Comportamenti dell’unità navale: stabilità, galleggiamento e assetto

I comportamenti dell’unità navale descrivono il modo in cui una nave o un’imbarcazione reagisce alle forze fisiche che agiscono durante la navigazione, in particolare in relazione a stabilità, galleggiamento e assetto. Questi tre concetti fondamentali permettono di comprendere perché un’unità resta a galla, come mantiene l’equilibrio e in che modo si dispone rispetto alla superficie dell’acqua in condizioni statiche e dinamiche. La corretta interpretazione di stabilità, galleggiamento e assetto è essenziale per garantire sicurezza, efficienza e comfort di bordo, oltre a rappresentare una conoscenza di base nei programmi di formazione nautica e negli esami per il conseguimento della patente nautica. Lo studio di questi comportamenti consente al comandante di prevenire situazioni di rischio e di gestire consapevolmente l’unità in mare.

• Guarda anche: Moti delle unità galleggianti: definizione, tipi e significato nella navigazione

Bastione San Remy, la terrazza panoramica di Cagliari e punto d’ingresso al quartiere Castello

Dislocamento 

Il dislocamento di un’unità navale è la massa (o peso) dell’acqua che la nave o l’imbarcazione sposta quando galleggia, ed è uguale al peso totale dell’unità stessa in una determinata condizione di carico.

In termini semplici:
👉 quanto pesa la barca = quanta acqua sposta.

Spiegazione tecnica (principio fisico)

Il concetto di dislocamento deriva dal principio di Archimede, secondo cui un corpo immerso in un fluido riceve una spinta verso l’alto pari al peso del fluido spostato.

Un’unità navale galleggia quando:

• il peso della nave è uguale al peso dell’acqua dislocata

Questo equilibrio determina la linea di galleggiamento.

Cosa comprende il dislocamento

Il dislocamento include:

• struttura dello scafo
• apparato motore
• carburante
• acqua dolce
• equipaggiamenti
• equipaggio e passeggeri
• carico

⚠️ Non è un valore fisso: varia in base al carico.

Tipi di dislocamento

🔹 Dislocamento a vuoto (o leggero)

Peso dell’unità senza carichi, equipaggio e rifornimenti.

🔹 Dislocamento a pieno carico

Peso dell’unità completamente armata e carica, pronta alla navigazione.

Unità di misura

Il dislocamento si esprime in:

• chilogrammi (kg) o tonnellate (t)

• in ambito nautico: tonnellate metriche

Perché il dislocamento è importante

Il dislocamento influisce su:

• stabilità
• assetto
• pescaggio
• velocità
• consumi
• sicurezza in navigazione

Una variazione di dislocamento comporta una variazione della linea di galleggiamento e del comportamento dell’unità in mare.

Definizione sintetica

Il dislocamento è il peso dell’unità navale, pari al peso dell’acqua da essa spostata quando galleggia.

Galleggiamento

La galleggiamento è la condizione fisica per cui un’unità navale (nave o imbarcazione) rimane a galla sulla superficie dell’acqua grazie all’equilibrio tra il proprio peso e la spinta idrostatica esercitata dal fluido.

Definizione tecnica

Il galleggiamento si basa sul principio di Archimede, secondo cui:

un corpo immerso in un fluido riceve una spinta verso l’alto pari al peso del fluido spostato.

Un’unità navale galleggia quando:

• la spinta di Archimede è uguale al peso dell’unità

Questo equilibrio determina la linea di galleggiamento dello scafo.

Galleggiamento e unità navale

Nel caso di una nave o imbarcazione:

• lo scafo sposta un certo volume d’acqua (dislocamento)

• il peso dell’acqua spostata sostiene l’unità

Perché il galleggiamento è fondamentale

Il galleggiamento è essenziale perché:

• consente all’unità di restare a galla

• influisce su stabilità e assetto

• varia al variare del carico

• condiziona pescaggio e sicurezza

Definizione sintetica

Il galleggiamento è la condizione di equilibrio per cui un’unità navale rimane a galla grazie alla spinta dell’acqua, pari al peso dell’unità stessa.

Perdita di galleggiamento

Un’imbarcazione perde il galleggiamento quando non è più in grado di mantenere l’equilibrio tra il proprio peso e la spinta idrostatica dell’acqua, cioè quando la spinta di Archimede diventa insufficiente a sostenere il peso dell’unità.

Quando avviene la perdita di galleggiamento

La perdita di galleggiamento si verifica principalmente in questi casi:

🔹 Allagamento dello scafo

Quando l’acqua entra all’interno dell’imbarcazione:

• aumenta il peso totale

• diminuisce il volume d’aria

• la spinta idrostatica non è più sufficiente

👉 causa più comune dell’affondamento.

🔹 Sovraccarico eccessivo

Se l’unità supera il dislocamento massimo previsto:

• la linea di galleggiamento sale oltre i limiti di sicurezza

• il bordo libero si riduce

• l’acqua può entrare a bordo

👉 rischio di perdita progressiva del galleggiamento.

🔹 Danneggiamento strutturale

Ad esempio:

• falla nello scafo

• rottura di prese a mare

• collisioni o urti

👉 compromissione dell’opera viva.

🔹 Distribuzione errata dei pesi

Un cattivo assetto può:

• far immergere eccessivamente una parte dello scafo

• favorire l’ingresso d’acqua

• anticipare la perdita di galleggiamento

Cosa succede quando si perde il galleggiamento

• l’unità affonda

• oppure resta a galla solo parzialmente

• fino al completo sommersione dello scafo

⚠️ Diverso dalla perdita di stabilità: una barca può capovolgersi pur mantenendo il galleggiamento.

Definizione sintetica

Un’imbarcazione perde il galleggiamento quando il suo peso supera la spinta idrostatica dell’acqua, rendendo impossibile il sostegno dell’unità.

