone secante com dois paralelos padres

com estas caractersticas, o Mediterrneo.

A Projeo Conforme de Lam-bert aumenta a faixa de Latitude da pro-jeo cnica simples pelo uso de um conesecante, que intercepta a superfcie daTerra em dois paralelos padres(Figura 2.22 a & b).

Ademais, o espaamento entre osparalelos alterado matematicamente, demodo que a distoro ao longo dos parale-los e ao longo dos meridianos seja a mes-ma, o que torna a projeo conforme(Figura 2.23).

Esta projeo, idealizada porJohann Heinrich Lambert no SculoXVIII, a projeo cnica mais utilizadaem navegao, embora seu emprego maiorseja em cartas aeronuticas.

Figura 2.22 (b) - Geomtrica Modificada

Figura 2.23 - Carta na Projeo de Lambert

Navegao costeira, estimada e em guas restritas

Projees cartogrficas; a Carta Nutica

36

Uma linha reta na Projeo Conforme de Lambert aproxima-se tanto de um crculomximo que os dois podem ser considerados idnticos para os propsitos de navegao.Marcaes radiogoniomtricas, de sinais rdio que se propagam por crculos mximos,podem ser plotadas nesta projeo sem a correo que necessitam quando so plotadas emuma Carta de Mercator. Esta caracterstica, ganha sem o sacrifcio da conformidade, tornoua Projeo Conforme de Lambert adequada para cartas aeronuticas, pois em navegaoarea faz-se intenso uso de marcaes-rdio. Em Cartografia Nutica, esta projeo temsido empregada, em uma forma ligeiramente modificada, em altas latitudes, para cartaspolares.

A Figura 2.24 compara as trs projees mais utilizadas em Cartografia Nutica.

Figura 2.24 -

MERCATOR LAMBERT GNOMNICAParalelos Linhas retas Arcos de crculos Curvas (sees de

horizontais concntricos cone) exceto oEquador

Meridianos Linhas retas verti- Linhas retas, raio dos Linhas retascais, perpendicula- paralelos convergindores ao Equador para o Plo

Conforme Sim Sim No

Crculos Linhas curvas Linhas aproxima- Linhas retasmximos (exceto os damente retas

Meridianos e oEquador)

Linhas de rumo Linhas retas. Linhas curvas Linhas curvas

ngulo medidocom qualquer

Meridiano

Escala de Varivel -- ser Aproximadamente Varivel -- serdistncias usada a do constante medida por bacos

paralelo mdio impressos nas cartas

Aumento Aumenta com a Aumenta com a Aumenta com ada escala distncia do distncia do distncoa ao centro

Equador paralelo central da da projeoprojeo

Usos para o Navegao em Navegao Determinao danavegante geral -- Costeira Costeira, Estimada ortodrmia

e Estimada e Eletrnica

Navegao costeira, estimada e em guas restritas 37

Projees cartogrficas; a Carta Nutica

As limitaes em Latitude das ou-tras projees cnicas podem ser essen-cialmente eliminadas pelo uso de uma s-rie de cones tangentes, resultando emuma projeo policnica (Figura 2.25).Nesta projeo, que no perspectiva, ca-da paralelo a base de um cone tangente.Nas bordas da carta, a rea entre parale-los expandida, para eliminar as partesque ficariam sem recobrimento. A escala correta ao longo de qualquer paralelo eao longo do meridiano central da projeo.Ao longo dos outros meridianos, a escalaaumenta com o aumento da diferena delongitude para o meridiano central. Os pa-ralelos aparecem como crculos no con-cntricos e os meridianos como linhas cur-vas convergindo para o plo, com a conca-vidade voltada para o meridiano central.

Figura 2.25 - Projeo Policnica

A projeo policnica muitousada em Atlas (Figura 2.26). Entretanto,como no conforme, no costumeira-mente utilizada em navegao.

Figura 2.26 - Mapa na Projeo Policnica

Navegao costeira, estimada e em guas restritas

Projees cartogrficas; a Carta Nutica

38

f. PROJEO TRANSVERSA DE MERCATOR

Um caso especial da Projeo deMercator a Projeo Transversa de Mer-cator ou projeo cilndricatransversa ortomorfa (conforme), naqual o cilindro tangente superfcie daTerra ao longo de um meridiano. Comoa rea de deformao mnima nestaprojeo ficar prxima ao meridiano detangncia, a Projeo transversa deMercator torna-se til para cartascobrindo uma grande faixa de Latitudese uma faixa estreita de Longitudes decada lado do meridiano de tangncia(Figura 2.27) ou para cartas de regiespolares (Figura 2.28). Alm disso, algumas vezes usada em cartas celestesque apresentam a configurao do cu nasvrias estaes do ano.

