De la quilla al foil: la lucha contra la deriva lateral

La quilla en la Edad Moderna no sólo fue un avance técnico, sino un catalizador de la globalización, permitiendo que Europa conectara continentes y estableciera imperios. Su desarrollo refleja el equilibrio entre innovación y necesidad práctica. La quilla, ese elemento sin el que no podemos entender un barco, pieza fundamental en la arquitectura naval que actúa como la «columna vertebral» de una embarcación, ha sido un pilar en el diseño de barcos desde la antigüedad. Sin embargo, su rol se transformó radicalmente con la llegada de la Edad Moderna y la expansión marítima europea (siglos XV–XVII), donde adquirió una importancia decisiva no sólo como soporte estructural, sino como clave para la conquista de océanos desconocidos. Técnicamente, la quilla proporciona rigidez longitudinal al casco, resiste fuerzas de flexión y torsión, y sirve como base para el anclaje de cuadernas y baos, distribuyendo el peso uniformemente a lo largo del eje del barco.

La quilla cumple varias funciones fundamentales. Dota de estabilidad al barco, aportando peso en la parte más baja del barco, reduciendo el balanceo y el riesgo de vuelco. Crea resistencia a la deriva, evitando que el barco sea empujado lateralmente por el viento o las corrientes.; ayuda a mantener el control del rumbo, al facilitar seguir una trayectoria recta y predecible. Además, mejora el rendimiento a vela, permitiendo navegar más cerca del viento –mejor ángulo de ceñida. Sin quilla (o sin un elemento equivalente), un barco a vela sería prácticamente ingobernable con viento lateral. Es evidente que se trata de un elemento estructural clave para la seguridad y el rendimiento de un barco.

La quilla es la clave del dominio de los mares.

Fotograbado de un hombre yurok remando una canoa tradicional yurok en el río Trinity, tomada por Edward S. Curtis entre 1907 y 1930. La canoa está hecha de un tronco de secuoya ahuecado. Las herramientas aborígenes para fabricar canoas incluían un martillo de piedra y un cincel de cuerno de alce. Los yurok habitaron las orillas del río Klamath en el noroeste de California durante aproximadamente 10,000 años. El nombre «Yurok» significa «río abajo» en la lengua de los karoks, una tribu vecina.

Las primeras embarcaciones utilizadas por el ser humano —balsas de troncos, canoas excavadas¹ y pieles tensadas sobre armazones— carecían por completo de quilla. Su flotabilidad se basaba únicamente en la forma del casco y su control dependía del uso de palas o remos. Estas embarcaciones eran adecuadas para ríos, lagos y navegación costera, pero resultaban ineficaces y peligrosas en mar abierto o con viento lateral. La falta de un elemento que ofreciera resistencia a la deriva hacía que el rumbo fuera inestable y difícil de mantener. Este problema se agravó con la aparición de las primeras velas, ya que el empuje del viento lateral desplazaba el barco sin control.

Antigüedad: Egipto, Fenicia y Grecia

En el Antiguo Egipto (alrededor del 3000 a.C.), los barcos que navegaban por el Nilo y posteriormente por el Mediterráneo ya incorporaban una especie de quilla estructural. Consistía en una viga longitudinal inferior que reforzaba el casco. Aunque no era una quilla profunda como las actuaesl, sí representaba un primer paso hacia la mejora de la rigidez y el control direccional.

Barco mercante Fenicio. Durante los años 1500-1000 a.n.e., los mejores navegantes y constructores del mundo antiguo fueron los fenicios, que habitaban en la costa oriental del Mediterráneo. El conocido cedro libanés, que cubría las laderas de las montañas de su país, les proporcionaba magnífico material para la construcción de sólidos barcos marítimos. En el dibujo se observa un barco mercante fenicio, que data del año 1500 a.n.e. Es un barco bastante espacioso con potentes estraves -vigas sólidas en la proa y la popa del barco- y dos remos de popa. A lo largo de las bordas se situaban enrejillados de varillas para proteger las cargas de cubierta. El mástil tenía una vela de cruz con dos vergas arqueadas como las egipcias. Al estrave de proa se sujetaba una gran ánfora de barro cocido para el agua potable.

Los fenicios, grandes navegantes y comerciantes, perfeccionaron esta idea. Sus barcos mercantes y de guerra incluían quillas más definidas, lo que les permitió realizar largas travesías marítimas y mantener rutas comerciales estables por todo el Mediterráneo. Los griegos y romanos heredaron y mejoraron estos diseños. En las trirremes y quinquerremes, la quilla cumplía sobre todo una función estructural, soportando el peso del casco y el espolón de proa, aunque también contribuía a una navegación más estable. La quilla era una pieza de madera robusta —típicamente de roble o cedro libanés, con longitudes de 10-20 metros y secciones transversales de 30-50 cm de espesor— que unía la proa y la popa mediante uniones de mortaja y espiga reforzadas con clavos de bronce. Esta configuración permitía una resistencia a la compresión de hasta 500-1000 kNm², adecuada para navegación en mares relativamente calmados con velocidades de 4-6 nudos.

