Sin dagli albori della navigazione i navigatori hanno cercato di tenere registrata la loro posizione e direzione per relazionarsi al mondo esterno. Questa esigenza pratica ha contribuito in maniera determinante allo sviluppo ed evoluzione delle tecniche della navigazione, consentendo l’evoluzione della carta nautica, degli strumenti e specifici comportamenti professionali. La navigazione elettronica indicata come radionavigazione, pone i fondamenti con la Convenzione Internazionale per la Salvaguardia della vita umana in mare (SOLAS 1948), richiedendo a tutte le navi superiori le 1600 tonnellate di stazza lorda adibite a viaggi internazionali, l’installazione del Radiogoniometro (Radio Direction Finder). Dopo il 1° luglio 2002, il radiogoniometro non è più richiesto poiché diventato un’apparecchiatura obsoleta. Con i requisiti di trasporto attualmente in vigore tutte le navi dopo il 1 Luglio 2002 devono essere munite di un ricevitore GNSS, Global Navigational Satellite System, o altri strumenti, adatti ed equivalenti, per determinare e aggiornare la posizione della nave con mezzi automatici. Negli ultimi anni, il GNSS è notevolmente migliorato cambiando il mondo di navigatori, geometri e altri servizi professionali. Per l’applicazione alla navigazione, lo sviluppo del GNSS non può essere considerato indipendente, ma deve essere osservato con una prospettiva più ampia. Si può ricorrere con maggiore precisione ai dati derivanti dal GNSS in un modo affidabile ed efficiente, è direttamente utilizzabile dai servizi per la comunicazione, e per l’uso dell’ECDIS, INS e IBS.

L’IMO definisce con la risoluzione A817 gli standard delle prestazioni dell’ECDIS, Electronic Chart Display Information System. L’ECDIS è definito come uno strumento per la navigazione a tempo reale che con un adeguato back up, appropriatamente definito dalla bandiera di registro, può essere accettato per soddisfare i requisiti della regolamentazione V/19 e V/24 della SOLAS 1974. L’ECDIS include la cartografia nautica elettronica (ENC) che opportunamente configurata, mostra la posizione nave derivata dallo specifico sensore di posizione (GNSS). Per soddisfare gli standard IMO, possono essere caricate e usate dai sistemi ECDIS solo carte nautiche elettroniche ENC, prodotte solamente da un Ente Governativo, solitamente nelle veci di un Istituto Idrografico Nazionale in congiunzione con i requisiti delineati dall’IHO, Istituto Idrografico Internazionale e definite come standard S-57.

L’uso corretto dell’ECDIS, riduce notevolmente il carico di lavoro durante l’esecuzione e controllo della navigazione poiché la posizione della nave permette d’essere effettivamente valutata in tempo reale, lasciando l’opportunità all’ufficiale di guardia d’aumentare le capacità di valutazione e gestione della navigazione e tutte le attività intrinseche della sicurezza della navigazione. I GNSS utilizzati nel ambiente marittimo, al momento identificati nel GPS e GLONASS, possono essere affetti da errori che potrebbero interessare le prestazioni globali della navigazione. Questi errori sono minimizzati dalle caratteristiche specifiche dei due sistemi combinati in un’unica direzione. Apparentemente risolto il problema della precisione nel posizionamento si ha avuto come conseguenza, l’introduzione del concetto di navigazione elettronica in tempo reale, che tuttavia non è stato un processo semplice d’attuare, poiché il primo tipo di ECDIS è stato approvato nel 1999. L’ECDIS non è solo una rappresentazione elettronica di carta nautica in maniera grafica su un display a colori sul quale la posizione della propria nave viene riportata, ma rappresenta un nuovo aiuto, più potente e significativo, che incide in maniera determinante sulla sicurezza della navigazione. I benefici dell’ECDIS sono notevoli e molteplici; il navigatore è in grado di seguire continuamente la posizione della nave in modo conveniente e puntuale paragonandola al piano di navigazione, diminuendo drasticamente il carico di lavoro. Con l’ECDIS e il GNSS il navigatore non è più parte attiva di un posizionamento riferito a un processo che può essere affetto da un ritardo latente dovuto alla dinamica del processo stesso (i.e. Rilevamenti visivi, Radar Posizionamento astronomico). Ora il navigatore o operatore può decidere in tempo reale.

Questo rappresenta un altro cambiamento notevole nella dinamica dell’esecuzione e monitoraggio della navigazione, permettendo valutazioni più efficaci e immediate aumentando la capacità di avvistamento e vedetta del navigatore stesso. Un altro beneficio offerto dall’ECDIS è la capacità di mostrare il vettore della COG (Course Over Ground), offrendo al navigatore la differenza angolare tra la rotta effettiva e la prora vera, particolarmente utile nella navigazione in acque ristrette.

 

Foto 1: Exemple of COG vector.

 

Le carte elettroniche possono essere personalizzate attraverso un appropriato menu, dando la possibilità al navigatore di selezionare una serie d’informazioni a pacchetti definiti (Layer). Questa opzione dà un beneficio importante: il navigatore può selezionare le informazioni più confacenti alle circostanze del caso e al tipo di navigazione. La personalizzazione della carta offre anche la possibilità di selezionare specifiche batimetriche chiamate Contours.

Foto2:Personalizzazione della carta usando i Layers.

 

 

Foto3:DepthContours.

