100 años de innovación en Heerbrugg

Author: Eugen Voit

La empresa "Heinrich Wild, Werkstätte für Feinmechanik und Optik" fue fundada en Heerbrugg, Suiza, el 26 de abril de 1921. Después de algunas décadas, esta compañía se convirtió en la empresa con reconocimiento mundial Leica Geosystems AG, que se ha convertido en un bloque esencial del grupo de tecnología de Hexagon. El fundador y maestro innovador Heinrich Wild revolucionó la topografía con instrumentos más pequeños, más prácticos y más precisos. En repetidas ocasiones Heerbrugg ha sido la fuente de grandes innovaciones, como el primer distanciómetro optoelectrónico en 1968; el primer teodolito electrónico con registro de datos digitales en 1977; el primer sistema de topografía basado en señales GPS en 1984; el primer nivel digital en 1990; el primer distanciómetro láser manual en 1993; el primer sensor de imágenes aéreas digitales en el 2000 y el escáner láser más pequeño, ligero y fácil de usar en 2019. ¿Cuál fue la receta para el éxito en esta historia de cien años de innovación?

Un comienzo difícil

La crisis estructural de la industria del bordado a principios de los años 1920 afectó al oriente de Suiza y especialmente al valle del Rin, a tal punto que su impacto en la región sobrepasó al de la crisis mundial diez años después. Ya que los principales proyectos de regulación en el Rin finalizaban en ese momento, se requería generar urgentemente nuevas fuentes de empleo en el valle del Rin.

Después de trabajar para la Swiss Federal Topography, Heinrich Wild había creado el departamento geodésico como jefe de ingenieros en Zeiss-Werke en Jena, Alemania. Ya contaba con una reputación como brillante inventor en el mundo de la topografía. Debido al futuro incierto de la post-guerra y la constante devaluación de la moneda, deseaba regresar a Suiza con su familia. Con planes de diseño de instrumentos geodésicos y fotogramétricos en mente, buscó socios en Suiza para fundar un taller experimental de mecánica de precisión óptica. Recordó a su compañero, el Dr. Robert Helbling en Flums: El propietario de una reconocida oficina de topografía, sería el adecuado para evaluar las necesidades del mercado. Helbling conocia a Jacob Schmidheiny, un industrial del valle del Rin, desde que estudiaron juntos en el ETH. A Schmidheiny le agradó el proyecto. Como un exitoso emprendedor, tenía el propósito claro y el dinero necesario. Heinrich Wild señaló en diversas ocasiones que habría especialistas en mecánica de precisión disponibles en la industria relojera en los cantones orientales de Suiza. Pero el principio rector de Schmidheiny fue claro desde el inicio: Deseaba crear empleos para los habitantes del valle del Rin.

El 26 de abril de 1921, los tres firmaron un contrato para fundar una pequeña empresa bajo el nombre de “Heinrich Wild, Workshop for Precision Engineering and Optics, Heerbrugg.” El nuevo nivel Heinrich Wild comenzó a producirse, pero muchas de sus innovadoras ideas y diseño aún no estaban técnicamente maduras en 1921. Después de un año — incluso antes de vender el primer instrumento — el capital de la empresa se había agotado. En 1923, la empresa recibió una inyección de capital a través de la fundación de "Verkaufs-Aktiengesellschaft Heinrich Wilds Geodätische Instrumente Heerbrugg" (Compañía de venta de instrumentos geodésicos de Heinrich Wild). Esta sociedad anónima proporcionaba créditos y obtenía pedidos de productos a comisión. Sin embargo, debido a los problemas técnicos de producción y a la escasez de especialistas en óptica y mecánica de precisión, la visión de Heinrich Wild de un teodolito universal pequeño y compacto era difícil de llevar a cabo: En 1924, solo se habían completado 27 de los 350 teodolitos T2 que se tenían en mente. Fue hasta 1929 que la empresa tuvo liquidez y pagó un dividendo por primera vez.

Los inventos de Heinrich Wild también sentaron las bases para la fotogrametría. Esto hizo posible generar mapas precisos económicamente, como lo fue el entonces nuevo mapa nacional de Suiza. Muy pronto los fototeodolitos y las cámaras autógrafas y aéreas de WILD alcanzaron reputación mundial.

El taller de pruebas se convierte en una empresa

La modernización de la organización y el establecimiento de una red mundial de ventas por el nuevo director, el Dr. Albert Schmidheini permitió una primera fase de expansión con 250 empleados en 1930. La crisis económica de los años 1930 interrumpió la expansión, pero en 1933, aún permanecían 130 empleados.