La stabilità dell’imbarcazione

Secondo il principio di Archimede quando un’imbarcazione viene messa in acqua, essa sposta una quantità d’acqua pari al volume immerso dello scafo. Per galleggiare, il peso dell’acqua spostata deve essere uguale al peso dell’imbarcazione.

Pertanto, il galleggiamento di un’unità navale avviene quando il suo peso è equilibrato dalla spinta idrostatica generata dall’acqua spostata.

Cosa succede all’acqua quando si mette una barca in acqua?

Quando una barca entra in acqua:

• l’acqua di superficie viene spinta via dallo scafo

• si sposta in tutte le direzioni disponibili:

  • ai lati

  • a prua (davanti)

  • a poppa (dietro)

• contemporaneamente, una parte dell’acqua viene anche spinta verso il basso, perché lo scafo occupa spazio sotto la superficie

👉 L’acqua è incomprimibile: se uno spazio viene occupato, deve spostarsi altrove.

È solo acqua di superficie?

Non solo.

• All’inizio vedi soprattutto l’acqua di superficie che si muove e increspa

• In realtà si sposta tutta la massa d’acqua corrispondente al volume immerso dello scafo, anche sotto il livello visibile

Questa è la quantità d’acqua che si dice “spostata” (dislocamento).

Perché non affonda?

Perché l’acqua spostata esercita una spinta verso l’alto che cresce man mano che la barca entra in acqua, fino a quando:

peso della barca = peso dell’acqua spostata

A quel punto la barca si ferma e galleggia.

Immagine mentale utile (molto usata nella didattica)

Immagina una vasca piena fino all’orlo:

• metti dentro la barca

• l’acqua trabocca

• l’acqua uscita pesa quanto la barca

Quello è esattamente il principio di Archimede applicato.

Quando una barca viene messa in acqua, l’acqua viene spostata in tutte le direzioni attorno allo scafo; la quantità d’acqua spostata, pari al volume immerso, genera la spinta che consente il galleggiamento.

Come agisce la pressione dell’acqua

L’acqua esercita pressione idrostatica:

• su tutta la superficie immersa dello scafo

• in tutte le direzioni (perpendicolare alla superficie)

• con intensità crescente con la profondità

Quindi la pressione agisce:

• sui fianchi

• sulla prua

• sulla poppa

• sul fondo dello scafo

Perché la barca non viene spinta di lato o in avanti?

Perché:

• le spinte laterali si annullano tra loro

• la spinta in avanti è bilanciata da quella verso poppa

• ciò che non si annulla è la componente verticale verso l’alto

👉 La risultante di tutte le pressioni idrostatiche è una forza verticale diretta verso l’alto, chiamata spinta idrostatica (o di Archimede).

Punto di applicazione della spinta

La spinta verticale risultante:

• è applicata in un punto chiamato centro di carena

• coincide con il baricentro del volume d’acqua spostato

La pressione dell’acqua agisce su tutta la superficie immersa dell’imbarcazione; le componenti orizzontali (avanti, dietro/lato) si equilibrano, mentre la risultante delle pressioni è una forza verticale verso l’alto detta spinta idrostatica.

Sintesi rapida

• ✔ l’acqua spinge da tutti i lati

• ✔ le spinte orizzontali si annullano

• ✔ resta una spinta verticale verso l’alto

• ✔ questa forza permette il galleggiamento

Cos’è il centro di carena

Il centro di carena è:

il baricentro del volume d’acqua spostato dalla parte immersa dello scafo.

In pratica è il punto:

• in cui si può considerare applicata la spinta idrostatica

• da cui “parte” la forza verso l’alto che sostiene la barca

Da cosa dipende

Il centro di carena dipende da:

• forma dello scafo

• volume immerso

• assetto dell’imbarcazione

• sbandamento o variazioni di carico

👉 Per questo non è fisso: cambia posizione se cambia come la barca sta in acqua.

Cosa NON è

• ❌ non è il baricentro della barca

• ❌ non è un punto strutturale

• ❌ non è sempre nello stesso posto

La spinta idrostatica è applicata nel centro di carena, mentre il peso dell’imbarcazione agisce nel suo baricentro; il galleggiamento si realizza quando le due forze, uguali e opposte, hanno la stessa linea d’azione verticale.

Differenza di comportamento galleggiante tra petroliera e barca a vela

Una petroliera e una barca a vela sono due tipi di imbarcazione totalmente diverse sul piano strutturale e funzionale. Per galleggiare sull’acqua hanno dei comportamenti diversi, perché cambia il modo in cui lo scafo raggiunge il dislocamento necessario.

Di conseguenza, raggiungono il galleggiamento attraverso modalità differenti, pur obbedendo allo stesso principio fisico.

Partiamo dalla struttura:

• la petroliera ha uno scafo largo e piatto, che determina un basso pescaggio in acqua. La parte immersa in acqua resta relativamente vicina alla superficie
• la barca a vela ha uno scafo stretto con sezione a V. Ciò determina un alto pescaggio in acqua. La parte immersa in acqua si sviluppa per diversi metri dalla superficie

Comportamento in acqua:

• la petroliera, essendo larga e piatta produce un dislocamento d’acqua sviluppato in superficie.
• la barca a vela, essendo corta e a V, produce un dislocamento d’acqua sviluppato in profondità.

Gli indici di stabilità dello scafo

Gli indici di stabilità dello scafo sono parametri nautici che permettono di valutare quanto e come un’imbarcazione tende a raddrizzarsi o a ribaltarsi quando viene sbandata da vento, onde o carichi.

Gli indici di stabilità dello scafo sono in tutto sette, ovvero:

• 1️⃣ Baricentro (G – Centro di gravità)
• 2️⃣ Centro di carena (C)
• 3️⃣ Metacentro (M)
• 4️⃣ Altezza metacentrica (GM) ⭐
• 5️⃣ Braccio di stabilità (GZ)
• 6️⃣ Curva di stabilità (curva GZ)
• 7️⃣ Momento raddrizzante

1️⃣ Baricentro (G – Centro di gravità)

È il punto di applicazione della risultante di tutti i pesi presenti sull’imbarcazione, ovvero il punto in cui si considera applicato il peso totale dell’imbarcazione.

