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Francisco Castaño Hernández, Pionero del Freedome®

Francisco Castaño Sr.Durante 23 años, Geométrica ha construido estructuras fuertes y de gran eficiencia en todo el mundo. Pero nosotros no desarrollamos los diseños geodésicos de la nada. Nuestra experiencia se debe, en gran parte, a los pioneros de la tecnología de membranas reticulares.

Entre ellos está Francisco Castaño Hernández, un ingeniero mexicano que inicialmente se especializó en la construcción de cascarones de hormigón en la década de los sesenta y luego expandió sus horizontes a la tecnología de membrana reticular metálica. Francisco Castaño Hernández es padre de Francisco Castaño García, CEO de Geométrica.

Castaño Hernández fue el primero en darse cuenta del potencial del diseño de membrana reticular en formas de doble curvatura y de gran extensión sin columnas. Muchos de los proyectos que construyó son íconos arquitectónicos aún hoy en día, entre los cuales tenemos el Palacio de los Deportes, la cúpula-atrio del Archivo de la Nación, varias torres de agua hiperboloide y el cine Río 70, ente muchos otros.

Los domos, bóvedas y estructuras de gran extensión de Geométrica, han llevado la tecnología de membrana reticular a nuevos niveles en el mundo gracias a sus esfuerzos innovadores.

Palacio de los Deportes en Ciudad de México

Palacio de los Deportes en Ciudad de México

Los inicios
 

Francisco Castaño Hernández fue el mayor de seis hijos. Su interés en la ingeniería fue encendido por su padre, un ingeniero que fabricaba estructuras de lámina delgada para uso como soportes de equipos ligeros en laboratorios y cocinas industriales.  En la fábrica de su padre se familiarizó con las formas extremadamente esbeltas, comunes en hoja de metal. Esta exposición le dio una sensación intuitiva invaluable para apreciar los fenómenos de pandeo en estructuras esbeltas. Durante la realización de sus estudios de Ingeniería Civil en la década del cincuenta se inspiró en los trabajos de Candela, Torroja y Nervi. Escribió su tesis profesional acerca de paraboloides hiperbólicos diseñados en hormigón armado.

Por unos cuantos años después de graduarse del Tecnológico de Monterrey, Castaño Hernández trabajó en grandes constructoras diseñando y construyendo "paraguas" paraboloides hiperbólicos en hormigón para fábricas y espacios de exhibición, y ocasionalmente invitaba a su joven esposa, Reyna García, a disfrutar de la brisa encima de esas construcciones ligeras. 

Cúpulas anteriores

Reyna García disfrutando de la brisa sobre un paraboloide hiperbólico.

A inicios de la década del sesenta, Castaño Hernández conoció a los hermanos Fentiman, quienes habían desarrollado un conector compacto para construir puertas de hangares de aeronaves como "estructuras espaciales". Viendo el potencial de usar estos conectores para construir membranas reticulares, lanzó su propia compañía en una pequeña habitación dentro de un departamento en Ciudad de México. Su idea era la de aplicar la tecnología de "estructuras espaciales" para posibilitar las formas imaginadas por los pioneros de las cáscaras de concreto. Castaño Hernández fue capaz de unir estos dos nacientes avances tecnológicos y establecer las bases para la tecnología Freedome®. Rápidamente se dio cuenta de las increibles ventajas de desarrollar formas estructurales con retículas de elementos tubulares circulares. Era como si los techos colosales que diseñó fueran más ligeros que el aire y parecía que estaban atados para prevenir que se fueran volando.

En 1964, erigió el primer paraboloide hiperbólico en membrana reticular en la Ciudad de México.  Diseñada por el arquitecto Carlos Contreras, el techo es en forma de diamante. Estaba apoyado en los dos vértices mas cercanos entre sí y tenía voladizos de 14 metros en dos direcciones opuestas.

Concesionario Doble Cantilever Auto

Doble voladizo en una concesionaria de vehículos

De Monterrey a Montreal
 

Una primera prueba en la carrera de Castaño Hernández se dio en 1966 cuando se encargó del diseño y construcción de un bello arreglo de paraboloides hiperbólicos para el pabellón de México en la Expo '67 en Montreal. Los arquitectos fueron A. García Corona y L. Fabela. La ingeniería estuvo a cargo de Castaño Hernández y del Dr. Douglas Wright, en ese entonces director del Departamento de Ingeniería Civil en la Universidad de Waterloo.

