Circolo Amici Magnaghi e Staziografo, due strumenti nautici antichi ma ancora validissimi

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livello elementare
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ARGOMENTO: NAUTICA
PERIODO: XXI SECOLO
AREA: DIDATTICA
parole chiave: differenza di azimut,  angolo, navigazione piana, strumentazione nautica, Circolo Amici Magnaghi, Staziografo
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Non tutte le imbarcazioni hanno a bordo un Circolo Amici Magnaghi ma i naviganti professionisti, almeno di nome, lo conoscono tutti.  Immagino la perplessità di molti di voi in quanto questo strumento nautico è in realtà poco noto, a meno di aver frequentato l’istituto nautico o l’Accademia Navale. A volte viene citato da alcune scuole nautiche ma nella maggior parte dei casi non ne viene spiegato l’impiego. Eppure questo strumento, anche in tempi di GPS, ha ancora la sua funzione e, in caso di emergenza, può essere molto preciso.

Uno strumento non un … club nautico
Una volta mi capitò a bordo la visita di un gruppo di velisti di un noto Yachting nautico. Mentre visitavano la plancia rimasero incuriositi da due strumenti che facevano bella mostra sul tavolo di carteggio. Chiesero al mio ufficiale di rotta che cosa fossero e lui rispose che si trattava di un Circolo Amici Magnaghi e di uno Staziografo. I visitatori annuirono ma, nel gruppo, una signora ingenuamente chiese dove si trovava questo circolo visto che non lo aveva mai sentito nominare. Calò il silenzio e il mio ufficiale, alquanto imbarazzato, spiegò che il nome Circolo Amici Magnaghi in realtà si riferiva ad uno strumento nautico. L’imbarazzo crebbe quando un membro del Circolo nautico si lanciò in una quanto fantasiosa descrizione sul suo impiego confondendolo con il sestante.

Circolo Amici Magnaghi

Al di là del divertente aneddoto, parliamo ora di questi due importanti, anche se poco usuali, strumenti partendo proprio dal Circolo Amici Magnaghi. Questo strumento porta il nome di due scienziati italiani, accomunati, oltre che dallo stesso nome, anche dalla passione per la ricerca e la scienza. 

Il primo, Giovanni Battista Amici, fu un eclettico astronomo, ottico e naturalista che, tra i tanti lavori, pubblicò nel 1836, una “Descrizione di alcuni istrumenti da misurare gli angoli per riflessione”. Tra di essi descrisse un Circolo di riflessione a prismi da lui ideato ad uso dei geografi e dei naviganti. Il principio dello strumento di Giovanni Battista Amici era basato sulla combinazione di due prismi di vetro, attraverso il cui movimento si poteva misurare una differenza angolare orizzontale di due oggetti  lungo la costa con una apertura fino a 180°. Vedremo che l’apertura ottimale è compresa tra 60° e 120°, seguendo una curva di precisone della misura della nota campana di Gauss

Era la prima realizzazione di uno strumento nautico in grado di superare i limiti del sestante di Hadley e del circolo di riflessione di Borda, che non misuravano archi superiori a 120-130°. Qualche anno dopo, l’allora Luogotenente di Vascello di 1ª classe Giovan Battista Magnaghi, in attesa dell’istituzione di uno stabilimento cartografico da parte del neocostituito Regno italiano, venne inviato in missione presso altri Enti idrografici in Europa (Principato di Monaco, Parigi e Londra) per studiarne l’organizzazione e il funzionamento e per acquistare gli strumenti nautici più avanzati per la flotta del Regno. La sua passione per la materia e la strumentazione lo portò a ideare strumenti sempre più sofisticati, in particolare nel campo dell’ottica applicata alla navigazione. L’analisi degli studi di Amici sull’impiego del Circolo di riflessione a prismi lo portarono ad elaborare un nuovo strumento che prese poi i loro due nomi (Circolo Amici – Magnaghi).

Ammiraglio Magnaghi – fonte Istituto Idrografico della Marina

I suoi elaborati di ottica furono consolidati in un opera, “Gli Strumenti a riflessione per misurare angoli”, che fu detto «maggiormente contribuì alla sua fama di scienziato, per completezza a oggi insuperata, alla quale si affiancò l’ideazione o il perfezionamento di strumenti specifici». In concomitanza con la direzione dell’Istituto, effettuò con cadenza annuale campagne di studio, e come comandante della nave idrografica “Washington” (in origine “Helvetie” della Marina Sarda), « dette avvio ad un’intensa attività di rilevamento astronomico, geodetico, idrografico e oceanografico, allo stesso tempo iniziando la costruzione di un cospicuo portafoglio cartografico e la pubblicazione dei complementari documenti nautici». La sua lunga carriera si concluse nel 1888 quando, promosso Ammiraglio, lasciò l’Istituto per assumere incarichi ministeriali. Magnaghi è ricordato per aver inventato nuovi strumenti nautici e oceanografici come:

• lo scandaglio a filo “Magnaghi”, particolarmente idoneo a misurazioni di profondità non superiori a  100 metri;
• la bussola a liquido piccola “Magnaghi”, primo modello di bussola magnetica a liquido in uso alla Marina italiana;
• la rosa per bussola “Magnaghi”;
• la bottiglia a rovesciamento “Magnaghi”, che consentiva di prelevare campioni d’acqua per analisi di laboratorio;
• il termometro a rovesciamento “Magnaghi”, per misurare la temperatura dell’acqua ad una profondità data;

e naturalmente il Circolo a riflessione “Amici-Magnaghi”, che all’occorrenza può essere impiegato ancora oggi per misurare angoli azimutali sotto costa.

