Quilla basculante

La quilla basculante es un tipo de lastre para veleros , suspendido de un puntal basculante rígido situado debajo de la embarcación. Este puntal puede girar hacia barlovento cuando la vela está en navegación para contrarrestar la escora. La quilla basculante debe poder pivotar hacia babor o estribor , según la amura del viento.

La quilla tradicional de un yate cumple cuatro funciones:

• el desarrollo de la fuerza lateral del agua para resistir la fuerza aerodinámica lateral de las velas y la superestructura,
• la carga de lastre en alojamiento físico lo más baja posible,
• amortiguación de balanceo para resistir los aportes de energía de las olas y el agua agitada, y
• una contribución a la estabilidad direccional.

La quilla de aleta tradicional, que apunta directamente hacia abajo desde la embarcación, no proporciona momento de adrizamiento cuando el barco está nivelado. Por lo tanto, la fuerza de escora del viento sobre las velas no se contrarresta hasta que el barco se ha inclinado lo suficiente, desplazando la quilla fija hacia barlovento respecto a la línea central. El propósito de la quilla basculante es permitir que el barco navegue más cerca del nivel, lo que genera la máxima velocidad, al girar la quilla hacia barlovento y desarrollar un momento de adrizamiento adecuado para mantener el ángulo de escora del barco lo más cercano posible al nivel.

Gracias a la quilla basculante, que gestiona el lastre, la resistencia lateral y la dirección se pueden controlar de forma independiente con un alerón (o un par de alerones, ya sea a cada lado o en proa y popa ), como por ejemplo las orzas . Esto permite una maniobrabilidad mucho mayor que la de los veleros de quilla tradicionales , con aproximadamente la mitad del peso que normalmente se requiere para el lastre.

La primera patente para un dispositivo de quilla basculante fue otorgada por Douglas Beardy el 8 de mayo de 1900. ^{[ 1 ]}

El primer yate con quilla basculante fue el "Fiery Cross", diseñado por Jim Young (Nueva Zelanda) en 1959. En este dispositivo de quilla basculante, la palanca estaba montada en el interior de la aleta en ángulo y en la parte superior estaba conectada a un eje vertical. Al girar el eje sobre su propio eje, una palanca curvada presionaba contra las paredes internas de la aleta y la inclinaba. ^{[ 2 ]}

Una versión de la tecnología fue inventada y patentada por CBTF Technology en la década de 1990. El primer uso de la quilla basculante en una regata de alta mar fue en la Mini Transat de 1991 en el Fouesnant la Foret número 29 y luego en la Vendée Globe de 1996-97 que Pete Goss completó en un  yate de 50 pies, diseñado por Adrian Thompson, llamado Aqua Quorum . El desarrollo del yate y los eventos de la regata se describen en detalle en el libro posterior de Pete, Close to the Wind . El uso posterior en una competición importante fue en septiembre de 2004, cuando cinco barcos que usaban la quilla basculante en la Maxi Yacht Rolex Cup se colocaron por delante del hasta entonces invicto campeón mundial Alfa Romeo . Alfa Romeo II , diseñado por Reichel/Pugh, cuenta con una quilla basculante y foils gemelos de proa y popa (CBTF).

Una variante de la quilla basculante es la quilla 3D inventada por François Lucas en 1998, que permite el movimiento en tres direcciones (de lado a lado, hacia adelante y hacia atrás, y de lado a lado).

Originalmente utilizadas en grandes maxi yates como el maxZ86 , las quillas basculantes están empezando a aparecer en barcos más pequeños como el Open 60 , y las clases de regatas oceánicas VO70 y Volvo Ocean 65 ^{[ 3 ]} (Volvo Ocean 65), y los aún más pequeños Schock 40 y Classe Mini . El Schock 40 propiedad de Tom Schock perdió su quilla y volcó, lo que ilustra el problema fundamental del diseño complejo de las quillas: sin quilla, la mayoría de los barcos no pueden flotar en posición vertical.