Em uma carta na Projeo Trans-versa de Mercator, prximo aomeridiano de tangncia uma linhareta aproxima-se muito de um crculomximo na esfera terrestre. nesta reaque a carta mais til.

O sistema UTM (Universal Trans-versa de Mercator) uma grade quilo-mtrica superposta a um reticulado daProjeo Transversa de Mercator, parafins tcnico-cientficos ou militares. Osistema UTM muitas vezes utilizadopara construo de Folhas de Bordo eFolhas de Sondagens produzidas emLevantamentos Hidrogrficos e paracartas militares (exemplo: Carta deBombardeio).

Figura 2.27 - Mapa na Projeo Transversa de Mercator

Figura 2.28 - Projeo Transversa de Mercator(meridiano de tangncia 090E - 090W)

Navegao costeira, estimada e em guas restritas 39

Projees cartogrficas; a Carta Nutica

2.5.7 CARTAS POLARESAs excessivas deformaes nas altas latitudes e a impossibilidade de representao

dos plos limitam o uso da Projeo de Mercator para cartografia das regies polares. Hnecessidade, ento, de selecionar outras projees para representao dessas reas.

As principais consideraes para escolha de um sistema de projeo convenientepara navegao polar so:

a. CONFORMIDADE desejvel que os ngulos (direes) sejam corretamente repre-sentados, de modo que a plotagem possa ser feita diretamente sobre a carta, semcorrees complicadas;

b. REPRESENTAO DOS CRCULOS MXIMOS como os crculos mximos (orto-dromias) so mais teis em altas Latitudes que as linhas de rumo (loxodromias), dese-jvel que os crculos mximos sejam representados por linhas retas;

c. ESCALA CONSTANTE desejvel que se tenha uma escala constante em toda a carta;

d. LIMITES DE USO limites amplos de utilizao so desejveis, para reduzir ao mnimoo nmero de projees necessrias.

As 3 projees comumente selecionadas para cartas polares so a Transversa deMercator, a Conforme de Lambert modificada e a projeo polar estereogrfica. So, ainda,utilizadas a projeo gnomnica e a azimutal eqidistante. Prximo ao plo h pouco o quese escolher entre elas, pois a todas so essencialmente conformes e em todas os crculosmximos so praticamente representados por linhas retas. Entretanto, conforme a distnciaao plo aumenta, devem ser consideradas as caractersticas distintas de cada projeo.

A Projeo Transversa de Mercator conforme e o tipo de distoro que apresenta familiar a quem est acostumado a usar uma Carta de Mercator. As distncias podem sermedidas da mesma maneira que em uma Carta de Mercator. Assim, na cartografia dasregies polares as vantagens da Projeo de Mercator, tais como facilidade de construoe plotagem rpida dos pontos, podem ainda ser aproveitadas pela rotao do cilindro de90 em azimute, ficando agora tangente em um meridiano, o qual passa a ser o equadorfictcio. Nesta projeo, dentro das regies polares, os paralelos so praticamentecircunferncias concntricas e os meridianos divergem ligeiramente de linhas retas; osarcos de crculos mximos tambm podem ser considerados linhas retas, desprezando-seo pequeno erro cometido. Um pequeno inconveniente na medida de ngulos pode resultarda curvatura dos meridianos (Figura 2.27). A projeo excelente para uso em uma faixaestreita em torno do meridiano de tangncia e para emprego com sistema automtico denavegao que gera Latitude e Longitude.

A Projeo Conforme de Lambert modificada virtualmente conforme em toda suaextenso e as distores de escala mantm-se pequenas quando a carta estende-se atcerca de 25 a 30 do plo. Alm desse limite, as distores crescem rapidamente. Umcrculo mximo praticamente uma li-nha reta em qualquer ponto da carta. Distncias edirees podem ser medidas diretamente na carta. A Projeo Conforme de Lambertmodificada (ou Projeo de Ney) usa um paralelo muito prximo ao plo como paralelopadro mais alto. Assim, esta projeo cnica com dois paralelos padres vai requererpouca deformao para representar os paralelos como crculos e eliminar o crculo querepresentaria o plo.