 

Safety Contour è la batimetrica fondamentale per delimitare l’acqua navigabile da quella non navigabile, alla quale è applicata una generazione automatica d’allarmi che, se opportunamente configurati, aiutano il navigatore a mantenere sempre un alto livello di consapevolezza, supportando le decisioni. Il Navigatore deve anche impostare una profondità di sicurezza (Safety Depth). Ciò riguarda l’indicazione di punti di scandaglio intese come profondità specifiche: picchi, relitti o ostruzioni. Quando selezionata, questa scelta offre, in relazione alle safety depth e safety contour (batimetrica di sicurezza), indicazioni numeriche che vengono mostrate sullo schermo: come una serie di numeri in grassetto quando non sono pericolosi per la navigazione, come una croce bianca in un cerchio di colore magenta quando pericolosi per la navigazione di quel particolare natante.

Si può notare che la personalizzazione della carta diventa d’importanza vitale.

Queste caratteristiche e potenzialità della carta elettronica vengono sfruttate dal navigatore utilizzando una funzione chiamata look-ahead. Questa opzione viene impostata in termini di tempo o distanza; un allarme verrà attivato se la nave passerà più vicino dei valori impostati dal navigatore alla “batimetrica di sicurezza” o dagli oggetti inferiori in termini di profondità come ostruzioni, relitti, rock.

Le linee batimetriche su alcune ENC possono essere relativamente distanti e talvolta, non consentono il loro semplice utilizzo durante la navigazione nei pressi di acque poco profonde. In tali aree è opportuno impostare i pescaggi con attenzione determinando la profondità di sicurezza più opportuna.

 

L’ECDIS continuerà a fornire un immagine visiva consona, indicando le acque meno profonde rispetto al profilo di sicurezza. Naturalmente è buona pratica valutare i vari contours da utilizzare nella fase di monitoraggio del passaggio stesso. In acque ristrette, il controllo frequente e regolare delle informazioni grafiche è sempre più necessario, sia che si utilizzi carta o ECDIS. Tuttavia, la nave deve essere tenuta lontana dalle basse profondità che sono visualizzate dalle cifre in grassetto. Normalmente le aree portuali offrono più possibilità di scelta poiché hanno le linee batimetriche più ravvicinate per via di survey più accurati. Se un profilo di sicurezza selezionato non è disponibile nel particolare all’interno dell’ENC in uso, allora il sistema utilizzerà il prossimo contorno o la batimetrica a disposizione. I contours vengono delineati in fase di pianificazione considerando il pescaggio della nave, maree, effetto squat e condizioni meteo. Con gli ultimi emendamenti, tutte le attrezzature ECDIS installate dall’inizio del 2009, offrono una opzione denominata LOPS (Line of Position) per il tracciamento e il posizionamento manuale del punto nave sullo schermo della carta elettronica utilizzando i metodi classici: rilevamenti radar o visivi e distanze radar.

 

 

Foto5e6:Il chartradar(1) mostra un errore derivato dalla navigazione stimata, il radar non sovraimpo nel’immagine della carta, con i rilevamenti e distanze Radar ricavo il punto nave sullo schermo ECDIS tramite la funzione(2) LOP.

 

Questa opzione fortemente voluta dal parlamento Europeo permette al navigatore l’indipendenza dal GNSS, in caso di un suo mal funzionamento. Le posizioni derivate dalla LOP vengono registrate e mostrate sul display. L’ECDIS offre la possibilità anche di utilizzare e mostrare un eventuale punto nave astronomico per integrare il mal funzionamento satellitare in alto mare.

Un altro sistema di monitoraggio in tempo reale è la sovrapposizione della carte elettroniche all’immagine radar determinando un’immagine chiamata Chart radar. Il Chart radar è un’opzione offerta che dà la possibilità al navigatore di determinare in tempo reale l’integrità del sistema, ossia di stabilire se i sensori di posizione sono credibili. La proiezione radar e l’immagine della carta elettronica – aderendo – offrono nella navigazione costiera la chiave per una navigazione precisa e sicura. In caso di mal funzionamento del sensore di posizione specifico, l’ECDIS prevede una procedura di sicurezza: seleziona l’opzione EP/DR, ossia navigazione stimata, che viene calcolata ogni istante partendo dall’ultima posizione conosciuta o data dal GNSS. In Navigazione costiera questa opzione permette al navigatore di aggiustare, previo accertamento dell’accuratezza della carta con l’immagine radar, la posizione della nave in tempo reale.

Un’immagine del chart radar, l’allineamento tra la carta nautica elettronica all’immagine radar conferma l’allineamento del sistema di posizionamento satellitare.

L’ECDIS è un elemento nuovo portato sulle scene della navigazione: una nuova rivoluzione. Come equipaggiamento deve essere capito e studiato a fondo per scoprirne le capacità e le limitazioni, evitando i rischi offerti dalla confidenza eccessiva verso uno strumento sofisticatissimo che è pur sempre opera dell’uomo e usato da uomini.

 

Reference: Rosario La Pira, IHO review – ECDIS-GNSS combined to improve marine traffic safety – Nov 2010; Horst Hecht, Bernhard Berking, Mathias Jonas and Lee Alexander, The Electronic Chart: Functions, Potential and Limitations – Geomares editore Paesi Bassi -; Fotografie: cortesia della of SAM Electronics GmbhH.