• Dipende dalla distribuzione dei pesi

• Più è basso, maggiore è la stabilità

• Si sposta caricando, scaricando o muovendo pesi

📌 Non è un indice di stabilità da solo, ma è fondamentale per calcolarli.

2️⃣ Centro di carena (C)

È il punto di applicazione della risultante di tutte le forze prodotte dalla spinta dell’acqua. E’ pertanto il baricentro del volume d’acqua spostato.

• Punto di applicazione della spinta idrostatica

• Cambia posizione con l’assetto e con lo sbandamento

📌 Anche questo non è un indice numerico, ma un riferimento essenziale.

3️⃣ Metacentro (M)

È il punto geometrico che è l’incontro tra l’asse verticale del centro di carena in posizione dritta e il centro di carena in posizione di sbandata.

** Il prefisso “meta-” in metacentro deriva dal greco μετά (metá) e significa “oltre”, “al di là”, “successivo” o “che viene dopo”.

Il metacentro descrive come si sposta la spinta idrostatica quando la barca s’inclina.

Quando la barca si inclina il centro di carena si sposta lateralmente e la nuova linea di spinta idrostatica incontra la verticale originale in un punto, quel punto è il metacentro

Esistono due tipi di metacentro:

1. il metacentro trasversale – che indica lo sbandamento laterale
2. il metacentro longitudinale – che indica lo sbandamento antero-posteriore

• Metacentro trasversale (MT) → rollio
• Metacentro longitudinale (ML) → beccheggio

Questa distinzione dipende dall’asse rispetto al quale la barca ruota e dal piano di sbandamento considerato.

🔹 Metacentro trasversale → Rollio

• Il rollio è l’oscillazione laterale (babordo–tribordo)

• Avviene attorno all’asse longitudinale

• Il metacentro trasversale:

  • nasce dallo sbandamento laterale

  • serve a valutare la stabilità trasversale

  • è quello più importante nella pratica, perché lo sbandamento laterale è il più frequente e pericoloso

👉 Se MT è sopra il centro di gravità (G) → barca stabile
👉 Se MT è sotto G → barca instabile

🔹 Metacentro longitudinale → Beccheggio

• Il beccheggio è l’oscillazione prua–poppa

• Avviene attorno all’asse trasversale

• Il metacentro longitudinale:

  • nasce da uno sbandamento longitudinale

  • valuta la stabilità longitudinale

  • è meno critico nelle barche comuni, perché lo scafo è molto più lungo che largo

👉 Per questo motivo ML è normalmente molto più alto di MT, e il beccheggio raramente porta a perdita di stabilità.

4️⃣ Altezza metacentrica (GM) ⭐

È l’indice di stabilità più importante.

GM = distanza verticale tra baricentro (G) e metacentro (M)

Interpretazione

• GM > 0 → imbarcazione stabile
• GM = 0 → equilibrio instabile
• GM < 0 → imbarcazione instabile (tende a ribaltarsi)

Effetti pratici

• GM grande → barca rigida, raddrizza velocemente
• GM piccolo → barca morbida, oscillazioni lente

5️⃣ Braccio di stabilità (GZ)

È la distanza orizzontale tra:

• la linea d’azione del peso

• la linea d’azione della spinta idrostatica

📌 È il braccio che genera il momento raddrizzante.

• GZ = 0 → nessuna capacità di raddrizzamento

• GZ massimo → massima stabilità a quell’angolo

6️⃣ Curva di stabilità (curva GZ)

Rappresenta graficamente:

• sull’asse orizzontale → angolo di sbandamento

• sull’asse verticale → braccio GZ

Permette di valutare:

• stabilità iniziale

• stabilità a grandi angoli

• angolo di ribaltamento

📌 Fondamentale per navi, meno usata nei piccoli natanti.

7️⃣ Momento raddrizzante

È la forza che riporta la barca in posizione eretta.

Momento raddrizzante = dislocamento × GZ

Più è grande:

• più la barca resiste allo sbandamento

🧭 Sintesi rapida (da memorizzare)

Regolazione dell’assetto di uno scafo in navigazione

Nelle unità con motore fuori o entro bordo l’assetto dipende principalmete da:

1. la posizione in verticale del piede del propulsore
2. distribuzione del carico a bordo

Inclinazione del motore – Angolo tra la superficie del mare e il piano orizzontale dello scafo

Assetto appruato:

• piede vicino allo specchio di poppa (posizione negativa)
• carico troppo in avanti

Assetto neutro:

• corretta inclinazione del motore (posizione neutra)
• corretta distribuzione del carico

Assetto appoppato:

• piede lontano dallo specchio di poppa (posizione positiva)
• carico troppo indietro

La corretta inclinazione del motore e la corretta distribuzione del carico può essere verificata osservando l’assetto dello scafo quando è in moto: in condizione ideale l’unità dovrebbe procedere il più possibile parallela alla superficie dell’acqua.

**  I passeggeri e i pesi mobili devono essere spostati per correggere anche un’eventuale sbandamento trasversale. Qualunque scafo che sbanda a dritta devia la prua verso dritta e viceversa.

Principali tipi di carene

Le carene possono essere divise in tre tipi a seconda del comportamento che devono avere in acqua.

carene plananti – chiglia piatta o leggermente a V – planano, cioè escono facilmente dall’acqua e sviluppano grandi velocità. Sono stabili in acque tranquille e instabili in acque agitate.

carene dislocanti – forma tona o a V profonda – rimangono sempre immerse in acqua durante la navigazione, non planano, fendono facilmente l’acqua e la spostano a destra e a sinistra. Non hanno doti di velocità, ma hanno grandi sabilità in acque agitate.

carene semiplananti o semidislocanti – sono il compromesso tra le due soluzioni di sopra e per questo è il tipo più usato nel diporto.

carena catamarano – carena costituita da due chiglie collegate da un ponte. E’ particolarmente stabile.