Navegao costeira, estimada e em guas restritas

Projees cartogrficas; a Carta Nutica

40

A outra projeo comumente utilizada em cartografia das regies polares aprojeo polar estereogrfica, que conforme em toda sua extenso e na qual umcrculo mximo difere muito pouco de uma linha reta. A distoro de escala no excessiva para uma distncia considervel do plo, mas maior que na Projeo Conformede Lambert modificada. A variao de escala pode ser reduzida usando um plano secante,que corte a Terra em um paralelo intermedirio entre o plo e o paralelo mais afastado, deforma que as distores sejam divididas, com a poro dentro deste paralelo padrocomprimida e a poro fora dele expandida.

2.6 A CARTA NUTICA; UTILIZAO EINTERPRETAO DE UMA CARTANUTICA NA PROJEO DEMERCATOR

2.6.1 DEFINIO DE CARTAS NUTICASSo os documentos cartogrficos que resultam de levantamentos de reas ocenicas,

mares, baas, rios, canais, lagos, lagoas, ou qualquer outra massa dgua navegvel e que sedestinam a servir de base navegao; so geralmente construdas na Projeo de Mer-cator e representam os acidentes terrestres e submarinos, fornecendo informaes sobreprofundidades, perigos navegao (bancos, pedras submersas, cascos soobrados ouqualquer outro obstculo navegao), natureza do fundo, fundeadouros e reas defundeio, auxlios navegao (faris, faroletes, bias, balizas, luzes de alinhamento,radiofaris, etc.), altitudes e pontos notveis aos navegantes, linha de costa e decontorno das ilhas, elementos de mars, correntes e magnetismo e outras indica-es necessrias segurana da navegao.

2.6.2 PRINCIPAIS ELEMENTOS REPRESENTADOS EMUMA CARTA NUTICA

a. RETICULADOEm uma Carta de Mercator, o conjunto dos meridianos e paralelos denominado

reticulado. Ao longo dos meridianos extremos da carta est representada a escala delatitudes (onde devem ser sempre medidas as distncias). Ao longo dos paralelos superiore inferior da carta est representada a escala de longitudes.

b. ESCALAComo vimos, em uma Carta de Mercator a escala de longitudes constante,

enquanto que a escala de latitudes varia, em virtude das latitudes crescidas.

Denomina-se, ento, escala natural a escala de latitudes em um determinado pa-ralelo, normalmente o paralelo mdio (Lat mdia) da rea abrangida. Este , de fato, onico paralelo representado sem deformaes de escala, ou seja, a escala natural, narealidade, somente perfeitamente vlida ao longo deste paralelo.

Navegao costeira, estimada e em guas restritas 71

Agulhas nuticas; converso de rumos e marcaes

3 AGULHAS NUTICAS; CONVERSO DERUMOS E MARCAES

3.1 OBTENO DE RUMOS E MARCAES A BORDO

Conforme visto, os navios (ou embarcaes) para se dirigirem de um ponto a outro dasuperfcie da Terra governam por Rumos, definidos como o ngulo horizontal entre umaDIREO DE REFERNCIA e a direo para a qual aponta a proa do navio (medido de 000a 360, no sentido horrio, a partir da direo de referncia).

Ademais, em Navegao Costeira ou em guas Restritas, para determinar a posio donavio (ou embarcao) em relao a pontos de terra, durante a execuo da derrota, o naveganteperiodicamente observa Marcaes de pontos notveis ou auxlios navegao.

A bordo, ou Rumos e Marcaes so obtidos atravs do uso de Agulhas Nuticas.

Existem dois tipos de Agulhas Nuticas: Agulhas Magnticas e Agulhas Giroscpicas.

3.2 AGULHAS MAGNTICAS

3.2.1 DESCRIO E PARTES COMPONENTES

A AGULHA MAGNTICA (BSSOLA) um dos mais antigos instrumentos denavegao e, com poucos melhoramentos, usada ainda hoje em dia por todos os navegantesqualquer que seja o tipo ou porte do navio ou embarcao. Embora atualmente nos navios aAgulha Giroscpica seja o instrumento normalmente utilizado como fonte primria paraobteno de direes (rumos e marcaes), existiro sempre Agulhas Magnticas a bordo,como back-up, para atender s situaes de emergncia.

Geralmente, os navios possuem duas Agulhas Magnticas. Uma localizada no Pas-sadio, denominada Agulha de Governo; outra no Tijup (em local mais livre de influn-cias magnticas), denominada Agulha Padro.