Edad Media: la quilla como eje del barco

En la Edad Antigua y Media, la quilla ya era esencial en las embarcaciones mediterráneas y nórdicas. Por ejemplo, En el norte de Europa, los vikingos perfeccionaron quillas flexibles y poco profundas en sus drakkars, con profundidades de calado de 0.5-1 metro y construidas en método clinker (tablones solapados fijados con remaches de hierro), lo que distribuía el estrés mecánico y permitía una flexión controlada bajo olas, pero limitaba la capacidad para travesías oceánicas prolongadas debido a un coeficiente de estabilidad metacéntrica (GM) inferior a 0.5 metros

Barco vikingo conocido como Gokstad, conservado en el Museo de Barcos Vikingos de Oslo, Noruega. El barco data de alrededor del año 900 d. C. y se conservó en un enterramiento naval hallado en el fiordo de Oslo. La técnica de superposición de los tablones del casco es claramente visible desde este ángulo.

Durante la Edad Media, la quilla pasó a convertirse claramente en la columna vertebral del barco. En las naves vikingas (siglos VIII–XI), la quilla era una sola pieza de madera larga y resistente, perfectamente integrada con las cuadernas del casco. Esta innovación fue clave para su extraordinaria capacidad de navegación oceánica. Las cocas y naos medievales incorporaron quillas más largas y cascos más altos, adaptados al comercio y a la navegación en mar abierto. Aunque estos barcos no ceñían bien al viento, la quilla les proporcionaba robustez estructural y un rumbo más estable.

Edad Moderna: carabelas, galeones y expansión oceánica

Con la transición a la Edad Moderna, impulsada por el Renacimiento y el afán exploratorio de potencias como Portugal y España, la quilla se convirtió en un componente estratégico para la dominación global. Las carabelas, naos y galeones utilizados en los viajes de exploración incorporaban quillas largas y profundas, capaces de soportar grandes cargas y largas travesías oceánicas. Tomemos como ejemplo las carabelas de Cristóbal Colón en 1492: la Santa María, con una quilla de aproximadamente 20-25 metros de longitud, 1-1.5 metros de profundidad y una sección transversal en forma de «T» invertida (con un alma vertical de 40-60 cm y una base horizontal de 20-30 cm para mayor estabilidad), estaba diseñada para resistir olas atlánticas con alturas de hasta 5-7 metros y vientos variables de fuerza 6-8 en la escala Beaufort. Estas quillas, a menudo construidas con maderas duras como el roble, se extendían desde la proa hasta la popa en una sola pieza o en secciones unidas con pernos de hierro forjado y resina de pino para sellado impermeable, lo que minimizaba el riesgo de fracturas en tormentas al absorber enormes tensiones.

El galeón «Nuestra Señora de la Mar» fue un buque de la Armada española del siglo XVII, construido en Pasajes en 1681, famoso por su naufragio en el Golfo de las Bermudas en 1691. Fue construido en los astilleros de Cantabria (Pasajes) en 1681 y botado en 1687, con un arqueo de 862.5 toneladas y armado con 29 cañones..

El aumento del tamaño de los barcos —de las modestas 50-100 toneladas de desplazamiento de las carabelas medievales a las 500-1000 toneladas de los galeones del siglo XVI— y la complejidad de sus aparejos hizo necesario reforzar la quilla como elemento estructural principal. Los aparejos, con múltiples mástiles (hasta tres o cuatro) y velas cuadradas o latinas que generaban fuerzas laterales intensas de hasta 50-100 kN por mástil, podían desestabilizar el casco si no se contrarrestaban. Para ello, los constructores navales incorporaron refuerzos como cuadernas (costillas transversales de madera curvada al vapor, espaciadas cada 0.5-1 metro) y baos (vigas horizontales de 20-30 cm de sección) que se anclaban directamente a la quilla mediante pernos pasantes y placas de hierro, formando un esqueleto rígido con una resistencia torsional superior a 1000 kNm.