Il timone 

Il timone è l’organo di governo della barca. Esso serve a far cambiare direzione allo scafo.

Il timone è il sistema di governo

Due soluzioni timoniere

Il sistema di governo dell’imbarcazione varia in base al tipo di motorizzazione: nelle unità con motore entrobordo è presente un timone tradizionale, mentre nelle unità con motore fuoribordo o entro-fuoribordo la funzione di timone è svolta dal piede del motore.

Gruppo poppiero

Nelle barche con motore fuoribordo o entro-fuoribordo (gruppo poppiero) il timone è costituito dal piede stesso del motore.

👉 Non c’è un timone tradizionale separato, perché:

• la direzione è controllata orientando il piede

• l’elica spinge l’acqua nella direzione voluta

• la barca cambia rotta per azione combinata di spinta ed orientamento

Imbarcazioni entrobordo

Il timone nelle imbarcazione con motore entrobordo è posto nella parte poppiera, ed è costituito da una robusta pala che può essere:

La pala è composta da due facce:

• la faccia frontale – la parte anteriore dove agisce la pressione dell’acqua
• la faccia dorsale (o spalla) – la parte posteriore

Il comando del timone

Il timone passante e quello sospeso sono normalmente comandati dalla ruota in plancia; il timone esterno sullo specchio di poppa è generalmente comandato dalla barra.

Comportamento del timone in marcia avanti

• comando a barra = barra a dritta → timone a sinistra → prua a sinistra → poppa a dritta
• comando a barra = timone a sinistra → prua a sinistra → poppa a dritta → barra a dritta
• comando a barra = prua a sinistra → barra a dritta → timone a sinistra → poppa a dritta
• comando a barra = poppa a dritta → prua a sinistra → timone a sinistra → barra a dritta
• comando a ruota = ruota a dritta →  prua a dritta → poppa a sinistra → timone a dritta
• comando a ruota = timone a dritta → prua a dritta → ruota a dritta → poppa a sinistra
• comando a ruota = prua a dritta → ruota a dritta → timone a dritta → poppa a sinistra
• comando a ruota = poppa a dritta → prua a sinistra → timone a sinistra → ruota a sinistra

pala del timone a sinistra, poppa destra e prua a sinistra

I concetti chiave comuni sono che: prua e poppa,
vanno in direzioni opposte; timone e prua,
vanno nella stessa direzione

** l’insieme di leve e tiranti che collegano il timone alla ruota si chiama “agghiaccio“.

Effetti del timone

La pala del timone quando viene immersa in acqua ed inclinata di un certo angolo rispetto alla corrente dell’acqua produce due effetti:

• una spinta laterale
• una spinta frenante

Queste due spinte danno così origine a:

• una riduzione della velocità
• uno spostamento laterale della poppa sul lato opposto a quello dell’accostata (accostata = cambio di rotta) → accostamento a dritta della barca → spostamento a sinistra della poppa
• uno sbandamento e un leggero appruamento dello scafo

Il flusso dell’acqua

Quando il timone è dritto (in posizione cioè neutra) il flusso dell’acqua ha un andamento parallelo all’asse longitudinale della pala. Quando il timone viene accostato (o angolato), la pala esercita una pressione sull’acqua da lato dell’accostamento e ciò crea una depressione su quello opposto, determinando una forza idrodinamica del timone che tende a riportarlo in posizione neutra.

** L’effetto di ritorno verso la posizione neutra dipende dalla forma della pala e dalla posizione dell’asse del timone, ed è più marcato nei timoni non bilanciati.

Accostamento e virata

🔹 Accostamento (o accostata)

È il termine tecnico corretto.

Cosa indica

• l’atto di governo con cui si modifica la rotta

• ottenuto agendo su timone o piede del motore

• può essere piccolo o grande

👉 È l’azione di base del governo della barca.

Esempio

Accostare a dritta di 10 gradi.

🔹 Virata

È una manovra più ampia e completa.

Cosa indica

• una rotazione significativa della barca

• spesso fino a una nuova rotta ben diversa

• può comprendere una o più accostate

👉 In pratica: una virata è una sequenza di accostamenti.

Esempio

Virata di 180° per invertire la rotta.

Governabilità e manovrabilità

Governabilità ≠ Manovrabilità

Governabilità

La governabilità è la capacità dell’imbarcazione di mantenere e correggere la rotta grazie all’azione del timone (o dei sistemi di governo).

🧭 In pratica

Una barca è governabile quando:

• risponde in modo chiaro ai comandi del timone;

• mantiene una rotta stabile;

• corregge facilmente deviazioni causate da vento, corrente o mare.

📌 Dipende da

• Velocità (il timone lavora bene solo con flusso d’acqua)

• Superficie ed efficienza del timone

• Flusso dell’elica sul timone

• Forma della carena

• Stato del mare

👉 Nota chiave
Una barca può essere governabile anche se gira lentamente: l’importante è che obbedisca al timone.

Manovrabilità 

La manovrabilità è la capacità della barca di cambiare posizione, direzione e assetto nello spazio, soprattutto a bassa velocità.

🧭 In pratica

Una barca è manovrabile quando:

• accosta rapidamente;

• gira in poco spazio;

• entra ed esce dal posto barca con facilità;

• sfrutta bene marcia avanti, indietro ed effetto evolutivo.

📌 Dipende da

• Tipo di elica (destrorsa/sinistrorsa)

• Numero di eliche (monoelica vs bielica)

• Bow thruster / stern thruster 

• Rapporto peso–dimensioni

• Distribuzione dei volumi

• Velocità molto basse o nulle

👉 Nota chiave
Una barca può essere manovrabile anche senza timone efficace, sfruttando solo motore ed elica.

** Bow thruster =propulsore di prua, serve a spostare lateralmente la prua

** Stern thruster = propulsore di poppa, serve a spostare lateralmente la poppa

🔁 Differenza sintetica

🧠 Frase-chiave da ricordare

La governabilità riguarda il controllo della rotta, la manovrabilità il controllo dello spazio.