72 Navegao costeira, estimada e em guas restritas

Agulhas nuticas; converso de rumos e marcaes

Figura 3.1 - Rosa circular da agulha

Figura 3.2 - Agulha magntica

Uma Agulha Magntica consiste deuma Rosa Circular, graduada de 000 a 360(Figura 3.1), apoiada no seu centro, livrepara girar em torno de um eixo vertical(estilete), flutuando em uma cuba cheia deum lquido, que pode ser uma mistura degua e lcool (para no congelar) ou umdestilado fino de petrleo, semelhante aovarsol.

Um conjunto de rms fixado nolado inferior da Rosa, alinhado com o seueixo norte-sul (Figura 3.2). A cuba mon-tada, atravs de suspenso cardan, em umpedestal denominado Bitcula (Figura 3.3).A cuba feita em material amagntico enela est gravada a linha de f (refern-cia para rumos), que deve ser rigorosamen-te alinhada com a linha proa-popa (eixolongitudinal do navio).

Em operao, os rms da agulha (e, portanto, sua linha norte-sul) tendem a se alinharcom as Linhas de Fora do Campo Magntico da Terra existentes no local. Estas Linhas deFora, denominadas Meridianos Magnticos, indicam a direo do Norte Magntico nolocal. Portanto, o ngulo indicado na Rosa da Agulha entre a linha de f (alinhada com o eixolongitudinal do navio) e a linha norte-sul da Agulha ser igual ao ngulo entre a proa do navioe o Norte Magntico, ou seja, o Rumo Magntico do navio (caso a Agulha no possua Desvio,como ser visto a seguir).

3.2.2 VANTAGENS E LIMITAES DAS AGULHAS MAGNTICAS

Em comparao com as Agulhas Giroscpicas, que sero estudadas adiante, neste mesmoCaptulo, as Agulhas Magnticas apresentam as seguintes vantagens e limitaes:

Navegao costeira, estimada e em guas restritas 73

Agulhas nuticas; converso de rumos e marcaes

Figura 3.3 - Bitcula

a. VANTAGENS. A Agulha Magntica um instrumento

comparativamente simples, que operaindependente de qualquer fonte de ener-gia eltrica;

. Requer pouca (quase nenhuma) manu-teno;

. um equipamento robusto, que no so-fre avarias com facilidade; e

. Seu custo relativamente baixo.

b. LIMITAES.A Agulha Magntica busca o Norte Magntico, em lugar do Norte Verdadeiro (ou Geogrfico);. afetada por material magntico ou eqipamentos eltricos;.No to precisa e fcil de usar como uma Agulha Giroscpica;.Normalmente, suas informaes no podem ser transmitidas com facilidade para outros sistemas;

.Uma Agulha Magntica mais afetada por altas latitudes que uma Agulha Giroscpica.3.2.3 DECLINAO MAGNTICA

a. MAGNETISMO TERRESTRE; O CAMPO MAGNTICO DA TERRA

Figura 3.4 - Campo magntico terrestre

A Terra pode ser considerada umgrande rm, tendo dois Plos Magnti-cos de polaridades opostas (Plo NorteMagntico & Plo Sul Magntico). OsPlos Magnticos no coincidem comos Plos Verdadeiros, ou Geogrficos (Fi-gura 3.4). O Plo Norte Magntico ficalocalizado aproximadamente na Lat. 74N,Long. 101W, O Plo Sul Magntico estna Antrtica, na Lat. 60S, Long. 144E.

Se a Terra fosse composta dematerial magntico homogeneamentedistribudo, as linhas de fora de seu campomagntico seriam Crculos Mximos, quepassariam pelos Plos Magnticos(Meridianos Magnticos). Entetanto,

74 Navegao costeira, estimada e em guas restritas

Agulhas nuticas; converso de rumos e marcaes

isto no ocorre e, assim, as linhas segundo as quais a fora magntica terrestre atua, emboradenominadas de Meridianos Magnticos, no so curvas regulares, diferindo da direodos Crculos Mximos que passam pelos Plos Magnticos. Conforme acima mencionado,estas curvas, apenas de irregulares, ainda assim so chamadas de Meridianos Magnti-cos.

Considerando o campo magntico terrestre em um determinado local decomposto se-gundo o horizonte e o vertical do lugar (Figura 3.4), obtm-se as componentes horizontal (H)e vertical (Z) do magnetismo terrestre, variveis de lugar para lugar e cujo valor vem indica-do em cartas especiais.