La situación política cada vez más amenazante de los años 1930s provocaron una creciente necesidad de instrumentos militares incluso en Suiza. En un tiempo récord, los prototipos de telémetros, visores telescópicos, telescopios onmidireccionales e instrumentos para artillería fueron desarrollados, fabricados y demostrados en Berna. Como resultado de esta exitosa actividad, WILD se convirtió en el principal proveedor del ejército suizo y la expansión comenzó nuevamente en Heerbrugg.

Durante esta segunda fase de crecimiento entre 1936 y 1941, la plantilla de trabajadores aumentó a más de mil empleados. Permaneció en ese nivel hasta 1951 y después continuó incrementándose considerablemente, sobrepasando los 3,000 empleados en octubre de 1961.

El genio de la invención deja la creciente compañía

Alrededor de 1930, Heinrich Wild y su familia dejaron Heerbrugg para instalarse en Zurich. Pocas veces regresó al valle del Rin y la comunicación se volvió cada vez más difícil. En 1933, dejó la compañía e inició negocios por su propia cuenta como inventor y diseñador. Heerbrugg continuó encargándole diseños hasta 1935, cuando firmó un contrato con Kern & Co en Aarau. Siguió trabajando para Kern hasta su muerte en 1951. Sin embargo, el nombre “Wild” permaneció en el nombre de la empresa y en los nombres de los productos hasta 1990, cuando comenzó la etapa de Leica. Para muchos en el valle del Rin, “Wild” sigue siendo sinónimo de la fábrica en Heerbrugg.

Escasez de trabajadores calificados

La contratación de personal en los centros de óptica en aquel momento ayudó a contrarrestar la grave escasez de trabajadores calificados en el sector óptico y de mecánica de precisión, pero el objetivo era contratar y formar habitantes del valle del Rin. En 1921, dos aprendices seleccionados personalmente por Heinrich Wild comenzaron su aprendizaje en Lustenau. Se fundó una escuela especializada en 1924 para proporcionar una formación más completa. En 1930 se convirtió en el Fachschule für Feinmechaniker und Optiker, la Escuela técnica para mecánicos de precisión y ópticos.

La culminación de la época de la ingeniería de precisión

En 1943, los instrumentos de dibujo de WILD llegaron al mercado. El impulso para ello fue nada menos que el teodolito Kern DKM1, que llevaba la inscripción “Construction Dr. H. Wild” a presar de las protestas de Heerbrugg. El teodolito astronómico T4 fue el pináculo de la precisión optomecánica cuando fue lanzado en 1944. Este instrumento permitió una lectura directa de 0.1” con una precisión de ±0.3” — el cual sigue siendo toda una leyenda a día de hoy.

WILD también colaboró con socios internacionales de investigación. En 1952, por ejemplo, la cámara balística BC-4 — desarrollada en conjunto con el Ballistic Research Center en EE.UU. — comenzó su producción. Esta cámara combinaba la alta precisión de medición angular del T4 con la capacidad de alta resolución de los objetivos especiales para imágenes aéreas. Más tarde, la cámara BC-4 también se usaría para la triangulación satelital y por lo tanto, para la construcción del primer sistema de posicionamiento global.

Vuelos ópticos de fantasía

En 1947, WILD continuó siendo pionero en el campo de la microscopía. Los primeros microscopios de investigación producidos en serie en Suiza, el M9 y el M10, fueron lanzados al mercado. Hans A. Traber — quien más tarde se haría famoso por sus programas de historia natural en la radio y televisión suiza — se incorporó a Heerbrugg en 1947 y encabezó el Departamento de microscopia de 1949 hasta 1956.

Gracias a la visión de la directiva y a la reputación de WILD como empleador, la empresa logró atraer a especialistas de alto nivel al valle del Rin. En febrero de 1946, Ludwig Bertele se incorporó a Heerbrugg como Director para el desarrollo óptico. El antiguo especialista para el diseño de objetivos fortográficos de Zeiss-Ikon en Dresden quizás fue el diseñador de óptica más importante en aquel momento. Se le confió el desarrollo de un nuevo tipo de objetivos de alto rendimiento para fotografía aérea. Bajo su liderazgo, la oficina de diseño óptico usó por primera vez un equipo de cálculo eléctrico para diseñar y optimizar los objetivos. El equipo que usaron, el Zuse Z22, fue una de las primeras “computadoras” que se producirían en serie. WILD fue la primera compañía industrial suiza en adquirir este equipo. Con esta calculadora electrónica, fue posible calcular aproximadamente 3,000 superficies refractivas o reflectivas por día. Con el uso de calculadoras mecánicas tradicionales, dos empleados experimentados hubiesen invertido 20 días de trabajo para efectuar dicha tarea.

