Instrumentos náuticos: ecobatímetro, odômetro, GNSS e o que a prova cobra

Instrumentos náuticos é uma das três frentes que não existiam no programa anterior do exame de Arrais-Amador — e por isso é uma das que somem do material herdado da NORMAM-03. A alínea c do Anexo 5-A é específica:

"Instrumentos náuticos e eletrônicos, agulha magnética (bússola), odômetro, tacômetro, anemômetro, GNSS, ecobatímetro."

Seis instrumentos nomeados. Este artigo cobre o que cada um mede e como funciona, com base no Manual de Navegação da Marinha — com atenção especial aos dois que rendem mais questão: o ecobatímetro e o odômetro.

Ecobatímetro

O que mede: profundidade.

Como funciona. O princípio, na descrição do Manual:

"Um feixe de ondas sonoras ou ultrassonoras é transmitido verticalmente por um emissor instalado no casco do navio; esse feixe atravessa a coluna d'água até o fundo e aí se reflete, retornando à superfície emissora, onde é detectado por um receptor."

E a conversão:

"O tempo decorrido entre a emissão do sinal e a recepção do eco refletido do fundo é convertido em profundidade, pois a velocidade do som na água é conhecida (≅ 1.500 metros por segundo)."

O detalhe que a prova cobra: divide por dois. O tempo medido é o de ida e volta do pulso — ele desce até o fundo e sobe de volta. A profundidade é, portanto, metade do percurso:

h = v · t / 2

Onde v é a velocidade do som na água (≅ 1.500 m/s) e t, o tempo total decorrido. Esquecer o "dividido por dois" dobra a profundidade e é o erro clássico da questão de cálculo.

Sonoro ou ultrassônico. Os ecobatímetros podem ser sonoros, com frequência menor que 20 kHz, ou ultrassônicos, com frequência maior que 20 kHz.

Por que ele substituiu o prumo. O Manual lista as vantagens sobre os prumos de mão ou mecânicos: permite sondagens contínuas, com maiores velocidades da embarcação, em profundidades que o prumo não alcança e com menor dependência das condições meteoceanográficas.

Uma nota que amarra com outro assunto: a profundidade que o ecobatímetro mostra é a profundidade real do instante, não a sondagem da carta. A relação entre as duas — sondagem mais altura da maré — está em tábua de marés.

Odômetro

O que mede: velocidade e, por integração no tempo, distância percorrida.

O Manual classifica em três tipos, e a diferença entre eles é em relação a quê cada um mede:

Tipo	Mede a velocidade em relação a
Odômetro de superfície	à água — a massa d'água circundante
Odômetro de fundo	à água
Odômetro Doppler	ao fundo

Ou seja: apesar do nome, o odômetro de fundo mede em relação à água. Só o Doppler mede em relação ao fundo. É a pegadinha mais direta do assunto, e ela vem do próprio texto:

"Os dois primeiros tipos medem a velocidade do navio na superfície, isto é, em relação à massa d'água circundante (depois a velocidade é integrada em relação ao tempo e transformada em distância percorrida). O odômetro Doppler é capaz de medir a velocidade em relação ao fundo."

Por que isso importa na prática. Velocidade em relação à água não é velocidade em relação ao fundo quando há corrente. Navegando contra uma corrente de 2 nós a 8 nós na água, você avança 6 nós no fundo — e é o avanço no fundo que determina quando você chega.

O odômetro de superfície mecânico é formado por hélice, volante, linha de reboque e registrador. O Manual o descreve como instrumento antigo, pouco usado hoje, mas fácil de montar e de resultados bastante precisos — mantido nos navios como equipamento de emergência.

Agulha magnética

O que mede: direção — o rumo.

É o instrumento com mais conteúdo próprio do programa, porque envolve dois ângulos de correção: a declinação magnética, ângulo entre o Norte Verdadeiro e o Norte Magnético, que depende do lugar e da época; e o desvio da agulha, ângulo entre o Norte Magnético e o Norte da Agulha, que depende da embarcação e varia com a proa.