«San Martín» Galeón del siglo XVI construido por los portugueses y que pasó a manos de España con la unión dinástica de 1580. Formó parte de la Armada Invencible y fue uno de los barcos que consiguió regresar a España. Fue el buque insignia del duque de Medina-Sidonia y uno de los barcos que consiguió salvarse de las tempestades y la artillería de la flota inglesa dando la vuelta a las islas británicas. Entrada en servicio: 1580 Astillero portugués, botado en 1579. Baja: 1747. En combate. Características aproximadas del buque: Eslora: 57,3 m. Manga: 9,3 m. Tonelaje: 1.000 toneladas Tres mástiles: Aparejo de cruz en trinquete y mayor y mesana de aparejo latino Tripulación: 350 hombres y 300 soldados. Armamento: 48 cañones. En 1582. bajo el mando de don Álvaro de Bazán, fue la nave capitana en la victoria de los realistas hispano-portugueses en la Batalla de la Isla Terceira en las Azores contra los franceses y partidarios portugueses del Prior de Crato, en el marco de la Crisis sucesoria en Portugal (1580).

En los astilleros de Lisboa y Sevilla, se desarrollaron técnicas como el uso de plantillas estandarizadas para curvar la quilla con radios de curvatura controlados, asegurando una hidrodinámica básica que permitiera velocidades de hasta 8-10 nudos en condiciones favorables. Aún así, el diseño seguía priorizando la estabilidad y la capacidad de carga frente al rendimiento hidrodinámico: los barcos debían transportar cañones (hasta 50 piezas de artillería de 10-20 kg por proyectil), tropas y tesoros coloniales, lo que sacrificaba agilidad por robustez, con un centro de gravedad bajo (a 1-2 metros por debajo de la línea de flotación) para un GM de 1-2 metros. Un galeón como el San Felipe, de la Armada Invencible española en 1588, ejemplifica esto, con una quilla profunda de 2-3 metros que ofrecía estabilidad en batallas navales mediante un momento de adrizamiento de hasta 5000 kNm, pero que lo hacía vulnerable en aguas someras con calados inferiores a 4 metros.

Carraca «São Gabriel»: La carraca portuguesa São Gabriel, el buque insignia de la flota de Vasco da Gama en su primer viaje a la India entre 1497 y 1499. La carraca era un tipo de barco de vela grande y robusto utilizado entre los siglos XIV y XVI, ideal para viajes de larga distancia y exploración. Las carracas como la São Gabriel fueron fundamentales durante la Era de los Descubrimientos, utilizadas por potencias marítimas como Portugal para el comercio y la exploración. A diferencia de las carabelas, que eran más ligeras, las carracas eran más grandes y pesadas, diseñadas para transportar grandes cantidades de carga y tripulación en viajes transoceánicos.

Esta priorización no fue accidental; respondía a las demandas de la era de los descubrimientos. Exploradores como Vasco da Gama (1498) o Fernando de Magallanes (1519-1522) dependían de quillas que resistieran el escorbuto de las tripulaciones, las corrientes impredecibles (como la Corriente del Golfo con velocidades de 2-4 nudos) y los impactos con arrecifes desconocidos, absorbiendo energías de colisión de hasta 100 kJ. La quilla también jugaba un papel importante en el lastrado: se colocaban lastres de piedra o plomo (hasta 20-30% del desplazamiento total) en su base para bajar el centro de gravedad, mejorando la resistencia al vuelco. Sin embargo, las limitaciones técnicas persistían: las quillas de madera eran propensas a la podredumbre por gusanos marinos (teredo navalis), lo que llevó a innovaciones como el forrado con cobre en el siglo XVII (espesor de 0.5-1 mm para protección galvánica).

Siglos XVIII y XIX: los primeros cálculos hidrodinámicos

Durante los siglos XVIII y XIX, la arquitectura naval comenzó a apoyarse en principios científicos. Se realizaron los primeros estudios sobre estabilidad, centro de gravedad y resistencia al avance. La quilla empezó a diseñarse no solo como estructura, sino también como elemento hidrodinámico. En esta época surgieron las primeras quillas con lastre claramente diferenciado, especialmente en veleros de recreo y regata tempranos. El uso de hierro y posteriormente acero permitió concentrar peso en la parte inferior del barco, mejorando notablemente la estabilidad.

HMS Warrior: fue el primer buque acorazado (ironclad) británico, y fue uno de los primeros barcos de guerra blindados con casco de hierro. Se construyó como una respuesta al buque francés La Gloire. Desplazamiento: 9210 t; Eslora: 127,4 m; Manga: 17,7 m;Calado: 8,2 m; Aparejo: fragata; Armamento: 26 cañones rayados Armstrong de avancarga de 68 libras; 10 cañones rayados Armstrong de retrocarga de 110 lb; 4 cañones rayados Armstrong de 40 lb; Propulsión: 1 máquina a vapor horizontal de simple efecto Penn Jet-Condensing. 1 hélice; Velocidad: 13 nudos a vela; 14 nudos a vapor; 17,5 nudos combinado; Autonomía: 2100 mn; Tripulación: 705 tripulantes

La quilla experimentó una transformación radical con la introducción de materiales metálicos. Los barcos de vapor y hierro, como el HMS Warrior de 1860, reemplazaron las quillas de madera por estructuras de acero soldadas (con resistencias a la tracción de 400-500 MPa), que ofrecían mayor longitud (hasta 100 metros) y resistencia sin las limitaciones orgánicas, permitiendo esloras de 200-300 metros en buques posteriores. Esto permitió diseños hidrodinámicos optimizados, con quillas bulbosas que reducían la resistencia al agua en un 10-15% mediante la minimización de ondas de proa, según principios de la ecuación de Bernoulli.