En la noche del 21 de julio de 1969, la gente de todo el mundo se sentó con la respiración contenida frente a sus televisores cuando los primeros humanos, los astronautas Neil Armstrong y Buzz Aldrin, pisaban la luna durante la misión Apolo 11. La NASA usó varios instrumentos fabricados en Heerbrugg en su programa para llegar a la luna. El T3 se usó para la orientación del sistema de guiado inercial y el T2 para la alineación óptica del módulo lunar LEM durante su construcción. Durante la transmisión televisiva del espectacular vuelo lunar, era posible observar en la pantalla a un astronauta efectuando mediciones de posición. WILD proporcionó el sistema de lentes del instrumento que usó.

Comienza la era electrónica con una colaboración

En 1958, se estableció un departamento de electrónica en Heerbrugg. En el décimo congreso de la «Fédération Internationale des Géomètres” (FIG) 1962 en Viena, se presentó el primer distanciómetro de microondas: Desarrollado en colaboración con la empresa de electrónica Albiswerk Zurich, el Distomat DI50 fue el primer distanciómetro electrónico del mundo con un alcance de medición de 100 metros a 50 kilómetros. Las tecnologías radicalmente nuevas a menudo se introdujeron en la empresa a través de cooperaciones o adquisiciones. En 1963, un Distomat DI50 costaba alrededor de 40 veces el salario mensual de un topógrafo. Las tecnologías radicalmente nuevas a menudo son muy costosas al principio y por lo tanto son accesibles solo para aplicaciones muy especializadas.

La nueva disciplina principal: la optoelectrónica

El primer distanciómetro infrarrojo, el DISTOMAT DI10, fue un desarrollo conjunto con la empresa francesa Sercel (Société d'Etudes, Recherches et Constructions Electroniques) localizada en Nantes, y se presentó en 1968. Este primer distanciómetro de corto alcance revolucionó la tecnología topográfica. Aún no utilizaba un láser, sino la radiación infrarroja de un diodo de arseniuro de galio. Marcó el inicio de la optoelectrónica, la cual se convirtió en una de las principales competencias en Heerbrugg. En el decimocuarto congreso internacional FIG en Washington en 1973, había un gran interés en el nuevo distanciómetro infrarrojo DI3. Se convirtió en el equipo geodésico más vendido, y el nombre DISTOMAT se volvió sinónimo de distanciómetros.

Un Volkswagen de Heerbrugg

En los años 1970, la fotogrametría analógica alcanzó su pico máximo. En 1975, 1,000 restituidores A8 habían salido de la fábrica de Heerbrugg. El A8 a menudo era llamado el “Volkswagen de la fotogrametría.” Pero los desarrollos tecnológicos y la digitalización en particular, terminaron por paralizar el negocio de los restituidores. El procesamiento de imágenes y las ciencias de la computación se convirtieron en las nuevas disciplinas a seguir por la fotogrametría digital.

La innovación requiere excelencia técnica en nuevas disciplinas

Un intensivo intercambio con las universidades fue un motor esencial para la innovación. El Dr Hugo Kasper, previamente profesor de Geodesia en la Universidad Técnia de Brno, se incorporó a WILD en 1948 y se hizo cargo del recién formado Departamento de investigación y desarrollo para fotogrametría. Los restituidores A7 y A8 y el B8 Aviograph fueron desarrollados bajo su liderazgo. En 1961 fue nombrado profesor de Geodesia, especialmente de fotogrametría, en el ETH Zurich. Siguió en contacto con WILD hasta que se jubiló en 1973. En 1955, Hans Tiziani finalizó su aprendizaje en óptica y mecánica en WILD. Después de formarse como técnico y de certificarse como ingeniero mecánico, estudió óptica en la Sorbona y en la Escuela de París de óptica. Se graduó como ingeniero en 1963 y recibió su doctorado del Imperial College en Londres en 1967. De 1968 a 1973, fue el responsable de establecer y gestionar el Grupo de óptica en el Departamento de física técnica del ETH en Zurich. De 1973 a 1978, fue el jefe del laboratorio central de WILD. En 1978 fue nombrado miembro de la Universidad de Stuttgart y dirigió el Instituto de óptica técnica hasta su jubilación en 2002. Actualmente, sigue en estrecho contacto con “su” compañía en Heerbrugg.