A componente horizontal (H) zero nos plos magnticos e alcana mximo valor noequador magntico.

A componente vertical (Z) zero no equador magntico e alcana mximo valor nosplos magnticos.

A componente horizontal (H) a responsvel pela orientao da Agulha MagnticaComo seu diminui medida que a Latitude aumenta (tornando-se nulo no plo magntico), odesempenho da Agulha Magntica fica prejudicado nas altas Latitudes (maiores que 60).

Uma agulha imantada, supensa por seu centro de gravidade, livre de girar, em umlocal isento de outras influncias magnticas, orienta-se no campo magntico terrestre, comono caso geral de qualquer campo magntico, segundo as tangentes s linhas de fora, tendosempre um de seu plos apontados para um determinado plo magntico terrestre.

Ao plo da agulha que aponta para o Plo Norte Magntico da Terra convencionouchamar-se Plo Norte da Agulha, denominando-se de Plo Sul da Agulha o plo oposto.

costume pintar, nas barras magnticas, tambm por conveno, de encarnado ametade que contm o Plo Norte e de azul a que contm o Plo Sul.

Entre os rms, plos do mesmo nome se repelem, e os de nomes contrrios se atraem.O Norte Magntico da Terra, entretanto, por definio, atrai o Norte dos rms.Convencionou-se, ento, representar em azul a extremidade Norte do m simblico do campomagntico terrestre e de encarnado a extremidade Sul. Pode-se, pois, generalizar, afirman-do que plos de mesma cor se repelem, enquanto os de cores contrrias se atraem.

b. CONCEITO DE DECLINAO MAGNTICAFigura 3.5 - Declinao magntico Figura 3.6 - Ilustrao da declinao magntica

Navegao costeira, estimada e em guas restritas 75

Agulhas nuticas; converso de rumos e marcaes

Em operao, uma Agulha Magntica tende a orientar-se segundo o Meridiano Mag-ntico que passa pelo local (Figura 3.5). A diferena em direo entre o Meridiano Magn-tico e o Meridiano Verdadeiro (ou Geogrfico), em um determinado lugar, denominadaDeclinao Magntica (Dec mg).

Da mesma forma, pode-se dizer que a Declinao Magntica em um determinado local o ngulo entre o Norte Verdadeiro e o Norte Magntico no local (Figura 3.6).

Figura 3.7 - Conceito de declinao magntica

A Declinao Magntica expres-sa em graus e minutos, recebendo umadesignao Leste ou Oeste, para indicar deque lado do Meridiano Verdadeiro est oMeridiano Magntico (Figura 3.7).

A Declinao Magntica varia delocal para local na superficie de Terra, emvirtude das irregularidades das linhas defora do campo magntico terrestre.Ademais, enquanto os Plos Verdadeiros(ou Geogrficos) so fixos, os PlosMagnticos da Terra variam de posio.Desta forma, a Declinao Magntica de umlocal tambm varia ao longo do tempo.

As Cartas Nuticas informam ao navegante, para as reas nela representadas, ovalor da Declinao Magntica e de sua Variao Anual (Figura 3.8).

Figura 3.8 - Declinao magntica e sua variao anual

76 Navegao costeira, estimada e em guas restritas

Agulhas nuticas; converso de rumos e marcaes

Alm disso, existem cartas especiais, que apresentam as linhas Isognicas (linhasque unem pontos de mesma Declinao Magntica) e Agnicas (linhas que unem pontosonde a Declinao Magntica nula), como a mostrada na Figura 3.9.

Figura 3.9 - Carta de declinao magntica (Reduo da carta n 42 do DMAHTC)

3.2.4 DESVIO DA AGULHA

a. CONDIES QUE UMA AGULHA MAGNTICA DEVESATISFAZERUma boa agulha deve ser sensvel e estvel. A agulha deve ser sensvel para que

acuse qualquer variao da proa do navio. Deve ser estvel para que indique firmemente aproa, mesmo nas guinadas rpidas, e no se desloque sob a ao do balano, caturro, trepida-es, etc. Estas duas condies, at certo ponto antagnicas, so conseguindas dando agulhagrande momento magntico, pequeno peso e diminuio do atrito, o que se consegue obtermais facilmente nas Agulhas Lquidas. As Agulhas Secas so muito sensveis, mas poucoestaveis. Por isso, praticamente no so usadas a bordo de navio ou embarcaes.

b. PERTURBAES DA AGULHA; DESVIOS

Uma agulha magntica livremente suspensa, quando situada em Terra, em local isentode outras influncias magnticas, permanece orientada na direo do meridiano magntico(linha de fora do campo magntico terrestre). A bordo, porm, existem outros campos magn-ticos, provenientes dos ferros e aos de que o navio construdo e dos equipamento eltricosinstalados.