L’efficacia del timone è legta alla velocità della corrente che impatta sulla pala.

• la governabilità è maggiore quando l’imbarcazione ha più velocità
• la manovrabilità quando ha poco abbrivio ma il motore è in accelerazione

Per lo stesso motivo quando la barca in un fiume, essa è molto più manovriera procedendo controcorrente che non in favore di essa.

** Abbrivio

L’abbrivio è il movimento residuo di un’imbarcazione che continua a spostarsi per inerzia, anche quando motore ed elica non spingono più.

👉 In altre parole: la barca si muove ancora anche se non sta accelerando.

La pala discendente dell’elica spinge più acqua lateralmente da un lato, generando una spinta trasversale sulla poppa.

Elica destrorsa
• AVANTI → poppa a destra
• INDIETRO → poppa a sinistra

Elica destrosa e timone a destra

Nell’elica destrosa l’acqua viene “caricata” a destra e spinta a sinistra, questo porta la poppa a dritta. Così come se il timone va a dritta la poppa va a sinistra.

Nell’elica destrosa in marcia avanti l’acqua viene spinta lateralmente verso sinistra, generando una reazione che tende a portare la poppa a dritta; analogamente, un timone accostato a dritta devia il flusso verso dritta e provoca lo spostamento della poppa verso sinistra.

Effetto compensativo del timone su quello evolutivo dell’elica:

Elica destrosa, spinge la poppa a dritta; il timone per compensare vira a dritta e spinge la poppa va a sinistra

A basse velocità la spinta laterale dell’elica rimane, mentre le forze che la contrastano diminuiscono.

Vediamo perché, punto per punto.

1️⃣ Il timone diventa poco efficace

Il timone funziona solo se è investito da un flusso d’acqua significativo.

• A velocità medio-alta → flusso forte → il timone compensa lo sculamento

• A bassa velocità / fermo → flusso debole → il timone non corregge

👉 Risultato: l’effetto evolutivo “vince”.

2️⃣ La spinta trasversale dell’elica non scompare

Anche a bassi giri:

• l’elica continua a ruotare

• genera una componente laterale della spinta

• soprattutto in retromarcia

👉 Quella spinta rimane attiva anche quando la barca quasi non avanza.

3️⃣ Meno velocità = meno stabilità direzionale

Con l’aumento della velocità:

• la carena crea resistenza laterale

• aumenta l’inerzia direzionale

• la barca tende a “filare dritta”

A basse velocità tutto questo svanisce.

4️⃣ In retromarcia la carena lavora “male”

In retro:

• la forma dello scafo non è progettata per stabilizzare

• il flusso è disordinato

• la poppa è libera di scartare

👉 Altro motivo per cui lo sculamento è evidente.

🧠 Riassunto in una riga (da memorizzare)

A bassa velocità l’elica spinge di lato, ma timone e carena non riescono più a contrastarla.

Lo scartamento laterale della poppa è più evidente a basse velocità perché diminuisce l’efficacia del timone e della carena, mentre la componente trasversale della spinta dell’elica rimane attiva.

Analogie vite sul tassello/elica sull’acqua

🔧 La vite (meccanica)

• penetra in un solido

• sfrutta attrito e resistenza del materiale

• avanza perché “scava” nel tassello

🌊 L’elica (idrodinamica)

• lavora in un fluido

• non penetra nulla

• accelera e devia l’acqua

• riceve per reazione una forza di spinta

👉 L’elica spinge l’acqua all’indietro, non “si avvita” in essa.

Movimento relativo di prua e poppa nelle manovre di accostata

Durante le manovre di ormeggio e di accostata, la poppa descrive un arco di evoluzione sensibilmente maggiore rispetto alla prua, poiché il centro di rotazione dell’imbarcazione è spostato verso prua e perché l’effetto evolutivo dell’elica è maggiore a basse velocità.

Questo scarto può essere sfruttato dal conduttore, che utilizza la poppa per accostare, sapendo che la prua seguirà successivamente nella direzione opposta.

Sintesi concettuale finale

• ✔ centro di rotazione spostato verso prua

• ✔ poppa = grande arco di movimento

• ✔ prua = movimento ridotto e ritardato

Timone di compensato o semicompensato 

Compensato, significato 

Si chiama timone compensato perché le forze idrodinamiche che agiscono sulla pala si compensano parzialmente tra loro, riducendo lo sforzo necessario per mantenerlo angolato.

In nautica, i termini timone compensato e timone semicompensato indicano la posizione dell’asse di rotazione del timone rispetto alla pala, e spiegano quanta forza serve al timoniere per governare l’imbarcazione.

• timone compensato è un timone in cui il 20-35% della pala si trova davanti all’asse di rotazione
• timone semicompensato è un timone in cui il 10-20% della pala si trova davanti all’asse di rotazione

📊 Tabella comparativa

Un timone si dice compensato quando parte della pala è posta anteriormente all’asse di rotazione, così da ridurre lo sforzo necessario alla manovra grazie all’equilibrio delle forze idrodinamiche.

🧠 Schema mnemonico rapido

• Ordinario → stabile ma duro

• Semicompensato → equilibrato

• Compensato → leggero e rapido

Il timone ordinario ha tutta la pala dietro l’asse di rotazione ed è molto stabile ma richiede maggiore sforzo; il timone semicompensato rappresenta un compromesso tra stabilità e maneggevolezza; il timone compensato riduce lo sforzo grazie a una parte della pala posta davanti all’asse.

🔹 Timone ordinario (non compensato)

Definizione
Timone in cui tutta la pala è posta dietro l’asse di rotazione, che coincide con il bordo d’attacco.