Max Kreis, un graduado en ingeniería mecánica del ETH, se incorporó a la oficina de diseño de Heerbrugg en 1932. A lo largo de su carrera profesional, fue un férreo promotor de la educación superior. Como presidente del consejo ejecutivo, en 1968, fue miembro fundador del Instituto de tecnología en Buchs (NTB), que hoy en día forma parte de la Universidad de Suiza oriental de ciencias aplicadas. El Dr. Albert Semadeni, posteriormente presidente del consejo, hizo que se construyera una escuela cantonal cuando fue miembro del consejo cantonal de St. Gallen. La escuela abrió en 1975.

La topografía 4.0 comienza en 1977

El taquímetro infrarrojo completamente automático TC1 se presentó en el decimoquinto congreso internacional FIG en Estocolmo en 1977. La electrónica se encargaba de la medición de distancias y ángulos así como del registro de los valores medidos. Se usaba un cassette para el almacenamiento de datos. Esto marcó el inicio de la era computacional en la topografía. Sin embargo, al principio, la digitalización era un trabajo voluminoso y pesado. Por primera vez, en 1980, el sistema GEOMAP permitió un flujo de datos continuo desde las mediciones geodesicas de campo al plano terminado usando la computadora gráfica interactiva Tektronix 4054.

En diciembre de 1984, la empresa WM Satellite Survey Company estableció una alianza comercial con la empresa Magnavox Government and Industrial Electronics Company en Torrance, California. El nuevo sistema de medición GPS WM101 se presentó a principios de mayo del siguiente año, marcando el inicio de la historia de éxito GNSS que continúa hasta nuestros días.

Wild Heerbrugg – Wild-Leitz – Leica – Leica Geosystems

El período entre 1988 y 2000 estuvo lleno de sucesos en términos de nombres de la empresa, composición y propiedad. La adquisición de Kern en Aarau trajo una gran cantidad de tecnología de medición industrial a Heerbrugg, y hoy en día sigue representando un importante segmento del mercado en el Grupo Hexagon.

Las ideas descabelladas a veces se convierten en productos exitosos

En 1990, el NA2000 — el primer nivel digital del mundo — fue centro de gran atención en el congreso de topografía más importante de EE.UU. en Denver. Fue galardonado con el premio a la innovación en fotónica. La verdadera magia del equipo radica en su algoritmo asociado: Los matemáticos industriales optimizaron el algoritmo de evaluación que funcionaba en un PC para que también ofreciera buenos resultados en un equipo de campo en un tiempo aceptable.

La idea de lanzar una alternativa más precisa que los equipos ultrasónicos y las cintas de medición de acero disponibles en el mercado, basada en toda la experiencia de los distanciómetros complementarios de alta calidad, no fue muy bien recibida internamente. Sin embargo, finalmente el DISTO, el primer distanciómetro láser manual del mundo, sentaba las nuevas reglas del juego. Cuando se presentó en 1993 en la Feria internacional de la construcción BATIMAT en París, este nuevo desarrollo causó gran revuelo y recibió un premio a la innovación.

Todo es digital — flujo de trabajo y entrada en bolsa 

La primera cámara aérea digital, la ADS40 — desarrollada en colaboración con el Institute for Optical Sensor Systems del DLR (German Aerospace Center) — se presentó en el año 2000. El éxito del sensor se debió principalmente a su potente flujo de trabajo, el cual debía ser efectivo, con un procesamiento ágil de grandes cantidades de datos generados durante las operaciones de vuelo. La innovación del software resultaba esencial para lograrlo.

Con la adquisición de la empresa Cyra Technologies de California en 2000, Leica Geosystems fue la primera empresa de topografía en invertir en escaneo láser. Esta tecnología se internalizó rápidamente y tuvo un desarrollo posterior en Heerbrugg. Bajo el lema “Topografía de alta definición,” el escáner láser HDS3000 de la siguiente generación se presentó junto con el nuevo software Cyclone 5.0. En 2006, no solo el desarrollo sino también la producción de escáneres se concentraba en Heerbrugg.

Más fuertes juntos: fusión de sensores

Las adquisiciones complementaron las actividades de innovación de la empresa al ampliar sus soluciones. Esta tendencia se aceleró posteriormente con la adquisición de Leica Geosystems por el grupo sueco de tecnología Hexagon AB en 2005.