Navegao costeira, estimada e em guas restritas 77

Agulhas nuticas; converso de rumos e marcaes

As massas de ferro duro (fortemente carburadas, tais como aos e ferros fundidos)adquirem, durante a construo dos navios, uma magnetizao por influncia do campo mag-ntico terrestre. Essa magnetizao, acelerada durante a construo pelas vibraes e choquea que ento as massas esto sujeitas, pouco se altera no futuro, evoluindo, salvo circunstnciaespecias, muito lentamente. , assim, denominada magnetizao permanente ou magne-tismo permanente e depende fundamentalmente da proa em que foi construdo o navio e dovalor do campo magntico terrestre no local da construo (Figura 3.10a). Alteraes no mag-netismo permanente podem ocorrer sempre que o navio ficar muito tempo na mesma proa(como, por exemplo, durante um prolongado perodo de reparos) ou num local que provoqueuma influncia magntica bastante diferente da exercida durante a construo, ou, ainda,quando o navio sujeito a choque ou trepidaes anormais.

Figura 3.10 - Magnetismo permanente e magnetismo induzido

Nas massas de ferro doce (nocarburado), ao contrio, a magnetizaoinduzida pelo campo terrestre temporriae altera-se, sendo denominadamagnetizao induzida ou magnetismoinduzido, que depende da proa do navio edo valor do campo terrestre no local onde onavio se encontra, variando, assim, com orumo do navio e com o lugar onde se nave-ga (Figura 3.10b).

Os efeitos provocados pelas corren-tes eltricas podem ser evitados desde queos equipamentos sejam afastados da agu-lha. Os efeitos dos ferros do navio podemser muito atenuados, pela compensao,

operao que consite na colocao de ms corretores que criam campos magnticos iguais eopostos aos provocados por aqueles ferros. Os corretores, ou compesadores, como tambm sochamados, esto instalados na bitcula e so, em geral, contrudos por ms permanentes,barras e esferas de ferro doce.

Apesar da compensao da agulha ser prtica corrente e obrigatria, no , normal-mente, possvel anular por completo o campo magntico do navio. Nestas condies, a agulhano se orienta na direo do meridiano magntico (como sucede em Terra), mas segundo umaoutra linha que se denomina norte da agulha.

Assim, o Desvio da Agulha definido como o ngulo entre o Norte Magntico e o Norteda Agulha, conforme mostrado na Figura 3.11.

Figura 3.11 - Conceito de desvio da agulha

78 Navegao costeira, estimada e em guas restritas

Agulhas nuticas; converso de rumos e marcaes

O Desvio da Agulha, que depende dos ferros do navio, dos corretores instalados e,tambm da, orientao daqueles em relao ao campo magntico terrestre, varivel com aproa do navio.

Isto pode ser mais facilmente compreendido acompanhando a Figura 3.12, na qual sesupe todo o material magntico do navio concentrado em um bloco, colocando na proa (sim-bolizado por um quadrado na Figura).

Figura 3.12 - Desvio da agulha

Na situao (a), o navio est aproadoao Norte Magntico (Rmg = 000). A linhanorte-sul da Agulha Magntica (represen-tada por uma seta, no interior de um cr-culo, que simboliza a rosa da Agulha) ten-de a se orientar pelo meridiano magntico.Tal tendncia, nessa proa, reforada pelocampo magntico do navio, o qual tambmatrai a agulha, que, assim, no apresenta-r desvio.

Na situao (b), com o navio no Rmg= 045, o Norte Magntico continua a atraira linha norte-sul da Agulha, a qual, porm,passa a ser atrada tambm para a direo045 mg, pelo campo magntico do navio.O resultado que a linha norte-sul daAgulha no se orientar exatamente parao meridiano magntico, surgindo umpequeno Desvio da Agulha (Dag) para les-te (E).

Na situao (c), com o navio no Rmg= 090, pelas mesmas razes o Desvio daAgulha para leste aumenta, alcanando ovalor mximo.

Em (d), com o navio no Rmg = 180, o Desvio da Agulha volta a ser nulo, embora a forade orientao da Agulha se reduza, pelo fato de a atrao do campo magntico terrestre e docampo magntico do navio serem exatamente opostas.