O assunto tem artigo próprio: agulha magnética: declinação e desvio.

GNSS

O que mede: posição.

GNSS é a sigla de Global Navigation Satellite System — o termo genérico para os sistemas de navegação por satélite, do qual o GPS é o exemplo mais conhecido. O programa do Arrais cita GNSS, e o do Mestre-Amador vai além, incluindo a operação dos sistemas GNSS/DGNSS.

Para o nível do Arrais, o que importa é saber o que ele é e o que ele entrega: posição, e a partir dela velocidade e rumo em relação ao fundo — informação que, como visto, o odômetro de superfície não dá.

Tacômetro e anemômetro

Dois instrumentos que o programa nomeia e que costumam ser tratados de passagem, ainda que a pergunta possa ser exatamente sobre eles.

Tacômetro — mede a rotação do motor, em rotações por minuto (RPM). É o instrumento que relaciona regime de máquina com consumo e com velocidade: quem conhece a curva do próprio motor sabe qual RPM entrega o melhor rendimento.

Anemômetro — mede a velocidade do vento. Ele é o par instrumental da estimativa visual: quando não há anemômetro, a força do vento se estima pelo aspecto do mar, na escala Beaufort.

O que a prova cobra

A alínea c nomeia os seis instrumentos, e a experiência com o programa aponta três formatos de cobrança:

O que cada instrumento mede. Profundidade, velocidade e distância, direção, posição, rotação, vento. É a questão mais direta.

O princípio de funcionamento. Sobretudo o do ecobatímetro — o eco, a velocidade do som na água e a divisão por dois.

A distinção fina. Odômetro de fundo mede em relação à água; só o Doppler mede em relação ao fundo. Declinação parte do Norte Verdadeiro; desvio parte do Norte Magnético.

E vale o teste que identifica material desatualizado: se a sua apostila não menciona ecobatímetro, GNSS e anemômetro, ela foi escrita para a NORMAM-03 e falta uma frente inteira. O comparativo está em da NORMAM-03 à NORMAM-211.

FAQ

Como funciona o ecobatímetro?

Um emissor no casco transmite um feixe de ondas sonoras ou ultrassonoras verticalmente; o feixe atravessa a coluna d'água, reflete no fundo e retorna, sendo detectado por um receptor. O tempo decorrido é convertido em profundidade, porque a velocidade do som na água é conhecida.

Qual a velocidade do som na água?

Aproximadamente 1.500 metros por segundo, conforme o Manual de Navegação.

Por que se divide por dois no cálculo do ecobatímetro?

Porque o tempo medido é o de ida e volta do pulso — ele desce até o fundo e retorna. A profundidade é metade do percurso: h = v · t / 2.

Qual a diferença entre ecobatímetro sonoro e ultrassônico?

A frequência: sonoros operam abaixo de 20 kHz; ultrassônicos, acima de 20 kHz.

O odômetro de fundo mede em relação ao fundo?

Não. Odômetros de superfície e de fundo medem a velocidade em relação à massa d'água circundante. Apenas o odômetro Doppler mede em relação ao fundo.

O que o tacômetro mede?

A rotação do motor, em rotações por minuto.

O que o anemômetro mede?

A velocidade do vento.

O que é GNSS?

É o termo genérico para os sistemas globais de navegação por satélite, dos quais o GPS é o exemplo mais conhecido. Ele fornece posição e, a partir dela, velocidade e rumo em relação ao fundo.

Resumo

Seis instrumentos nomeados na alínea c do programa: agulha magnética (direção), odômetro (velocidade e distância), tacômetro (rotação do motor), anemômetro (vento), GNSS (posição) e ecobatímetro (profundidade).

Dois detalhes decidem questão. No ecobatímetro, a velocidade do som na água é ≅ 1.500 m/s e o resultado se divide por dois, porque o pulso vai e volta. No odômetro, os tipos de superfície e de fundo medem em relação à água — só o Doppler mede em relação ao fundo.

E o teste de material: apostila sem ecobatímetro, GNSS e anemômetro veio da norma revogada.

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