Barometro

Prevedere il tempo è fondamentale per la sicurezza di chi naviga, ma difficilmente gli attuali sistemi di analisi sono in grado di rilevare sbalzi improvvisi di pressione che possono dar luogo a fenomeni locali anche devastanti. Ricordiamo la forte depressione che il 18 agosto 2022 si abbatté improvvisamente sulla Corsica occidentale causando il naufragio di ben 90 imbarcazioni, o la burrasca che il 19 agosto 2024 ha provocato l’affondamento del Bayesian, un Perini Navi di 56 metri al largo di Porticello, con la tragica perdita di sette vite umane. Disporre allora di strumenti personali che possano rivelare l’andamento meteorologico può essere una ragionevole strategia, soprattutto in virtù del cambiamento climatico in atto e dell’esacerbarsi dei fenomeni meteorologici a questo associati. 

L’evoluzione del barometro. I barometri elettronici rappresentano oggi l’evoluzione tecnologica di uno strumento che, dal XVII secolo, accompagna i marinai nella loro sfida quotidiana contro gli elementi.

Quando Evangelista Torricelli, nel 1643 a Firenze, inventò il primo barometro a mercurio, difficilmente avrebbe immaginato che il suo principio fondamentale – la misurazione della pressione atmosferica – sarebbe sopravvissuto nei secoli, trasformandosi in sofisticati dispositivi elettronici capaci di prevedere l’approssimarsi di depressioni con ore, talvolta giorni di anticipo.

I tradizionali barometri aneroidi a lancetta, che ancora oggi trovano posto sulle paratie di molte imbarcazioni, forniscono una lettura immediata della pressione atmosferica, ma richiedono osservazioni regolari per rilevare le tendenze. Non è così per i barometri elettronici che trasformano le variazioni di pressione in segnali elettrici poi elaborati da microprocessori e che oltre a letture digitali precise, forniscono tendenze barometriche e, nei modelli più avanzati, previsioni meteorologiche.

Il barometro digitale può sfruttare sensori piezoelettrici o capacitivi. I primi sfruttano appunto l’effetto piezoelettrico, ovvero una proprietà di alcuni materiali (come il quarzo) di generare una carica elettrica quando sono sottoposti a pressione meccanica. Nei barometri, l’elemento piezoelettrico reagisce alla pressione atmosferica e produce un segnale elettrico proporzionale. Quando la pressione cambia, il materiale si deforma, generando un segnale elettrico differente che viene misurato e convertito in un valore di pressione.

I sensori capacitivi sono invece costituiti da due piastre conduttive (elettrodi) separate da un diaframma flessibile. Una delle piastre è fissa, mentre l’altra si deforma in risposta alla pressione atmosferica. Quando quest’ultima cambia, la distanza tra le piastre varia, modificando la capacità elettrica del sistema. Anche in questo caso la variazione viene misurata da un circuito elettronico e convertita in un valore di pressione.

Tutto ciò è ben diverso dal tradizionale barometro che misura la pressione in tempo reale attraverso la deformazione di una camera metallica sensibile alle variazioni atmosferiche. In questo caso sarebbe l’utente a dover annotare manualmente le letture periodiche per essere così in grado di tracciare la tendenza. Diverso il caso del barografo (nell’immagine accanto), capace di trascrivere progressivamente la curva della pressione rilevata su una bobina di carta. Ma anche qui, a fronte di un meccanismo effettivamente a impatto zero, visto che non consuma elettricità, si presentano grandi limiti; su tutti il fatto che il sistema meccanico può rilevare solo variazioni relativamente significative di pressione ed è limitato nella precisione a causa degli inevitabili attriti generati dal pennino a inchiostro. Necessita poi della sostituzione regolare della carta, del caricamento del meccanismo a orologeria e della verifica dell’inchiostro nella penna.

Il barografo inoltre, rileva certamente la tendenza barometrica, senza però l’intuitività delle indicazioni fornite sui display come frecce ascendenti o discendenti e codici colore (verde per pressione stabile o in aumento, giallo per leggero calo, rosso per rapido abbassamento) e le programmazioni personalizzate. Insomma, bello ma obsoleto.

Torniamo dunque ai modelli digitali. I dispositivi più evoluti integrano anche connessione a rete NMEA 2000, e persino connettività Bluetooth o Wi-Fi per sincronizzare i dati con app dedicate su smartphone e tablet.

Cosa si legge sui barometri digitali. Il dato principale è naturalmente il valore assoluto della pressione, espresso in millibar (mbar) o ettopascal (hPa), unità di misura nella pratica equivalenti. A livello del mare, lo standard è di 1013,25 mbar, con valori superiori generalmente associati a bel tempo e inferiori a condizioni meteorologiche instabili.

Ma, come si accennava, i valori assoluti raccontano solo una parte della storia. Ciò che conta realmente è la tendenza:

– un calo di 1-2 mbar in 3 ore indica un possibile cambiamento del tempo;

– un calo di 3-5 mbar in 3 ore segnala l’arrivo probabile di una perturbazione;

– un calo di oltre 6 mbar in 3 ore anticipa condizioni potenzialmente severe.

Nei barometri elettronici queste informazioni sono rappresentate con grafici che consentono di cogliere elementi significativi a colpo d’occhio. In più questi accessori offrono strumenti di analisi e possono essere personalizzati con allarmi sonori che si attivano al variare della pressione entro un determinato lasso di tempo.

I prodotti sul mercato. L’offerta commerciale di barometri offre opzioni, con un’ampia gamma di prezzi e funzionalità.