Desde el inicio fue evidente el enorme desafío que la construcción representaba. Para evitar construir durante el duro invierno canadiense, muchos de los 120 países expositores ya habían terminado sus instalaciones con mucha anticipación a la apertura de la feria en abril. Pero México no adjudicó su contrato sino hasta pocos meses antes de la inauguración. Para cumplir con ese cronograma de locos, la estructura se fabricaría en Monterrey y se transportaría por carretera hasta Montreal. Cuarenta trabajadores mexicanos capacitados montarían el pabellón de acuerdo al recientemente adoptado diseño de Castaño Hernández. El equipo de construcción mexicano estuvo motivado con la idea de ganar salarios canadienses, incluyendo gastos de viaje, ropa de invierno, comida y vivienda. La construcción empezó con una nota optimista en septiembre, a medida que el suave verano se convertía en un colorido otoño.

Chaparro Garcia Dome

Chaparro García izó la bandera.

Luego el clima cambió, como era propenso de suceder por encima del paralelo 45. Los trabajadores, acostumbrados al árido desierto de Monterrey, experimentaron toda la fuerza del crudo invierno de Montreal. Las tortillas se cogelaban aún a pesar de contener un relleno caliente. Las lágrimas, las orejas y hasta las posaderas se helaban, y peor aún, en un escenario completamente expuesto a 20 metros del suelo. En el día más frío de ese invierno, el termómetro marcó -40°C. Todo el trabajo de construcción en la Expo se detuvo.  Precísamente entonces, José "Chaparro" García, soldador y líder natural del equipo, se subió a la mas alta hoja del arreglo de paraboloides, soldó un asta, e izó la bandera mexicana que voló en el helado viento ante la ovación de sus compañeros.

Con los espíritus renovados, el equipo mexicano terminó la construcción unas pocas semanas después, justo a tiempo para la Expo. La exhibición de México abrió a tiempo ante una aclamación generalizada y la reputación de la compañía de Castaño Hernández despegó.

Pabellón Mexicano en Expo '67

El Pabellón Mexicano en la Expo '67, Montreal, Canadá

Crecimiento e Innovación
 

El diseño y la fabricación de membranas reticulares requiere de cálculos, medidas, equipos y herramientas exactos. Ya es lo suficientemente difícil en este tiempo con computadoras de alta velocidad.  Pero allá por la década del sesenta, los "computadores" eran personas, y el diseño de formas arbitrarias iba más allá de lo imaginable. Castaño Hernández desarrolló un sistema de diseño que involucraba la disposición de mapas paralelos de coordenadas representando la geometría de una membrana reticular.

Fábrica Metarsa, Ricardo Sein

Fábrica Metarsa, Arquitecto, Ricardo Sein.

Cada mapa fue diseñado en una "sábana" de papel que a menudo medía 10m2. Usando calculadoras mecánicas, reglas de cálculo y tablas de funciones trigonométricas, algebraicas y logarítmicas, los computadores humanos pegaban las coordenadas, recortadas de las cintas de las calculadoras, en la sábana de papel y luego calculaban las longitudes, los ángulos de corte, torsiones y otros parámetros de fabricación para cada uno de los componentes de la membrana reticular.

El Cine Rio 70

El Cine Río 70 aún entretiene a los cinéfilos de hoy en día.

Para lograr el volumen de cálculos requeridos de los "computadores", ademas de él mismo y sus empleados, se reclutaban amigos, esposa e hijos. Todo se hacía por duplicado e independientemente en cada una de las dos sábanas. Los resultados eran entonces tabulados y revisados exhaustivamente. A pesar de las limitaciones tecnológicas, todo el proceso habría facilmente pasado una moderna auditoría ISO 9001. Las formas resultantes fueron revolucionarias: paraboloides hiperbólicos, domos geodésicos, "gridshells" de formas libres, hiperboloides de revolución. Los pedidos fluían: cines, arenas, salas de exposición, centros comerciales y zoológicos, todos se construyeron en membranas reticulares metálicas. 

Feria en 1970

En una feria a finales de 1970.

El Auditorio de la ciudad de Toluca, México, fue la primera "gridshell" (cúpula de forma libre) y se completó en 1968.  Ganó el premio nacional de diseño de ese año para los arquitectos G. Gallo y A. Azorín.

Auditorio de Toluca

Auditorio de Toluca  

Los conocimientos sobre cáscaras de hormigón de Castaño Hernández le fueron muy útiles para proyectar eficientes tanques elevados de agua. La membrana reticular se volvió cimbra, las placas de acero proveyeron resistencia a la tensión y forma, y el hormigón proveyó resistencia a la compresión en un ligero hiperboloide de revolución. Castaño Hernández colocó docenas de sus tanques en casi todos los estados de México. Algunos se erigieron más altos que edificios de 10 pisos y con capacidad para más de 4 millones de litros de agua.