Caratteristiche

• 0% di pala davanti all’asse

• Massima stabilità direzionale

• Sforzo elevato al timone

• Risposta lenta ma progressiva

Vantaggi

• Grande controllo in navigazione rettilinea

• Comportamento prevedibile

• Robusto e semplice

Svantaggi

• Duro in manovra

• Poco adatto a barche moderne o veloci

Tipico di

• Imbarcazioni tradizionali

• Navi e barche da lavoro

• Scafi lenti e dislocanti

🔸 Timone semicompensato

Definizione
Timone con una piccola porzione della pala davanti all’asse di rotazione, che resta comunque arretrato rispetto al bordo d’attacco.

Caratteristiche

• 10–20% della pala davanti all’asse

• Buon equilibrio tra stabilità e maneggevolezza

• Sforzo medio

• Sensibilità progressiva

Vantaggi

• Più leggero dell’ordinario

• Ancora stabile

• Ottimo in manovra e in crociera

Svantaggi

• Non leggerissimo come il compensato

• Meno “reattivo” in sportivo

Tipico di

• Barche a vela da crociera

• Motovelieri

• Imbarcazioni polivalenti

🔹 Timone compensato

Definizione
Timone in cui una parte significativa della pala è davanti all’asse di rotazione, così che le forze idrodinamiche si compensano.

Caratteristiche

• 20–35% della pala davanti all’asse

• Sforzo molto ridotto

• Risposta rapida

• Minore stabilità intrinseca

Vantaggi

• Timone leggero

• Manovre precise

• Ottimo controllo a basse velocità

Svantaggi

• Può risultare “nervoso”

• Richiede attenzione e sensibilità

Tipico di

• Barche a vela moderne

• Imbarcazioni veloci

• Scafi sportivi

Dinamica del timone compensato e supercompensato

Nel timone compensato e semicompensato una parte delle forze idrodinamiche lavora “a favore” della rotazione, invece che opporsi: questo riduce il momento resistente che il timoniere deve vincere con barra o ruota.

1️⃣ Da dove nasce la “durezza” del timone

Quando accosti il timone:

• l’acqua preme sulla pala;

• la forza idrodinamica applicata dietro l’asse crea un momento torcente resistente;

• questo momento tende a raddrizzare il timone;

• la barra/ruota deve vincere quel momento → timone “duro”.

👉 Più superficie dietro l’asse, più il timone è duro.

2️⃣ Cosa cambia nel timone compensato

Nel timone compensato (o semicompensato):

• una parte della pala è davanti all’asse di rotazione;

• su quella parte l’acqua esercita una forza che genera un momento opposto;

• questo momento:

  • non raddrizza il timone,

  • ma aiuta la rotazione.

👉 I due momenti si sottraggono.

Il timoniere non deve più vincere. Momento totale = momento resistente – momento compensante

Il mozzo

Il mozzo dell’elica è la parte centrale dell’elica che collega le pale all’asse motore. È un elemento meccanico e idrodinamico fondamentale, senza il quale l’elica non potrebbe né trasmettere potenza né lavorare correttamente sull’acqua.

Trasmettere coppia e potenza all’elica

Il mozzo:

• si innesta sull’asse (o sull’albero del piede nei fuoribordo)

• trasferisce la coppia motrice alle pale

• garantisce un collegamento solido e concentrico

👉 Senza mozzo non esisterebbe una rotazione efficace delle pale.

Trasmettere coppia significa:

trasferire la rotazione e il momento torcente dal motore all’elica senza perdite o slittamenti.

👉 Il mozzo non crea la coppia, ma:

• la riceve dall’asse

• la trasmette alle pale

Schema concettuale:

Il mozzo è:

• l’interfaccia meccanica

• il punto in cui la coppia diventa lavoro idrodinamico

Dalla coppia alla spinta (collegamento con Newton)

Il percorso è questo:

1. il motore genera coppia

2. la coppia fa ruotare l’elica

3. le pale accelerano l’acqua all’indietro

4. l’acqua reagisce spingendo la barca in avanti

👉 Il mozzo serve solo al punto 2, ma senza di lui tutto il resto non avviene.

Perché il termine “coppia” trae in inganno

Nel linguaggio comune:

• “coppia” = due cose che lavorano insieme ❌

In fisica:

• “coppia” = rotazione prodotta da una forza ✔️

Stessa parola, significato completamente diverso.

Definizione

Il mozzo dell’elica è l’elemento che trasmette la coppia motrice dall’asse alle pale, consentendo la trasformazione dell’energia meccanica rotatoria in spinta idrodinamica.

Le pale orientate

Le pale orientate dell’elica servono a trasformare la rotazione dell’asse in spinta longitudinale, cioè a far avanzare (o arretrare) l’imbarcazione in modo efficiente e controllabile. L’orientamento non è casuale: è studiato per sfruttare al meglio l’acqua come “massa di reazione”.

Perché le pale sono orientate (e non dritte)

Le pale sono inclinate rispetto al piano di rotazione: ruotando, “avvitano” l’acqua all’indietro.
Per reazione, la barca viene spinta in avanti (terza legge di Newton: a ogni azione corrisponde una reazione uguale e contraria).

👉 Senza orientamento (pale dritte) l’elica mescolerebbe l’acqua, ma non produrrebbe spinta utile.

L’elica NON “spinge la barca”

È importante chiarirlo:
👉 l’elica non spinge direttamente la barca, ma spinge l’acqua.

Le pale, essendo inclinate:

• intercettano una massa d’acqua

• la accelerano all’indietro (le danno quantità di moto)

• la pala esercita una forza sull’acqua

• l’acqua viene:

  • spinta all’indietro

  • leggermente messa in rotazione (scia elicoidale)

Fisicamente:

• l’elica aumenta la quantità di moto dell’acqua verso poppa

Reazione: spinta in avanti della barca

Per la terza legge di Newton:

• l’acqua esercita sulla pala una forza uguale e opposta

• questa forza è diretta in avanti

• la forza si trasmette:
  pala → mozzo → asse → scafo

👉 Risultato: la barca avanza

Perché l’inclinazione delle pale è fondamentale

Se le pale fossero perpendicolari all’asse:

• l’acqua verrebbe soprattutto fatta girare

• poca massa sarebbe accelerata all’indietro

• la reazione longitudinale sarebbe minima

Con pale inclinate:

• la forza ha una componente assiale

• l’acqua viene accelerata all’indietro

• la reazione ha una componente in avanti

• più acqua si accelera → più spinta si ottiene

Il passo dell’elica

L’orientamento determina il passo.