William Froude (1810–1879)

Considerado uno de los padres de la arquitectura naval moderna, William Froude fue pionero en el estudio científico de la resistencia hidrodinámica y la estabilidad de los barcos. Aunque no diseñó quillas concretas, sus experimentos con modelos a escala sentaron las bases para entender cómo la forma de la quilla influye en la deriva y el comportamiento del casco. Sus trabajos permitieron, por primera vez, comparar distintos perfiles de quilla de forma objetiva.

Siglo XX: quillas modernas y especialización

A lo largo del siglo XX el diseño de las quillas de los veleros pasó de la quilla corrida pesada y lenta a apéndices de alta relación de aspecto (aleta, bulbo, alas, dobles y retráctiles) que buscaban más ceñida, menos resistencia y menor calado. Diseñadores como Nathanael Herreshoff, Olin Stephens, Doug Peterson, Germán Frers o Bruce Farr estuvieron en el centro de esa transición, impulsados por los grandes circuitos de regatas y por la náutica de recreo en serie. A comienzos de siglo dominaban los veleros de desplazamiento pesado con quilla corrida, muchas veces con casco de madera o acero, inspirados en pesqueros y yates de crucero clásicos. La prioridad era la robustez y la estabilidad de rumbo, no la velocidad ni el calado reducido.

«Dilemma» Nathaneal G. Herreshoff es famoso por sus espectaculares diseños de la Copa América, los ganadores de la Copa durante casi 40 años, entre 1893 y 1934. Sin embargo, la prolífica producción de Herreshoff -casi 2000 diseños- consistió en el diseo muchos yates más pequeños que presentaban grandes innovaciones que tuvieron un impacto duradero en el diseño de yates. Entre ellos se encontraba su propio yate de carreras de madera de 38 pies, el «Dilemma», botado en 1891. Fue el primero en instalar con éxito una quilla de aleta radical, hecha de una aleta de acero con un bulbo de plomo. Fue la primera vez que un diselador se desviaba por completo de la tendencia de la época: líneas de casco para minimizar la superficie mojada incluso con el barco escorado, un timón de pala y, por primera vez, una quilla con bulbo de plomo. El «Dilemma» fue toda una referencia y un adelanto para su tiempo y marcó el camino.a seguir por las nuevas generaciones de veleros. Todos los yates de competición de la época de «Dilemma» contaban con quillas pesadas que recorrían toda la eslora del barco. El diseño de Herreshoff y su quilla de aleta, centrabatodo el peso en un bulbo en la base. También retrasó el timón desde el borde de fuga de la quilla para que el barco respondiera mejor a la dirección. El «Dilemma» ganó todas las regatas en las que participó, y los diseñadores de yates rápidamente comenzaron a emular el diseño de Herreshoff.

Nathanael Herreshoff (1848–1938)

Herreshoff revolucionó el diseño de yates a finales del siglo XIX y principios del XX. Introdujo quillas más profundas y eficientes en yates de regata, separando claramente la función estructural del casco y la función de lastre de la quilla. Fue uno de los primeros en experimentar con quillas más estrechas y con el peso concentrado en la parte inferior, anticipando el concepto moderno de quilla de aleta.

Desde los años 20–30 aparecieron las primeras quillas de aleta “modernas” con lastre concentrado en un apéndice relativamente corto, como la diseñada para el «Dilemma» de Herreshoff en 1891, que marcó el inicio del concepto de quilla de aleta (fin keel). Tras la Segunda Guerra Mundial, la consolidación de las reglas de medición (RORC, luego IOR) y los avances en metalurgia y laminados permitieron reducir superficie mojada y aumentar la relación de aspecto de la quilla, pasando del esquema “quilla + timón integrado” a “quilla de aleta + timón separado”. En la segunda mitad del siglo se generalizan la quilla de aleta profunda con bulbo, los experimentos con alas, las quillas dobles y los sistemas retráctiles, primero en barcos de regata y luego en crucero-regata y producción en serie.