Torre de agua

Torre de agua

Castaño Hernández también fue el primero en usar domos para almacenar materiales a granel. Aplicó esta tecnología para almacenar granos y agregados en volúmenes anteriormente inimaginables, lo que inició una plataforma comercial sobre la cual Geométrica sigue creciendo aún hoy en dia.

Silo de sorgo de Avicultores

Avicultores, silo de sorgo, 95m de claro.

Paraboloides hiperbólicos se usaron para edificaciones en las sedes de Juegos Olímpicos y Copas del Mundo. Castaño Hernández colaboró con el Dr. Douglas Wright en el diseño de un gran salón de conciertos en Ontario, en los paraboloides hiperbólicos de Candela para el Palacio de los Deportes en Ciudad México y muchos otros proyectos. Aún después de 45 años, en 2013, la entrada del Palacio de los Deportes al concurso "Quality Lasts" (calidad que perdura) de la American Society for Quality, ganó el premio para Geométrica.

Grandes auditorios   

Estadio en Puebla para la Copa del Mundo                                                           Palacio de los deportes

Legado
 

La construcción es un esfuerzo conjunto. Los arquitectos, ingenieros, contratistas y proveedores trabajan en sincronía similar a una orquesta para realizar instalaciones complejas que sirven tanto a sus dueños como a sus usuarios. Los arquitectos dirigen el equipo al ofrecer la visión de la construcción. Los ingenieros y contratistas aterrizan esa visión haciendo uso de tecnologías de punta o mediante el desarrollo de nuevas tecnologías. Y es ahí en lo que Castaño Hernández realizó sus grandes contribuciones.

Equipo   
(Izq.): Dr. Douglas Wright y Francisco Castaño Hernández  (Der.): Harold "Bud" Fentiman, Reyna García y Francisco Castaño Hernández.    c. 1984
 
Aún cuando sus desarrollos tecnológicos no siempre fueron el foco de atención, sus trabajos de ingeniería y construcción permitieron las construcciones intrépidas y ganadoras de premios por reconocidos arquitectos como Candela, Gallo y Azorín, García Corona y Fabela y muchos otros.
 
Premio Pionero Especial

Más tarde en su carrera, en la Tercera Conferencia Internacional de Estructuras Espaciales, el Ingeniero Castaño Hernández fue reconocido por el Centro de Investigación de Estructuras Espaciales en la Universidad de Surrey en Inglaterra como un "Pionero Especial". Este premio se le otorgó en reconocimiento a su increíble contribución al desarrollo de estructuras de retícula espacial. Otros galardonados con ese premio fueron el Dr. Max Mengerinhausen, Prof. Yoshikatsu Tsuboi, Dr. Stéphane du Château, los hermanos Fentiman, Fujio Matsushita y Don Richter.

Castaño Hernández sufrió de una enfermedad que lo obligó a retirarse relativamente joven, lo que no le permitió continuar con su trabajo. Pero su mayor tributo fue su familia. Recibió la inspiración y apoyo de su esposa, Reyna García, que a menudo desempeñó un papel importante en la realización de las estructuras y le permitió a su esposo seguir una carrera global.  Ella crió y educó sus cuatro hijos y una hija, y aún disfruta recibiendo una gran red de hijos, nietos y familiares en su casa en Monterrey, MéxicoFrancisco y Roel.

Sus hijos, Francisco y Roel, siguieron los pasos de su padre y continuaron expandiendo sus innovaciones. Fundaron Geométrica en 1992, y hoy en día, la compañía sigue desarollando la tecnología que inspira a los arquitectos y diseñadores a realizar sus más osadas visiones. Las estructuras de Geométrica se han construido en más de 30 países para un sinnúmero de aplicaciones incluyendo las de protección ambiental, estadios y museos. Las innovaciones se siguen dando en varios frentes incluyendo geometría estructural, un mejor sistema de uniones, nuevo software y gestión de la calidad basado en wiki.

A través de los años la tecnología de domos siguió evolucionando y conllevó al Freedome® — marca registrada de domo de estilo libre de Geométrica. Igual que los domos circulares, los Freedome pueden ser Lamella, Lace™ o Sol™ en patrones superficiales, en retículas simples o dobles. Estas cubiertas también se pueden diseñar con un plano no circular, ofreciendo una libertad completa de diseño a arquitectos e ingenieros en todo el mundo. Usando la fuerza inherente de las superficies doblemente curvas, las Freedomes pueden cubrir extensiones de hasta 300m (más o menos la longitud de tres campos de fútbol) en cualquier terreno, incluyendo pendientes irregulares o áreas de forma arbitraria que requieren de un recinto no convencional.

La pregunta es: "¿Qué puede Geométrica construir para usted? Para conocer más, llene el formulario al final de la página.