Los barcos de la clase Volvo Open 70 en la Volvo Ocean Race de 2006, que dio la vuelta al mundo, son quizás los barcos más conocidos por usar quillas basculantes para lastre. Mientras que los barcos de años anteriores mostraron una mejora de velocidad de unos pocos puntos porcentuales en cada carrera (la carrera se celebra cada tres años), la clase VO70 está mostrando una mejora de velocidad del 30%. El bulbo de lastre de 6,5 toneladas, que cuelga a más de 4,9 metros (16 pies) por debajo del agua y es capaz de inclinarse hasta 40 grados, produce una tremenda cantidad de momento de adrizamiento (más de 130.000  ft·lbf, o 176.000 N·m con el casco nivelado), lo que permite al barco alcanzar velocidades de más de 30 nudos .

La tecnología actual de quillas basculantes dista mucho de ser perfecta. Un área en particular, las placas que sellan la abertura por donde pasa la quilla, son propensas a las fugas. A diferencia de la caja de una orza o una quilla de deriva, la abertura para una quilla basculante debe permitir un movimiento lateral significativo, lo que requiere juntas deslizantes.

El barco movistar tuvo problemas en la Etapa 4 de la Volvo Ocean Race , a 200 millas del Cabo de Hornos , durante la noche del 2 de marzo de 2006. Se produjo una importante fuga cuando las placas deslizantes que cubrían la abertura de la quilla se cayeron en mitad de la noche. Este era un problema que había ocurrido anteriormente. El pivote de la quilla de popa del movistar se soltó y comenzó a inundar el barco. Se hicieron reparaciones en Ushuaia en el Canal Beagle . ^{[ 4 ]} Más tarde, en la Etapa 7, ocurrió el mismo problema en el Atlántico Norte. Esta vez se tomó la decisión de abandonar el barco, y la tripulación se transfirió al ABN AMRO TWO . El movistar continuó transmitiendo su posición durante varios días, pero una búsqueda aérea no logró encontrar el barco, y se perdió.

En la Velux 5 Oceans Race 2006/2007 (una regata en solitario alrededor del mundo), el yate Open 60 Hugo Boss , patroneado por Alex Thomson, tuvo que ser abandonado en el Océano Austral debido a la rotura de los cilindros hidráulicos que controlaban la quilla, lo que provocó la falla catastrófica de la misma. Cuando esta falla hizo que el yate casi zozobrara, la embarcación fue abandonada; Thomson fue rescatado por su compañero competidor Mike Golding . El 25 de noviembre de 2006, el transpondedor Sat C del barco dejó de transmitir. El casco abandonado fue encontrado varado en las costas de la Patagonia 9 años después. ^{[ 5 ]}

En diciembre de 2016, el Wild Oats XI se retiró de la 72.ª regata Sydney-Hobart debido a la rotura de un cilindro hidráulico. El portavoz de la regata, Bruce Montgomery, declaró que el Wild Oats XI no podía mover su quilla tras la rotura del cilindro hidráulico. «Es el mecanismo que acciona la quilla basculante, que es la quilla que se balancea bajo el barco», explicó. ^{[ 6 ]}

Se rumoreaba que el yate Alinghi, de la clase International America's Cup 2007 , podría haber tenido una quilla basculante. Esto le habría dado ventaja sobre su rival en la America's Cup 2007 , a menos que este último, Emirates Team New Zealand, también tuviera una quilla oscilante. El Comité de la Clase America's Cup, presidido por Ken McAlpine, emitió una resolución el 8 de mayo de 2007 en la que se prohibían específicamente las quillas basculantes y otros apéndices móviles.

En los últimos años, se han propuesto dispositivos de quilla basculante en los que el accionamiento no es una palanca, como antes, sino otro. Uno de estos dispositivos es una quilla basculante con transmisión por cadena, capaz de inclinar la aleta 90 grados o más. El autor de este invento es Boris Kuchukov. ^{[ 7 ]} La aleta y la quilla de lastre deben estar en el aire cuando un yate equipado con dicho dispositivo está en movimiento. En teoría, esto debería aumentar la velocidad del yate.

• Tecnología de doble lámina de lastre basculante
• Quilla basculante en la revista Gizmag
• Informe de NPR sobre la Volvo Ocean Race, 5 de mayo de 2006.
• Información del equipo ABN AMRO VO70 , incluyendo detalles sobre la quilla basculante.
• La quinta edición de los Premios SA incluyó comentarios coloridos sobre varios temas relacionados con las quillas basculantes, incluyendo una fotografía del Schock 40 volcado .