Tipos de quilla de veleros de recreo a lo largo del siglo XX

En el siglo XX, con el desarrollo de las competicións a vela y los nuevos materiales, la quilla evolucionó rápidamente. Aparecieron las quillas de aleta, mucho más cortas y profundas, optimizadas para reducir resistencia y mejorar la ceñida. Posteriormente se desarrollaron quillas con bulbo, alas y perfiles hidrodinámicos avanzados, así como quillas móviles (basculantes o retráctiles) en embarcaciones de alto rendimiento. La quilla dejó de ser un simple soporte para convertirse en una pieza de ingeniería de alta precisión.

Quilla corrida

Es una quilla longitudinal que recorre gran parte de la obra viva, formando un bloque solidario con el casco y generalmente con el lastre integrado. Da una gran estabilidad de rumbo y comportamiento “dulce” en mar formado, muy apreciado en cruceros de altura y barcos tradicionales.

El Shannon 38, un ejemplo de quila corrida. Es un velero estadounidense diseñado por Walter Shultz, George Stadel III y George H. Stadel Jr. de G, H. Stadel & Son como crucero . Fabricado desde 1975 hasta 1988

Protege al timón y al eje de la hélice. Al ser una estructura robusta , permite varadas suaves del barco sin producir daños estructurales, lo que la hizo dominante en comienzos de siglo. Como puntos negativos hay que destacar que ofrece una mayor resistencia por la gran superficie mojada, con peor rendimiento en ceñida y en maniobras rápidas que las quillas de aleta posteriores. La quilla corrida implica un radio de giro amplio y respuestas lentas, poco adaptada a la regata moderna y a puertos abarrotados.

Quilla de aleta

Bianca Yachts Sagitta 32 con quilla de aleta

Es un apéndice relativamente estrecho y largo, atornillado al casco, no integrado. Concentra el lastre en su parte inferior y reduce notablemente la longitud de la quilla respecto al casco. Al ser una menor superficie mojada con el mismo calado, reduce la resistencia y mejora la velocidad, especialmente en ceñida. Facilita los virajes, son más rápidos y da una maniobrabilidad mucho mayor, lo que la consolidó en regata y en crucero-regata desde mediados del siglo XX. Ideal para navegación de alto rendimiento y mar abierto, pero es más frágil, necesitando precaución en aguas poco profundas. Exige refuerzos importantes en la zona de unión casco-quilla y la tornillería de que la una al casco puede estar sometida a grandes esfuerzos y ser muy vulnerable a accidentes. Ofrece una menor protección del timón y del eje; una varada violenta puede dañar seriamente la unión o arrancar la quilla en casos extremos.

Quilla de aleta profunda

Es una evolución de la quilla de aleta con mayor calado y relación de aspecto, a menudo con bulbo o zapata concentrada en el extremo inferior (“L” o “T” keels). El centro de gravedad más bajo y el gran momento adrizante, permite cascos más ligeros y velas más grandes con el mismo par de escora. Ofrece un excelente rendimiento en ceñida y a rumbos portantes, con perfiles hidrodinámicos que se comportan como alas muy eficientes.

El elevado calado limita el acceso a puertos y ensenadas , así como navegación costera en aguas poco profundas. Es muy sensible a impactos con objetos flotantes o fondos duros; la concentración de masa en el extremo aumenta Como el peso está lejos del casco, el impacto genera un momento flector muy grande en la unión con el casco pudiendo llegar, en casos extremos, a arrancar parcial o totalmente la quilla, producir fisurasen los laminados y refuerzos interiores, deformar o romper pernos de quilla o llegar, en casos extremos, a arrancar parcial o totalmente la quilla.

Quillas retráctiles

Un Southerly 49 de quilla retráctil apoyado en la playa de East Head, en Chichester, Reino Unido. (Creditos: Michael Austen/Alamy)

Son sistemas que permiten reducir el calado subiendo parte o la totalidad de la quilla (swing keel, lifting keel). Ofrecen múltiples ventajas, como el calado variable: máxima profundidad para rendimiento, mínimo calado para entrar en puertos someros, varar en playas o transporte por carretera. En diseños bien resueltos, la quilla bajada puede igualar o superar el rendimiento de una aleta fija equivalente. Como contrapartida negativa, suelen dependern de una mecánica compleja (ejes, pernos, cajas de orza, hidráulica o cabullería) que requiere mantenimiento cuidadoso y plantea riesgos si falla. Tiene un coste superior y puede suponer una posible pérdida de espacio interior, ya que la caja o el tronco de la quilla invade el volumen del casco.

Quillas dobles (twin keels – bilge keels)

El Macwester 27, diseñado por Jim Roy y producido en el Reino Unido por su empresa Macwester Marine, fue un popular velero de quilla doble, o quilla de sentina (bilge keel) de la década de 1970.