Il Circolo Amici Magnaghi
Questo strumento è un goniometro a doppia riflessione a prismi. Si basa sul principio ottico che i prismi, in determinate condizioni, si comportano come degli specchi e consentono di ottenere delle riflessioni per angoli di incidenza compresi tra 35 e 135 gradi. Questo comporta che utilizzando un goniometro a prismi si possono misurare angoli molto più grandi di quelli ottenibili utilizzando il sestante (che è un goniometro a specchi e non a prismi).

Circolo Amici Magnaghi – immagine dal manuale dell’ufficiale di rotta – edito dall’Istituto Idrografico della marina

Le parti principali dello strumento sono:
– una cassa metallica C, di forma cilindrica corredata da un supporto a T in fuori e , nella parte inferiore, un’impugnatura abbattibile in legno;
– un prisma mobile M, imperniato al centro della cassa con le due alette  che limitano i raggi luminosi  raccolti dal prisma a quelli riflessi;
– un prisma minore m montato sul supporto T;
– un cannocchiale da avvitarsi nell’anello N;
– un cerchio graduato in gradi;
– un indice fisso sulla cassa.

Sebbene questo strumento sia usato raramente può essere particolarmente utile per determinare il punto di fonda, la posizione di una boa, oppure per effettuare punti di precisione per la taratura di strumenti di posizionamento radioelettrici.  

Come si usa
Supponiamo di voler misurare la differenza angolare orizzontale tra due punti cospicui, ad esempio un faro ed un campanile, ben visibili sulla carta nautica e dal mare.

collimazione di due punti cospicui per il calcolo della differenza angolare – immagine dal manuale dell’ufficiale di rotta – edito dall’Istituto Idrografico della marina

Impugniamo con fermezza lo strumento e puntiamo il cannocchiale, attraverso la parte superiore del suo campo, su un oggetto. Quindi sblocchiamo, con l’apposita leva, il prisma grande e lo ruotiamo fino a quando nella parte inferiore del campo del cannocchiale compaia il secondo oggetto. A questo punto blocchiamo il prisma e affiniamo con la vite di richiamo la collimazione dei due oggetti. Potremo quindi leggere la differenza angolare tra i due (nell’esempio 45° 20’). Nell’uso del Circolo Amici Magnaghi conviene sempre prendere oggetti bassi sull’orizzonte o comunque collimare le loro proiezioni sull’orizzonte. 

Le prime volte non è semplice ma con un pò di pratica il risultato è molto preciso.

Ora entra in gioco il secondo strumento, lo Staziografo.
Attraverso questo semplice strumento sarà possibile impostare l’angolo misurato con il Circolo Amici Magnaghi e trovare la vostra posizione.

staziografo

Lo staziografo è in pratica un rapportatore metallico graduato circolare, da 0 a 180° nei due sensi. Nel suo centro sono incernierate tre aste metalliche (chiamate alidade) di cui una fissata sullo 0° mentre le altre due possono ruotare ed essere fissate secondo la differenza angolare voluta. Il suo impiego è semplicissimo. Il posizionamento ottimale si ottiene utilizzando due differenze angolari (o differenze di azimut). In pratica si sposano le due alidade in modo da fissare con la alidada centrale due angoli uguali alle due differenze angolari misurate. A questo punto si appoggia lo staziografo alla carta nautica facendo coincidere gli spigoli delle tre alidade ai tre punti che avevamo usato per determinare le due differenze angolare. Il punto centrale dello staziografo ci mostrerà la nostra posizione.

metodo di posizionamento nautico ottenuto con diverse differenze angolari tra i punti costieri A, B, C D, E, e G – immagine dal manuale dell’ufficiale di rotta – edito dall’Istituto Idrografico della marina

L’errore sarà sempre minore per angoli vicini a 90° e tenderà ad aumentare man mano ci allontaneremo verso destra  o verso sinistra (in genere è preferibile evitare punti posti ad un angolo minore di 30 gradi o maggiore di 150). Più misure di differenze angolari ci consentono una migliore precisione.

Questi due strumenti, relativamente semplici forniscono, se saputi usare una grande precisione che può aiutarvi in caso di rottura della bussola. Provare per credere.

Andrea Mucedola

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in anteprima modello inglese di Circolo Amici-Magnaghi  – Fonte e photo credit Jason Clarke Antiques

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Andrea Mucedola

ammiraglio della Marina Militare Italiana (riserva), è laureato in Scienze Marittime della Difesa presso l’Università di Pisa ed in Scienze Politiche cum laude all’Università di Trieste. Analista di Maritime Security, collabora con numerosi Centri di studi e analisi geopolitici italiani ed internazionali. È docente di cartografia e geodesia applicata ai rilievi in mare presso l’I.S.S.D.. Nel 2019, ha ricevuto il Tridente d’oro dell’Accademia delle Scienze e Tecniche Subacquee per la divulgazione della cultura del mare. Fa parte del Comitato scientifico della Fondazione Atlantide e della Scuola internazionale Subacquei scientifici (ISSD – AIOSS).

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