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Scandaglio

Scandaglio a filo Magnaghi

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*Gli oggetti Nautici sulle navi di ieri e di ogni tempo*

Strumenti Nautici

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Lo scandaglio è uno dei più antichi ed utilizzati strumenti idrografici e serve per misurare la profondità dell’acqua durante la navigazione.

Antiche pitture egizie raffigurano un uomo che maneggia lo scandaglio sulla prua della nave, ed Erodoto lo cita nel suo “Le Storie – libro II”.

Lo scandaglio è il più vecchio strumento nautico, già noto ai marinai egizi.
Serviva a misurare, ad intervalli frequenti e regolari, la profondità delle acque. Operazione che si rendeva necessaria soprattutto in prossimità delle coste, laddove l’acqua è opaca, la profondità del fondo marino è sconosciuta e ci si poteva facilmente incagliare in rocce nascoste, oppure arenare su secche improvvise.
Consisteva in una semplice massa di piombo legata ad una sagola su cui erano riportati a intervalli regolari una serie di marche di riferimento o nodi ugualmente spaziati e fatta scendere in mare fino a che non toccava il fondo. Un incavo del piombo, alla base, riempito si grasso, permetteva di raccogliere campioni del fondale marino in modo da avere idea del tipo di fondo. In base alle marche o al numero di nodi immersi, veniva calcolata la profondità dell’acqua in quel punto e, sulla base di quest’ultima, la distanza approssimativa della nave dalla costa.

Il sistema venne perfezionato nel corso del tempo, adeguando i materiali alla tecnologia disponibile.
Il sistema di misurazione meccanica del fondale è attualmente stato soppiantato dalla tecnologia elettronica dell’Ecoscandaglio.

Categorie e tipi di scandagli 

• Scandaglio acustico: denominazione generica degli scandagli ad eco. Appartengono anche a questa categoria le bombette per scandagliare, poiché per l’uso di esse è necessario l’organo dell’udito; ma questo interviene soltanto per determinare l’istante in cui la bombetta, di cui è nota la velocità di discesa, tocca il fondo ed esplode, e non per misurare lo spazio di andata e ritorno percorso dal rumore e dal suo eco. Vds. Idrofono;
• Scandaglio a caduta libera
• Scandaglio a decolorazione:Scandaglio meccanico atto all’impiego con nave in moto. All’estremità del cavetto di acciaio è fissato un pezzo di sagola di circa due metri, alla quale viene legato un astuccio detto porta tubi, il quale nella parte superiore ha un tappo e nella parte inferiore è forato per lasciare libera circolazione all’acqua. All’estremità inferiore della sagola è attaccato un peso 8/10 cg.. Nell’astuccio si pone un sottile tubo di vetro chiuso a un’estremità ed aperto all’altro, ricoperto interamente di Cromato d’argento (rosso) che, combinando con il Cloruro di sodio, diviene bianco fino al livello corrispondente alla pressione idrostatica che cresce con la profondità;
• Scandaglio sul gavitello
• Scandaglio idrostatico: scandaglio meccanico del tipo di quelli con tubi a decolorazione, nel quale però la pressione prodotta dall’acqua, che entra nel tubo, spinge in alto un pistoncino a tenuta d’aria con molla antagonista, il quale trascina con sé un indice che fornisce la lettura della profondità. Gli apparecchi di questo tipo hanno il vantaggio che il tubo non deve essere cambiato ad ogni scandaglio;
• Scandaglio a molinello: denominazione generica di scandagli la quale discesa e il salpamento del peso e l’indicazione della profondità si effettuano per mezzo di un apparecchio meccanico. Il peso è assicurato a un filo o a un cavetto di acciaio avvolto intorno a un tamburo o mulinello, munito di freno per la discesa e di manovella per il salpamento; un congegno fa funzionare il contatore della profondità. È impiegato con nave ferma o quasi.
• Scandaglio a perdita di peso
• Scandaglio a sagola
• Scandaglio sul piombo
• Scandaglio da sentina: Asta metallica graduata, avente all’estremità superiore un foro con sagola, per calarsi nella sentina e misurare il livello dell’acqua esistente, mediante l’altezza della parte bagnata. In seguito si è usato per misurare il livello dell’acqua e della nafta nei rispettivi depositi. Oggi si ha la sonda elettronica.
• Scandaglio termometrico
• Scandaglio di tromba: asta graduata di ferro piatta, con un foro ad una delle estremità per legarsi a una corda e calarsi dentro un foro in corrispondenza del pozzo di sentina, allo scopo di conoscere l’altezza dell’acqua o verificare l’effetto delle pompe quante queste funzionano per l’esaurimento dell’acqua in caso di falle.
• Scandaglio ultracustico: scandaglio ad eco basato sulla emissione di ultrasuoni. Nel tipo più diffuso l’organo emittente è costituito da un proiettore ultrasonoro a quarzo, fissato orizzontalmente allo scafo al disotto della chiglia con la faccia rivolta in basso.