Consiste en dos quillas de aleta relativamente cortas y escoradas hacia el exterior, características de algunos veleros costeros, especialmente en zonas de mareas pronunciadas. Permiten que el barco asiente en seco entre mareas, apoyado sobre las dos quillas y, a veces, el timón, sin volcar ni necesitar cuna. Las de diseño moderno, ofrecen un rendimiento razonablemente bueno y estabilidad aceptable, siendo muy apreciadas por cruceristas de puertos someros en costas donde las mareas son muy tendidas. Tienen la desventaja de un coste de construcción mayor y más trabajo de mantenimiento (especialmente son dos zonas de pernos de unión al casco que hay revisar y duplica las posibilidades de daños esturecturales en caso de golpear contra objetos hunidos o rocas. .En ceñida muy fina pueden ser algo menos eficientes que una única quilla profunda optimizada, y pueden generar ruidos en mar corta y escora fuerte.

Quilla de bulbo

Diseño de quilla de bulbo de Doufur Yachts

Consiste en una quilla de aleta cuyo lastre se concentra en un bulbo en la parte inferior (L-keel o T-keel), reduciendo la altura estructural necesaria y bajando el centro de gravedad. este diseño permite un calado algo menor para el mismo momento adrizante, concentrando el peso muy abajo mejorando la estabilidad sin penalizar tanto la maniobrabilidad. Su punta en forma de huso reduce la generación de vórtices en la punta de la quilla y mejora la eficiencia hidrodinámica frente a una aleta simple sin bulbo.

Sin embargo este diseño aumenta el riesgo de enganchar cabos, redes, boyas., etc. en el bulbo. En varadas accidentales se concentran las tensiones en el bulbo y en la unión con la aleta, lo que exige una construcción y unos pernos de muy alta calidad para garantizar su rigidez estructural ante esta eventualidad.

Quilla de alas (wing keel)

Primer plano de una quilla de ala. La quilla de ala (o bulbo con alas) es una quilla variante de la de aleta, que concentra el peso en una forma de bulbo o «alas» en la parte inferior para bajar el centro de gravedad, aumentando la estabilidad y permitiendo reducir el calado, aunque incrementa la resistencia y puede ser menos cómoda en mar agitado, optimizando velocidad y maniobrabilidad para regatas.

Se trata de una variante de la quilla de bulbo en la que el lastre forma “alas” horizontales o ligeramente inclinadas, muy popular a finales del siglo XX como solución de poco calado con buen rendimiento. Son de calado reducido manteniendo bajo centro de gravedad, lo que combina cierto acceso a aguas poco profundas con buen momento adrizante. Las alas modifican el flujo en el extremo de la quilla, reduciendo vórtices y consiguiendo sensaciones de navegar en un barco más grande en el cabeceo y la marcha. Pero como nada es perfecto, el coste negativo de este tipo de quillas es su gran propensión a enganchar poteras, cabos y basura, especialmente en maniobras o en zonas de pesca. Su limpieza y mantenimiento resultan complicados pues la cara inferior de las alas es difícil de lijar y pintar, y el varado accidental sobre alas puede dañarlas y deformarlas si el fondo no es regular.

Arquitectos navales que influyeron en el diseño de quillas

Uffa Fox (1898–1972)

Diseñador británico clave en la evolución de la vela ligera, Uffa Fox defendió cascos más planos y quillas (u orzas) eficientes y ligeras. Aunque trabajó sobre todo con orzas, sus ideas influyeron directamente en el diseño de quillas finas y perfiles hidrodinámicos optimizados. Su enfoque priorizaba la velocidad, la maniobrabilidad y el control dinámico del barco..

Olin Stephens (1908–2008)

Fundador del estudio Sparkman & Stephens, Olin Stephens fue uno de los diseñadores más influyentes del siglo XX. Sus yates incorporaron quillas de aleta cada vez más eficientes, con perfiles estudiados y lastres optimizados. Stephens contribuyó decisivamente a la adopción generalizada de la quilla de aleta en veleros de crucero y regata, desplazando a la quilla corrida tradicional.

German Frers (n. 1941)

German Frers perfeccionó el equilibrio entre rendimiento y comodidad en yates modernos. Sus diseños destacan por quillas con bulbos bien integrados y perfiles refinados, optimizados tanto para regata como para crucero rápido. Ayudó a popularizar soluciones de alto rendimiento en barcos destinados a armadores no profesionales.

Diseños extremos: quillas basculantes, foils y barcos que parecen de ciencia ficción

En regatas oceánicas como The Ocean Race (antes conocida como la Volvo Ocean Race, a su vez heredera de la Whitbread Round the World Race) las quillas pueden bascular, lo que significa que pueden moverse hacia adelante o hacia atrás en función de la orientación de la embarcación. Esta flexibilidad en diseño permite a los navegantes adaptar sus embarcaciones a diferentes condiciones de viento y mar. Gracias a estas innovaciones, estos yates son capaces de alcanzar velocidades sorprendentes, que superan los 40 nudos, lo que representa un avance significativo en el rendimiento de la navegación a vela.