Il passo dell’elica è la distanza teorica che l’elica percorrerebbe in un giro completo. Esso dipende dall’inclinazione delle pale: maggiore è l’inclinazione, maggiore è il passo. A parità di condizioni, un passo maggiore consente una maggiore velocità potenziale della barca.

Questo perché il passo dell’elica dipende direttamente dall’angolo con cui sono inclinate le pale rispetto al piano di rotazione.

• Passo teorico – avanzamento ideale se l’acqua fosse un solido
• Passo effettivo – avanzamento reale se l’acqua è un liquido

Passo teorico-Passo effettivo = regresso

Se prendi una pala e:

• la inclini poco → passo corto

• la inclini molto → passo lungo

👉 A ogni giro:

• pala poco inclinata → avanza poco

• pala molto inclinata → avanza molto

👉 l passo dell’elica è la distanza teorica che l’elica avanzerebbe in un giro completo, se l’acqua fosse solida.

👉 Il passo dell’elica descrive quanta “strada teorica” compie l’elica a ogni giro completo

• Passo lungo → più velocità, meno accelerazione

• Passo corto → più spinta, migliore accelerazione e manovra

È come una vite: più è “ripida”, più strada fa a ogni giro.

Velocità ≠Accelerazione

🔹 Velocità è: quanto vai veloce in un dato momento

🔹 Accelerazione è: quanto rapidamente si cambia velocità

Velocità

Esempio:

• 5 nodi
• 15 nodi
• 25 nodi

👉 È uno stato.

Accelerazione

Esempio:

• da 0 a 10 nodi in 5 secondi → alta accelerazione
• da 0 a 10 nodi in 20 secondi → bassa accelerazione

👉 È un processo.

Passo dell’elica, velocità e accelerazione

Passo lungo

• a ogni giro l’elica “vorrebbe” avanzare molto

• richiede più coppia al motore

• il motore fatica a salire di giri

👉 Risultato:

• accelerazione bassa (ci mette più tempo a partire)

• velocità finale più alta (se il motore riesce a spingerla)

Passo corto

• a ogni giro l’elica “avanza poco”

• richiede meno coppia

• il motore sale di giri facilmente

👉 Risultato:

• accelerazione elevata

• velocità massima più bassa

Diametro e passo dell’elica

👉 Il diametro decide quanta acqua “prendi”, il passo decide quanto la “spingi” a ogni giro.
Se aumenti troppo entrambi, il motore non ce la fa; se li riduci entrambi, sprechi potenza.

Diametro e passo dell’elica sono legati perché insieme determinano quanta acqua l’elica muove e come la muove. Non sono parametri indipendenti: cambiare uno costringe a rivedere l’altro per mantenere carico corretto, rendimento e sicurezza del motore.

Perché sono fisicamente collegati

🔹 Diametro = massa d’acqua coinvolta

• diametro maggiore → più superficie di disco

• più acqua intercettata a ogni giro

• più spinta potenziale, ma più carico

🔹 Passo = accelerazione impressa all’acqua

• passo maggiore → l’acqua viene spinta più forte all’indietro

• maggiore richiesta di coppia

• rischio di sotto-giri e cavitazione se eccessivo

👉 Se aumenti diametro e passo, chiedi al motore:

• di muovere più acqua

• più velocemente
  → carico enorme ❌

Il compromesso obbligato

Per questo, in pratica:

È una regola di equilibrio, non una convenzione.

Un’analogia chiarissima

Immagina di spingere:

• una pala larga nella sabbia → tanta resistenza → movimenti corti

• una pala stretta → puoi spingerla più lontano

👉 pala larga = diametro grande
👉 movimento lungo = passo lungo

In sintesi:

👉 Il diametro stabilisce quanta acqua muovi
👉 Il passo stabilisce quanto la acceleri
👉 Motore e scafo impongono il limite

Il numero delle pale

il numero di pale dell’elica influenza in modo diretto le prestazioni e il comportamento della barca, anche se non determina da solo la velocità massima. È uno dei parametri che vanno bilanciati con diametro, passo, potenza del motore e tipo di scafo.

🔹 Più pale = più superficie attiva / meno velocità / più accelerazione

A parità di diametro e passo, un maggior numero di pale aumenta la superficie attiva dell’elica, migliorando accelerazione e regolarità della spinta, ma tende a ridurre la velocità massima per l’aumento della resistenza idrodinamica.

Effetti sulle prestazioni

Elica a 2 pale

• massima efficienza teorica

• minore resistenza

• velocità massima più alta

• scarsa spinta a basse velocità

• vibrazioni più marcate

👉 Tipica di barche leggere e veloci.

Elica a 3 pale (la più comune)

• buon compromesso generale

• spinta regolare

• buon controllo in manovra

• leggera perdita di velocità rispetto a 2 pale

👉 Standard su molte barche da diporto.

Elica a 4 pale

• eccellente spinta a bassa velocità

• migliore accelerazione

• minore cavitazione

• più controllo in retromarcia

• lieve perdita di velocità massima

👉 Ideale per barche pesanti o con carene profonde.

Elica a 5 pale

• spinta molto fluida

• vibrazioni minime

• usata su barche professionali o di lusso

• maggiore resistenza → velocità massima inferiore

Collegamento con cavitazione ed effetto evolutivo

• più pale → carico distribuito → meno cavitazione

• più pale → flusso più uniforme → effetto evolutivo più controllabile

• meno pale → flusso più aggressivo → più rischio di cavitazione

Perché più pale riducono la velocità massima

Ogni pala:

• genera spinta ✔️

• ma anche resistenza ❌

Più pale = più attrito idrodinamico.