È importante sottolineare che ormai i dati barometrici sono contenuti in pressoché tutti i display multifunzione per la nautica da diporto. Strumenti come i chartplotter di Garmin, Raymarine, B&G, Simrad e Furuno integrano di serie sensori barometrici o permettono il collegamento di sensori esterni attraverso le reti NMEA 2000 o proprietarie. Questa integrazione consente di visualizzare le informazioni della pressione insieme a tutte le altre utili alla navigazione su un unico schermo. Ed è su questa integrazione che si gioca la scommessa per il futuro. I dispositivi più recenti comunicano già con chartplotter e radar; nel prossimo futuro saranno integrati con sistemi di intelligenza artificiale e capaci di confrontare i valori rilevati e i dati statistici archiviati per fornire previsioni sempre più accurate e personalizzate in base alla rotta programmata.

Per chi fosse invece interessato a un prodotto dedicato esclusivamente al monitoraggio barometrico segnaliamo a seguire alcuni prodotti.

NASA Marine Meteo Man.  Stazione meteorologica con sensore di vento NMEA opzionale che offre dati meteo fino a 5 giorni, con funzione barometro integrata. Il display principale mostra tra le altre, la temperatura ambientale e la pressione barometrica. Per facilitare la previsione delle tendenze future, può rappresentare un barografo di precisione e un anemografo che mostrano congiuntamente pressione atmosferica e velocità del vento dei cinque giorni precedenti. Include anche un cronometro marino, timer per le regate, e la visualizzazione della temperatura interna e della tensione della batteria.

Vion A4000.2 Barometro elettronico con doppio display lcd: uno per i dati atmosferici e l’altro per visualizzare un grafico della pressione. I dati barometrici sono rappresentati fino a 48 ore con possibilità di zoom sulle ultime 2, 4, 6, 12 e 24 ore. Dispone di un sistema di allerta burrasca che si attiva automaticamente quando rileva un calo di pressione di 3 hPa o superiore in un periodo di 3 ore o meno. Offre la possibilità di impostare allarmi personalizzati per variazioni improvvise di pressione (da 0,5 a 10 hPa) in un periodo da 1 a 6 ore. Può essere alimentato con batterie (4 AA con autonomia di circa 5 mesi), USB o connessione a 12V ed è interfacciabile con altri dispositivi.

 Mintaka Duo. Barografo elettronico di precisione sviluppato da Mintaka Innovations, si distingue per l’innovativo sistema a doppio sensore della pressione atmosferica. I dati storici della pressione possono essere visualizzati con intervalli temporali che vanno dagli ultimi 30 minuti fino agli ultimi 120 giorni. Include numerose opzioni di visualizzazione ed è accompagnato dall’applicazione MintakaCommander (disponibile per Mac e Pc) che permette di visualizzare, esportare e analizzare i dati, aggiornare il firmware e accedere a funzionalità e capacità di integrazione aggiuntive. Esiste anche il modello Mintaka STAR che aggiunge connettività wi-fi e Gps, ulteriormente espandibile con il modulo esterno Starx per la misurazione di umidità relativa e temperatura dell’aria.

Steamrock SB-42. Barometro digitale che si distingue per l’utilizzo di un display e-paper ad alto contrasto leggibile alla luce solare. Rileva e registra i cambiamenti della pressione atmosferica ogni 15 minuti, visualizzando la pressione attuale, un grafico che mostra le variazioni nell’arco di 84 ore e i cambiamenti nelle ultime tre ore. Sotto questo simbolo viene mostrato un valore numerico che rappresenta le variazioni nette nelle tre ore. Con tre batterie AAA è operativo fino a un anno. L’intervallo di misurazione della pressione va da 500 a 1100 mb, rendendolo uno strumento molto versatile, adatto sia per la navigazione che come strumento per l’osservazione meteorologica.

Bohlken Westrland BG1512. Barografo compatto con uscita Nmea sviluppato specificamente per uso marino. Lo schermo lcd visualizza l’andamento della pressione nelle ultime 48 ore, la variazione dell’ultima ora e delle ultime tre ore (alternandole ogni secondo), l’orario e la tensione di alimentazione della batteria di bordo. Offre una funzione di allarme che produce un breve tono ogni cinque minuti quando la diminuzione della pressione supera i -1,4 hPa all’ora. Anche quando è spento, lo strumento continua a registrare la pressione atmosferica memorizzando i dati degli ultimi 28 giorni in una memoria di 256 KBit, con una risoluzione temporale di 5 minuti. I dati sono trasferibili a un PC e sono compatibili con il programma Maxsea. È disponibile anche in versione senza schermo (modello barobox).

ASI DBK2. Barometro di precisione prodotto dalla statunitense Aquatech Scientific Instruments, si presenta come uno strumento versatile per meteorologia, previsioni e ricerca. Utilizza un sensore di pressione Bosch di alta gamma con conversione di temperatura integrata e offre molteplici caratteristiche avanzate: ampio display grafico di facile lettura, interfaccia a cinque pulsanti con controllo della retroilluminazione, supporto per diverse unità di misura, grafici giornalieri e settimanali con possibilità di visualizzare più formati contemporaneamente. Campiona la pressione ogni secondo e può visualizzare pressione al livello del mare, locale e definita dall’utente. Include funzioni di previsione meteorologica, avvisi acustici e visivi per cambiamenti significativi, registrazione delle pressioni massime e minime per giorno, settimana e record assoluto.