Scandaglio

Scandaglio a filo

Come scrive il prof. Capasso, tra le più antiche necessità per assicurare la sicura condotta della nave, vi fu la misura della profondità dell’acqua, cui si provvide con il più antico strumento idrografico, ossia lo scandaglio.

Nelle antiche pitture egizie è tipica la figura dell’uomo sull’estrema prua, con lo strumento in mano; ed Erodoto lo cita come attrezzo fondamentale per conoscere la profondità e tirar su campioni di fondo. Anche gli Atti degli Apostoli accennano all’uso da parte di Paolo: “E venuta la quattordicesima notte … credevano i marinai di scoprir terra. E gettato lo scandaglio trovarono venti passi, e tirando un po’ più innanzi trovarono quindici passi”.

Lo scandaglio a mano per piccole profondità consiste in un peso di piombo e di ferro, attaccato all’estremità di un cavo leggero di canapa, graduato e di lunghezza nota. E’ stato ritrovato nel corredo di relitti di antiche navi greche.

Per profondità maggiori fu successivamente realizzato uno scandaglio con peso più grande e cavo più lungo, in grado di raggiungere anche 600-700 braccia. Presentava tuttavia vari inconvenienti, tra cui l’attrito prodotto dalla superficie rugosa del cavo durante la discesa: poteva accadere che il cavo si arrestasse a una certa profondità senza aver raggiunto il fondo, provocando grovigli che falsavano la misura e rendevano faticoso il recupero.

SCANDAGLIO SEMPLICE XIX Sec.

Lo SCANDAGLIO SEMPLICE consiste in un forte peso legato all’estremità di una sagola graduata per tutta la sua lunghezza in distanze seriali di 10 a 10 metri, di 50 a 50, di 100 a 100.

Il peso viene calato con la massima rapidità possibile, e il numero o il colore dell’ultimo segno di graduazione della sagola, che rimane fuori dell’acqua nel momento in cui il peso tocca il fondo, segna approssimativamente la profondità.

Ordinariamente il peso dello scandaglio è costituito da una massa di piombo di forma prismatica, lunga circa 60 cm, il cui peso pu= variare dai 3 ÷ 50 kg.

All’estremità superiore del peso si trova un anello di ferro, cui si lega la sagola, mentre l’estremità inferiore, leggermente scavata in forma di coppa, contiene uno strato di sego molle, che facilita la raccolta per aderenza di un campione di fondo, dal quale stabilire la natura dello stesso, se melmoso, sabbioso, ghiaioso, roccioso, ecc.

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Furono pertanto inventati scandagli “a perdita di peso”, come quello ideato dall’americano Brooke nel 1854, dove il peso era costituito da una grossa palla di ghisa attraversata diametralmente da un’asta di ferro munita di due bracci a gancio, ai quali si appendevano due pezzi di sagola che sostenevano la palla: quando l’asta urtava il fondo, i bracci si abbassavano, la sagola si sganciava e il peso, sfilandosi dall’asta, cadeva sul fondo.

scandaglio "a perdita di peso" e sonda di M. Brooke XIX Secolo

Vediamo nel dettaglio lo scandaglio ed il suo funzionamento: M. Brooke, ufficiale della Marina statunitense, ideò questo congegno ove la grossa palla era una palla di cannone, tale da staccarsi al contatto con il fondo, e contemporaneamente far risalire in superficie un campione di fondo.

La palla, di circa 28 kg, era perforata verticalmente e attraversata da un’asta di ferro, provvista – nella sua estremità inferiore – di una “camera” atta a trattenere una certa quantità di fondo marino.  L’estremità superiore è invece munita di due bracci mobili che servono sia a unire la sagola dello scandaglio all’asta sulla quale scorre la palla, sia a dar presa a un’altra piccola cima che, durante la discesa, sostiene la palla mentre, al contatto con il fondo, la lascia libera.

Nel tempo il cavo di canapa fu sostituito da fili d’acciaio intrecciati, mentre dall’uso primitivo delle mani si passò alla macchina con ruota, manovella e quadranti indicatori. La ruota era sostenuta da una colonnina fissata a poppa o a un lato della nave, alla quale era avvolto un filo sufficiente per profondità di 200-300 metri; esso sosteneva un peso di circa 10 kg, formato da cilindri con incavo per la raccolta di campioni del fondo.