Non esiste “il numero migliore” in assoluto

Dipende da:

• peso della barca

• tipo di scafo

• regime del motore

• uso (velocità vs manovra)

Il numero di pale dell’elica influisce sulla distribuzione della spinta, sulla regolarità del funzionamento e sul rendimento, ma deve essere valutato insieme a diametro e passo.

👉 Poche pale → più velocità, meno controllo
👉 Più pale → più spinta e regolarità, meno velocità massima

L’ogiva (detta anche cappellotto o cono del mozzo)

L’ogiva dell’elica (detta anche cappellotto o cono del mozzo) è la parte conica che chiude anteriormente o posteriormente il mozzo dell’elica. Non è un elemento estetico: svolge funzioni idrodinamiche e protettive molto precise.

👉 L’ogiva dell’elica non aumenta direttamente la spinta, ma:

• migliora l’efficienza idrodinamica

• riduce cavitazione e vibrazioni

• protegge parti meccaniche vitali

Relazione Newton/cavitazione/effetto evolutivo

Collegamento azione–reazione (Newton), cavitazione ed effetto evolutivo in un unico quadro coerente. In realtà sono tre facce dello stesso fenomeno: il modo in cui l’elica interagisce con l’acqua.

Newton = l’acqua restituisce una forza uguale e contraria all’elica (reazione)

Cavitazione = la cavitazione dell’elica è un fenomeno fisico per cui, attorno alle pale, si formano bolle di vapore quando, per effetto della rotazione dell’elica, la pressione dell’acqua scende troppo. Queste bolle collassano subito dopo, generando rumore, vibrazioni e danni, formando cavità di vapore.

Effetto evolutivo = l’effetto evolutivo (in inglese propeller walk) è il fenomeno per cui la rotazione dell’elica genera una spinta laterale sulla poppa, facendo tendere la barca a spostarsi di lato, soprattutto a basse velocità e in manovra.

🧭 SCHEMA UNICO – TIMONE, ELICA, PRUA E POPPA

(elica destrosa – caso più comune)

1️⃣ MARCIA AVANTI – TIMONE ATTIVO

📌 Regola fissa

Timone e prua vanno sempre dalla stessa parte (in avanti).

2️⃣ MARCIA AVANTI – PARTENZA (effetto evolutivo)

Timone al centro – elica avanti

➡️ poppa a sinistra (domina il timone) 
➡️ prua a 

3️⃣ MARCIA INDIETRO – EFFETTO EVOLUTIVO (DOMINANTE)

⚠️ Il timone conta pochissimo

📌 Vale indipendentemente dalla posizione del timone (a bassa velocità).

4️⃣ MARCIA INDIETRO – TIMONE

📌 In retromarcia:

comanda l’elica, non il timone

🧠 TABELLA RIASSUNTIVA DEFINITIVA

⚓ TRUCCO MNEMONICO 

Avanti = timone
Indietro = elica

Lo scafo della barca può essere idealmente suddiviso in due macrozone funzionali:
circa 1/3 anteriore, corrispondente alla zona di prua, e circa 2/3 posteriori, comprendenti la zona centrale e la zona di poppa.

Il centro di rotazione dello scafo, detto anche asse di rotazione, è una linea immaginaria trasversale posta approssimativamente tra la zona di prua e la zona centrale.

Durante le manovre a bassa velocità, la barca tende a ruotare attorno a questo punto: la poppa, essendo più distante dal centro di rotazione, descrive un arco di ampiezza maggiore rispetto alla prua, risultando quindi la parte dello scafo che compie lo spostamento laterale più marcato e che richiede maggiore attenzione in manovra.

🧭 Frase chiave

In manovra la prua guida, ma è la poppa che “viaggia” di più.

Differenza tra ormeggiare e accostare

In nautica, accostare e ormeggiare indicano due fasi diverse della manovra e non sono sinonimi.

→ Accostare significa avvicinare l’imbarcazione a una banchina, a un posto barca o a un’altra unità mentre la barca è ancora in movimento, utilizzando timone, motore ed effetti idrodinamici come il centro di rotazione e l’effetto evolutivo dell’elica.

→ Ormeggiare, invece, è la fase finale e statica della manovra, in cui l’imbarcazione, già correttamente posizionata, viene arrestata e fissata mediante cime, spring e parabordi. In pratica, si accosta per posizionare la barca, si ormeggia per renderla stabile e sicura: comprendere questa differenza è fondamentale per eseguire manovre precise, controllate e in sicurezza, soprattutto negli ormeggi di poppa e nelle manovre in spazi ristretti.

• Accostata → ✔️ motore e timone sono ancora determinanti

• Ormeggio → ✔️ l’azione volontaria è minima o nulla

Non è una sfumatura linguistica: è una differenza funzionale reale.

Accostata: fase attiva (dinamica)

Durante l’accostata:

• la barca è ancora in moto;

• motore e timone governano la traiettoria;

• usi consapevolmente:

  • colpi di marcia avanti/indietro,

  • angolo di timone,

  • effetto evolutivo dell’elica,

  • centro di rotazione.

👉 Qui stai “guidando” la barca.

Ormeggio: fase passiva (di assorbimento)

Durante l’ormeggio:

• la velocità è quasi nulla;

• il motore è:

  • al minimo,

  • in folle,

  • o spento;

• il timone ha efficacia trascurabile;

• contano soprattutto:

  • cime,

  • parabordi,

  • inerzia residua,

  • piccoli assestamenti.

👉 Qui non governi più la traiettoria, ma controlli la stabilizzazione.

Regola tecnica finale

In accostata governi la traiettoria.
In ormeggio gestisci l’inerzia residua.

Manovra di ormeggio

La manovra di ormeggio è l’insieme delle operazioni con cui l’unità viene condotta e arrestata presso un punto fisso, compensando vento, corrente ed effetto evolutivo mediante motore, timone e cime.

🧭 MANOVRE DI ORMEGGIO