Nas situaes (e) e (f), por razes semelhantes s j explicadas, surge um Desvio daAgulha oeste (W), que alcana o valor mximo em (f), com o navio no Rmg = 270.

Embora de uma forma bastante simplificada (principalmente porque o magnetismo donavio nunca est concentrado em um nico ponto), a Figura 3.12 demonstra que os Desvios daAgulha (Dag) variam com a direo da proa do navio, isto , com o seu rumo.

Os desvios so fornecidos para cada Agulha e para cada navio, em funo da proa, poruma curva ou tabela - TABELA DE DESVIOS, cuja maneira de elaborar ser indicadaadiante.

Navegao costeira, estimada e em guas restritas 79

Agulhas nuticas; converso de rumos e marcaes

c. FATORES QUE PODEM ALTERAR OS DESVIOS DA AGULHA. Deslocamento ou alterao dos ferros de bordo;. Alterao dos corretores (ms compensadores);. Colocao ou supresso de equipamentos eltricos nas proximidades da agulha;. Ferros deixados acidentalmente perto da agulha ou chaves, canivetes, etc. usados pelo pessoal que trabalha junto da agulha;

. Atrito exagerado entre o estilete e o conjunto flutuador-rosa;

. Trovoadas, queda de fasca, tempestades magnticas;

. Proximidade de terra cujo solo contenha material magntico;

. Proximidade de outros navios;

. Aumento da temperatura dos ferros a bordo, especialmente da chamin;

. Choques violentos devidos a abalroamento, encalhe, tiros de artilharia, etc.

d. COMPENSAO DA AGULHA

A operao de compensao daAgulha visa, como j vimos, anular oureduzir as influncias dos ferros debordo, anulando ou, mais comumente,reduzindo os Desvios, que passam a serchamados Desvios Residuais (aps acompensao). Por norma, uma AgulhaMagntica deve ser compensada sempreque seus Desvios excederem 3. Oprocedimento para compensao estdetalhado no Apndice a este Captulo.

e. TABELA E CURVA DE DESVIOS

Depois de compensada a Agulha(Bssola), deve ser feita uma verificaodos Desvios Residuais e preenchidauma Tabela e Curva de Desvios. Estesdados so, ento, transcritos noCertificado de Compensao daAgulha (modelo DHN - 0108), documentoobrigatrio a bordo dos navios eembarcaes (Figura 3.13).

Figura 3.13

80 Navegao costeira, estimada e em guas restritas

Agulhas nuticas; converso de rumos e marcaes

f. MTODOS PARA DETERMINAO DOS DESVIOS DA AGU-LHA E PREPARO DA TABELA E CURVA DE DESVIOS

A operao de determinao dos Desvios denominada de Regulamento da Agulha.Quando se conhecem perfeitamente os Desvios de uma Agulha diz-se que ela est regulada.Os mtodos mais freqentemente utilizada para determinao dos Desvios e preparo da Tabelae Curva de Desvios so:

1. Comparao com a Agulha Giroscpica

2. Alinhamentos

3. Marcao de um ponto distante

4. Azimutes de astros

Qualquer que seja o mtodo utilizado, ao proceder determinao dos Desvios o naviodeve estar compassado e nas condies nomais de navegao. As observaes efetuam-se emproas eqidistantes (15, 30 ou 45), geralmente no decorrer de giros completos do navio. OsDesvios devem ser determinados com a preciso de 0,5. Nas Tabelas de Desvios, porm,sero registrados apenas com a preciso de grau inteiro.

Os seguintes cuidados devem ser observados na operao de determinao dos Desviosda Agulha:

1. Verificar se os ferros de bordo esto em suas posies usuais e se os circuitos eltricos daaparelhagem do Passadio encontram-se em suas condies normais de operao.

2. Se o navio possuir Degaussing (circuito de desmagnetizao) devero ser feitas duasdeterminaes de Desvios e preparadas duas Tabelas e Curvas de Desvios, uma com o Degaussing ligado e outra com o Degaussing desligado.

3. O navio dever permanecer 3 a 4 minutos em cada proa escolhida, antes da determinao dos Desvios (a fim de que o magnetismo induzido produza seus efeitos).