Molto usato in Italia fu lo scandaglio ideato dal Magnaghi, nel quale fu data al peso la forma di un pesce, che consentiva di mantenere il filo quasi verticale, procedendo a piccola velocità, e di effettuare misure successive a brevi intervalli.
Scandaglio a filo Magnaghi

Lo SCANDAGLIO A FILO MAGNAGHI (foto di copertina)
particolarmente idoneo a misurazioni di profondità non superiore a 100 metri, sostanzialmente si compone di una ruota di bronzo che ospita il filo di acciaio zincato, munito di peso in ferro di 4 – 13 chili, in funzione delle profondità da scandagliare. Tale ruota è completa di freno e di contatore, che permette di registrare i giri compiuti dalla ruota, pari al numero di metri di filo messo a mare. Lo strumento era montato su sostegno in ghisa, atto a essere inchiavardato a poppa della nave.
Lo strumento, conservato presso l’Istituto Idrografico della Marina, è illustrato nella pubblicazione Descrizione ad uso del piccolo apparecchio a scandagliare per la R. Marina, costruito sui disegni di G. B. Magnaghi (Genova, Istituto Idrografico della Marina, 1923), ed è accompagnato dai disegni di progetto dell’Autore.

Scandaglio a ruota e cavo in acciaio

Un altro scandaglio a ruota e cavo in acciaio, diffuso presso la Marina inglese, fu quello costruito nel 1878 da William Thomson, nel quale si otteneva la misura

della profondità indipendentemente dall’inclinazione del filo, deducendola dalla pressione esercitata su speciali “tubi a decolorazione” dallo strato d’acqua soprastante.

Erano questi sottili tubi di vetro, lunghi 60 cm per 3 mm di diametro, chiusi ad un’estremità, ricoperti internamente da un sottile strato di cromato d’argento di colorazione rosso-nera. Uno di tali tubi veniva introdotto in un apposito astuccio metallico, unito a un tratto di sagola di circa 3 metri, che si interponeva tra il peso e l’estremità del cavo.

Durante l’immersione, l’acqua che penetrava nel tubo comprimeva l’aria, tanto più quanto maggiore era la pressione degli strati sovrastanti, ossia quanto maggiore era la profondità; e, venendo a contatto del cromato d’argento, faceva cambiare la colorazione del tubo, che da rossastra diventava bianca, fino al livello raggiunto dall’acqua.

La profondità veniva dedotta mediante uno speciale regolo graduato, leggendo nel punto ove terminava la colorazione.
A cura di Paola Presciuttini

Nella versione meccanica, detto “Scandaglio Thomson”,  appena illustrato, la sagola è di acciaio ravvolta su su un tamburo. Un contagiri meccanico misura la lunghezza della sagola svolta pari alla distanza in metri tra il fondo e il bordo della nave su cui è fissato lo scandaglio. Un freno a frizione rallenta la discesa / la salita del cavo, sottoposto al peso del piombo, svolto/avvolto con l’aiuto di una manovella.

scandaglio svedese

SCANDAGLIO
Questa apparecchiatura svedese per scandagliare (a desta) è semplice, robusta e precisa: si tratta di una puleggia di bronzo sulla quale scorre una sagola metallica del diametro adatto. L’assa della puleggia attiva un contatore sul quale si può leggere la profondità in braccia, espressa in centinaia, decine e unità. Ma spesso, non c’è nulla di più affidabile, per fondali di media profondità, che la buona, vecchia sagola munita di un piombo con un incavo sul fondo.

Lo scandaglio noto come “Bull-dog” – peraltro di uso troppo complicato – associa al principio del distacco del peso, due grandi cucchiai combacianti, articolati come forbici. Tali cucchiai sono attaccati alla sagola che, nella sua estremità inferiore, è

scandaglio Bull-dog

fissata al perno sul quale si articolano i cucchiai stessi. Attaccata allo stesso perno è una cima che attraversa il peso tronco-cilindrico dello scandaglio per la sua lunghezza e si lega in alto a un anello di ferro, agganciato a una specie di bilanciere, a sua volta collegato alla sagola dello scandaglio.

I manici dei cucchiai sono uniti al peso da un robusto nastro di gomma elastica che è in tensione, pronto a chiudere i cucchiai, non appena la sua azione non sia più bloccata dal peso che, premendo contro i manici dei cucchiai, li tiene aperti.