Volvo Ocean 65, diseño de Farr Yacht Design USA, un barco radical con una larga y profunda quilla pivotante u oscilante. La quilla oscilante (o pivotante) es una pieza fundamental de ingeniería diseñada para maximizar el rendimiento en regatas oceánicas de alta velocidad. Sus principales ventajas incluyen mayor momento Adrizante, pues al inclinar el bulbo de plomo (que pesa 5.241,5 kg) hasta 40 grados hacia barlovento, se genera una fuerza de adrizamiento mucho mayor que con una quilla fija. Esto permite al barco portar más superficie vélica y generar más potencia sin volcar. El sistema ayuda a mantener el barco en un ángulo de navegación más vertical (menos escorado). Esto no solo mejora la eficiencia de las velas, sino que también aumenta la comodidad y seguridad de la tripulación en condiciones extremas. Al permitir que el barco sea más ligero de lo que sería con una quilla fija (que requeriría mucho más peso para el mismo adrizamiento), el VO65 puede alcanzar velocidades de hasta 44 mph (aprox. 38 nudos).

Bruce Farr (n. 1949)

Bruce Farr impulsó el uso de quillas profundas con bulbos pesados en regatas oceánicas y yates de alto rendimiento. Sus diseños demostraron las enormes ventajas de concentrar el lastre en el punto más bajo posible para maximizar el momento de adrizamiento. Sus aportaciones fueron clave en la transición hacia los yates modernos de regata de gran velocidad

En la actualidad, el proceso de diseño de las quillas se apoya fuertemente en tecnologías avanzadas como simulaciones por ordenador (CFD, Computational Fluid Dynamics). Este tipo de simulaciones permiten a los ingenieros y diseñadores prever cómo se comportarán las quillas en condiciones variadas, optimizando su forma y mejorando el rendimiento general de la embarcación. Además, las quillas contemporáneas se fabrican utilizando materiales de alta tecnología, incluidos acero de alta resistencia, plomo optimizado y diversos compuestos, lo que les proporciona una resistencia excepcional y durabilidad.

Diseñadores contemporáneos y Copa América

En las últimas décadas, equipos de diseño multidisciplinares han llevado la quilla a un nuevo nivel. En la Copa América se han desarrollado foils integrados y sistemas hidráulicos complejos. Arquitectos navales como Juan Kouyoumdjian, Guillaume Verdier o los equipos de diseño de la America’s Cup han combinado aerodinámica, hidrodinámica y materiales avanzados, difuminando la frontera entre quilla tradicional y apéndices voladores, como alas (foils) de carbono, diseñadas con perfiles NACA 0012³ para maximizar la generación de sustentación hidrodinámica lo que representa un fascinante cruce entre la navegación tradicional y la ingeniería avanzada, permitiendo alcnzar velocidades de has 50 nudos sobre el mar.

El «Patriot», perteneciente al equipo New York Yacht Club American Magic, que participó en la 37ª edición de la America’s Cup en 2024. Barco de clase AC75, una categoría de monocascos voladores (foiling monohulls) diseñados específicamente para la Copa América. El «Patriot» mide 75 pies (aprox. 23 metros). Utiliza hidroalas (foils) en forma de T que se extienden desde el casco, permitiendo que el barco se eleve por encima del agua cuando alcanza velocidades altas, reduciendo la fricción y permitiendo velocidades de hasta 50-53 nudos (alrededor de 93-98 km/h). El barco es operado por una tripulación de 8 personas que incluyen timoneles, trimadores (que ajustan las velas) y ciclistas (que generan energía pedaleando en ergómetros internos para alimentar los sistemas hidráulicos). El diseño del barco coloca a los tripulantes en posiciones ergonómicas para maximizar la eficiencia durante las regatas. Esta embarcación fue presentada el 7 de mayo de 2024 en Barcelona, España, y se participó en las regatas preliminares y la Louis Vuitton Cup (eliminatorias para challengers). American Magic, representando al New York Yacht Club, buscaba recuperar la copa para Estados Unidos, pero fue eliminado en las semifinales.

A pesar de toda esta evolución tecnológica, es importante destacar que el principio básico detrás de la función de la quilla sigue siendo el mismo que se utilizó hace siglos: proporcionar estabilidad, control y seguridad bajo la línea de flotación. Este principio fundamental ha resistido la prueba del tiempo y continúa siendo la base sobre la cual se construyen las innovaciones en el diseño naval moderno.