4. Durante a operao de determinao dos Desvios, as guinadas devem ser feitasvagarosamente (com pouco ngulo de leme).

5. Aps a determinao, devem ser construdas a Tabelas e a Curva de Desvios, das quaisuma cpia deve ser fixada junto Agulha, para consulta imediata quando da adoo derumos e tomada de marcaes.

g. DETERMINAO DOS DESVIOS POR COMPARAO COM A AGULHA GIROSCPICA

o procedimento corrente utilizado nos navios para determinao dos Desvios,especialmente das Agulhas de Governo, cuja situao a bordo geralmente no permite aobteno de marcaes ou a observao de alinhamento.

indispensvel verificar, antes do incio das comparaes, se a Agulha Giroscpicaapresenta Desvio (Desvio da Giro - Dgi), conforme ser adiante explicado. Se houver Dgi, estedever ser considerado. Alm disso, depois de terminar as comparao deve ser novamenteverificado o Desvio da Giro.

Durante a determinao dos Desvios, em cada um dos Rumos da Giro correspondentesaos Rumos Magnticos eqidistantes escolhidos, anota-se o Rumo da Agulha e obtm-se oDesvio.

Navegao costeira, estimada e em guas restritas 81

Agulhas nuticas; converso de rumos e marcaes

Exemplo:

a Preparar uma Tabela da Rumos da Giro (Rgi) para determinao dos Desvios da Agulha, em Rumos Magnticos (Rmg) eqidistantes de 45, sabendo-se que o valor da Declinao Magntica Dec mg = 20W e que a Agulha Giroscpica no apresenta Desvio (Dgi = 0).

SOLUO:

b. Durante a determinao dos Desvios da Agulha Magntica por comparao com a Agulha Giroscpica foram anotadas as seguintes proas:

Rmg

000

045

090

135

180

225

270

315

Dec mg Rgi

20W 340

20W 025

20W 070

20W 115

20W 160

20W 205

20W 250

20W 295

Calcular os Desvios da Agulha (Dag) para os Rumos Magnticos escolhidos.

SOLUO:

AGULHA GIROSCPICA AGULHA MAGNTICA

Rgi = 340 Rag = 002

Rgi = 025 Rag = 044

Rgi = 070 Rag = 087

Rgi = 115 Rag = 135

Rgi = 160 Rag = 183

Rgi = 205 Rag = 225

Rgi = 250 Rag = 267

Rgi = 295 Rag = 314

Rmg Rag Dag

000 002 2W

045 044 1E

090 087 3E

135 135 0

180 183 3W225 225 0

270 267 3E

315 314 1E

82 Navegao costeira, estimada e em guas restritas

Agulhas nuticas; converso de rumos e marcaes

h. DETERMINAO DOS DESVIOS POR ALINHAMENTOS

Nas Agulhas Magnticas em que possvel tomar marcaes (atravs do uso de umcrculo azimutal ou alidade), basta apenas dispor de um alinhamento, que deve ser bem visvele definido e estar representado na Carta Nutica.

Obtm-se da carta o valor da Marcao Verdadeira (Mv) do alinhamento e, considerandoa Declinao Magntica para o local e ano, transforma-se a Mv em Marcao Magntica.

Durante a determinao dos Desvios, faz-se o navio cruzar o alinhamento nas diferentesproas da agulha selecionadas (eqidistantes de 15, 30 ou 45) e observam-se as Marcaes daAgulha (Mag) no instante em que os objetos que constituem o alinhamento esto extamenteenfiados.

Os Desvios da Agulha (Dag) nas vrias proas so obtidos pela comparao entre aMarcao Magntica do alinhamento (Mmg) e as Marcaes da Agulha (Mag) registradas.

Quando no for possvel observar marcaes com a Agulha Magntica (como ocorre,normalmente, nos veleiros, iates e demais embarcaes que utilizam bssolas de antepara,tipo bolha, ou de teto), sero necessrios vrios alinhamentos para determinao dos Desvios.Nestas condies, o ideal dispor de alinhamento cujos valores sejam prximos de:

NORTE - SUL MAGNTICO

LESTE - OESTE MAGNTICO

RUMO QUADRANTAL (NE-SW MAGNTICO; NW-SE MAGNTICO).

Para determinar os Desvios da Agulha e organizar a Tabela e Curva de Desvios, onavio (ou embarcao) deve governar rigorosamente nos alinhamentos e, ento, comparar aleitura do Rumo da Agulha com a Direo Magntica do alinhamento (obtida utilizando asinformaes da Carta Nutica da regio). As diferenas constituem os Desvios. Seus valorespara os diversos rumos permitem preparar a