Non appena i cucchiai vengono a contatto con il fondo, le tensione della sagola viene allentata, i due bracci del bilanciere cadono e mettono in libertà l’anello di ferro, il quale, insieme con la sagola stessa, lascia libero il peso. Quindi l’anello di gomma elastica provoca la chiusura ermetica dei cucchiai, che restano legati alla sagola dello scandaglio mediante la cima.

Durante la spedizione della Lightning nel 1868 fu impiegato dai naturalisti lo scandaglio noto come “Sonda Fitzgerald”, dalle ottime prestazioni anche in condizioni meteorologiche sfavorevoli. La sagola è data volta a un occhio posto a

scandaglio "Sonda Fitzgerald"

metà lunghezza di una sbarra di ferro situata orizzontalmente. Questa si collega a una catena metallica e, dal capo opposto, s’introduce in un foro all’estremità superiore di un’asta metallica.

Tale asta termina in fondo con una scatola a labbro molto acuto e ad apertura munita di coperchio che si muove per mezzo di un congegno consistente in due piccoli bracci articolati (a sinistra della scatola nella figura). A metà lunghezza dell’asta metallica si trovano due denti che servono a sostenere un forte peso.

Calato a mare l’apparecchio, non appena il labbro della scatola urta il fondo, viene ad essere alterata la tensione sotto la quale la sbarra orizzontale di ferro si manteneva in posizione orizzontale. La predominanza del peso collegato all’asta fa sì che la punta della sbarra si disimpegni dal foro dell’asta, quest’ultima cade all’indietro trascinata dal peso, e il peso stesso si libera dagli uncini.

Contemporaneamente il coperchio della scatola, posta all’estremità inferiore dell’asta, si apre e la scatola si riempie sul fondo del mare. Quando lo strumento viene tirato in superficie, il coperchio della scatola resta chiuso per effetto della trazione della sagola sulla sbarra di ferro e sulla catena che fa capo ai due bracci articolati collegati alla scatola stessa.

Lo scandaglio-sonda Hydra è costruito al doppio scopo di raccogliere un saggio di fondo e un saggio d’acqua. Si compone di un grosso tubo d’ottone che forma l’asse dello strumento e comprende quattro distinte cavità: le tre inferiori sono chiuse rispettivamente da valvole coniche che si aprono vero l’alto e lasciano

scandaglio -sonda Hydra

passare l’acqua lungo il tubo; la quarta cavità superiore contiene uno stantuffo che fa parte dell’asse, il quale termina in alto con un anello cui si guernisce la sagola dello scandaglio.

Tale cavità superiore è provvista di un ampio foro sui due lati e circa a metà della sua lunghezza, mentre un piccolo foro attraversa il corpo dello stantuffo stesso. Nella porzione superiore dell’asse dello stantuffo salta fuori un dente metallico, al quale si applica una molla d’acciaio. Il peso che accompagna il tubo d’ottone consiste in tre o quattro cilindri di ferro che, a seconda delle profondità da esplorare, variano di peso tra i 90 e i 140 kg.

Questo peso rimane sospeso per mezzo di un filo di ferro che si sostiene sul dente, quando la molla d’acciaio è fissata al dente stesso, ed è mantenuta in tale posizione dalla tensione esercitata dal peso. Nella discesa dello strumento l’ acqua scorre attraverso la cavità del tubo d’ottone e sgorga dai buchi praticati nelle sue pareti. Non appena lo strumento tocca il fondo, lo stantuffo – per effetto della trazione esercitata dal peso – avanza nella cavità superiore del tubo.

Tuttavia la sua avanzata è ostacolata dalla presenza dell’acqua che, assumendo un moto retrogrado, porta in chiusura le valvole e rimane all’interno del tubo insieme con il campione di fondo, che va a riempire la parte inferiore delle cavità.

Quando il peso tocca il fondo, si allenta la tensione del filo metallico che lo sosteneva; quest’ultimo è messo in libertà dal dente per effetto della molla d’acciaio, cosicché l’intero peso rimane abbandonato in fondo al mare, mentre il solo tubo d’ottone viene ritirato in superficie dalle sagola dello scandaglio. L’interno del tubo contiene in basso il campione di sedimento e in alto il campione d’acqua raccolta alla massima profondità raggiunta.

Una ricca collezione di sonde per uso oceanografico è conservata presso il Musée Océanographique di Montecarlo, ed è stata ampiamente descritta in Bulletin de l’Institut Océanographique … de Monaco vol. 75/1996, n.1441

“Articolo a scopo didattico-istruttivo, divulgativo, informativo e ricreativo“