Una canoa excavada también conocida como canoa monóxila o piragua de tronco, es una embarcación construida a partir de un único tronco de árbol que ha sido vaciado. Construcción monóxila: El término proviene del griego monoxylon (mono: único y xylon: madera, lo que indica que está hecha de una sola pieza sin ensambles ni quilla. Suelen ser estrechas y alargadas, con extremos puntiagudos y un fondo que puede ser redondeado o plano según la cultura que la fabrique.
Históricamente se han utilizado maderas como cedro, roble, castaño o pino, dependiendo de la disponibilidad regional.
La técnica tradicional de fabricación combina el uso de herramientas manuales y, en muchos casos, el fuego, para el vaciado.
Antes del uso generalizado de herramientas de metal, se encendían fuegos controlados sobre el tronco para carbonizar la madera interior y facilitar su extracción mediante raspado. Para la fabricación mediante tallado se utilizan herramientas como hachas, azuelas y formones para dar forma al exterior y alisar el interior. Algunas culturas ablandan la madera con agua caliente o vapor para ensanchar los bordes de la canoa y darle mayor estabilidad. La canoa excavada está considerada como una de las formas más antiguas de navegación en la historia de la humanidad. Se han hallado restos neolíticos de más de 7,000 años de antigüedad en el Mediterráneo, en yacimiento de La Marmotta. La Canoa Pesse es la embarcación más antigua conocida en el mundo, datada entre el 8040 a. C. y el 7510 a. C.. Las canoas excavadas fueron el medio de transporte fundamental para pueblos indígenas en América (como los mayas o las etnias patagónicas), África y Oceanía. ↩︎
kNm (kilonewton metro) es una unidad de momento de fuerza o torque, que representa la capacidad de una fuerza de 1 newton actuando a una distancia de 1 metro, usada para medir fuerzas rotacionales o torsionales en ingeniería, especialmente en estructuras y mecánica. Desglosando la unidad: kN (Kilonewton): Unidades de fuerza, donde 1 kN es aproximadamente la fuerza ejercida por una masa de 100 kg (1000 Newtons). kN·m (kilonewton metro): Se usa para medir el momento de una fuerza (fuerza x distancia), fundamental en cálculos de vigas, ejes y estructuras. En términos prácticos:
Es una medida de la capacidad para hacer girar o torcer algo, como el torque de un motor o la carga de flexión en un puente.
Ejemplo: Si una viga puede soportar un momento de 1000 kN·m, significa que resiste una torsión significativa, equivalente a la fuerza de 1000 kilogramos aplicada a un metro de distancia. ↩︎
En el diseño náutico, NACA significa National Advisory Committee for Aeronautics (Comité Nacional Asesor para la Aeronáutica). Aunque originalmente era una agencia federal estadounidense centrada en la aviación (el predecesor de la NASA), su investigación sobre formas de perfiles aerodinámicos se convirtió en fundamental para la arquitectura naval.
En un contexto marítimo, NACA típicamente se refiere a los perfiles aerodinámicos NACA o foils utilizados para diseñar superficies submarinas. Estas formas están definidas matemáticamente para optimizar el flujo de fluidos, reduciendo la resistencia mientras proporcionan el levantamiento o la estabilidad necesarios. Las aplicaciones comunes incluyen timones ( Los perfiles NACA -como la serie simétrica NACA 00- son estándar para timones de barcos y yates, asegurando una dirección eficiente y una resistencia mínima). Quillas y orzas: Los diseñadores de veleros utilizan secciones NACA para crear quillas que generan «levantamiento» para contrarrestar la fuerza lateral del viento, ayudando al barco a navegar contra el viento. Hidroalas: Los buques de alta velocidad utilizan estos perfiles para alas submarinas que elevan el casco fuera del agua. Hélices: Las secciones transversales de las palas de las hélices a menudo utilizan geometrías derivadas de NACA para maximizar la eficiencia del empuje. Los foils NACA se identifican mediante una serie de dígitos que describen la geometría del foil: Foils simétricos (por ejemplo, 0012): Comúnmente utilizados para timones; el «00» indica ausencia de curvatura (recto), y el «12» significa que el grosor máximo es el 12% de la longitud del foil (cuerda). Foils curvados (por ejemplo, 2412): Utilizados donde se necesita levantamiento en una dirección principal, como en ciertos diseños de quillas. ↩︎

Para saber más:

Sailboat Cruising: https://www.sailboat-cruising.com/Sailboat-Keels.html
Good Old Boat Design: https://goodoldboat.com/keel-design/
Navi Training: https://navi.training/en/blog/vidy-kiley-parusnoy-yahty-kak-razobratsya
Rustler Yachts: https://www.rustleryachts.com/keel-design-explained/
Bols de Navegantes: https://www.bolsadenavegantes.net/veleros/tipos-de-quilla/

Krabbe significa cangrejo