Durante los últimos diez años, la adquisición de aproximadamente 40 empresas fortaleció la presencia de la compañía en mercados emergentes e impulsó su expansión en nuevos mercados. En 2013, por ejemplo, la adquisición de la empresa italiana Geosoft estableció las bases para la línea de productos de cartografía móvil Pegasus, que registra imágenes y datos LiDAR en una plataforma habilitada para GIS mientras está en movimiento, lo que permite la captura completa del área circundante. La adquisición de la compañía berlinesa Technet en 2015 agregó soluciones de software GIS para aplicaciones ferroviarias a la línea de productos Pegasus. Con la adquisición de la empresa IDS GeoRadar con sede en Italia en 2016, la empresa obtuvo soluciones para radar altamente competitivas, como sistemas de radar con penetración en el terreno que pueden detectar con precisión tuberías y cavidades subterráneas que no son visibles. En combinación con Pegasus, la infraestructura subterránea se puede enlazar con los datos espaciales registrados sobre el terreno.

CityMapper, el primer “sensor integrado” del mundo para fotografía aérea, con cámaras de reciente desarrollo y sensores láser se introdujo en 2016. Consistía de una cámara multiespectral RCD30 en el centro, cuatro cámaras oblicuas RCD30 en un ángulo de 45° y una unidad Hyperion LiDAR. Fue diseñada especialmente para levantamientos urbanos 3D complejos y formó parte de la solución global RealCity para la creación de modelos de ciudades en 3D.

En 2017, se introdujo el primer GNSS con verdadera compensación de la inclinación. El GS18 T fue el rover RTK GNSS más rápido y de fácil uso del mundo. Actualmente, los profesionales pueden medir puntos más rápidamente y con mayor facilidad, ya que no necesitan sostener más el bastón verticalmente. El desarrollo de un compensador de la inclinación potente ha sido objeto de investigación y desarrollo durante décadas. La solución fue una unidad de medición inercial (Inertial Measurement Unit, IMU) incorporada en la antena GNSS. La IMU registraba los valores de aceleración y rotación y los compensaba con los datos de posición GNSS.

Más pequeño, ligero, sencillo y portátil 

El 18 de noviembre de 2016, el CTO Burkhard Böckem presentó al público el BLK360 en la Universidad Autodesk 2016. El intemporal y elegante escáner láser con su diseño compacto, con un peso de tan solo 1.1 kilogramos, fue el equipo más pequeño, ligero y potente en el mercado. El BLK360 ganó innumerables premios de diseño e innovación. Un equipo especializado llevó este producto al mercado en un tiempo sorprendentemente corto usando los métodos de desarrollo más recientes.

El primer escáner láser portátil de imágenes, el BLK2GO, se presentó en el HxGN LIVE 2019. En tiempo real, mientras el usuario se desplaza, digitaliza habitaciones en 3D usando imágenes y nubes de puntos. La tecnología incorporada SLAM (Simultaneous Localisation and Mapping) permite la determinación precisa de la trayectoria del movimiento mientras captura simultáneamente la geometría del espacio. Y, una vez más, el espíritu de Heinrich Wild se hace presente — “pequeño, ligero y portátil” como el T2.

Además de las aplicaciones relacionadas con la topografía, también se usa cada vez más en otras áreas, como los análisis forenses, la industria del cine y la arqueología — ampliando considerablemente su mercado

100 años y los que vienen

La división Geosystems de Hexagon continuará innovando en sus cinco industrias principales: topografía, construcción, control de maquinaria pesada, minería y soluciones geoespaciales. Pero la gama de posibles aplicaciones para nuevas y emergentes tecnologías también abre nuevos mercados: La tecnología de escaneo móvil 3D y las soluciones de software permiten a los investigadores conservar copias digitales de escenas del crimen o accidentes y también ofrecen nuevas perspectivas para la ciencia, arquitectura y arqueólogía. Láseres, receptores GNSS y estaciones totales permiten a los profesionales de los medios de comunicación y entretenimiento crear réplicas digitales de objetos o ambientes del mundo real para incorporarlos en películas y juegos; los planificadores urbanos usan la misma tecnología para modelar el desarrollo de las ciudades. Las soluciones de auscultación de fácil uso pueden ayudar a los profesionales a detectar riesgos naturales, a facilitar el mantenimiento de edificios o ayudar en la supervisión de recursos en la industria ferroviaria, por citar solo algunos ejemplos.

Hexagon invierte entre 10% y 12% de su volumen de ventas en investigación y desarrollo cada año. Pero el éxito de la innovación también requiere de la cultura corporativa necesaria. Desde la fundación de la empresa en 1921, siempre ha sido importante mezclar las buenas condiciones locales con nuevas ideas traídas de fuera. La diversidad que resulta de la base multinacional de empleados de Heerbrugg — con personas provenientes de 50 países — permite y promueve una cultura de innovación

Para su siguiente capítulo, Hexagon se compromete a poner su inventiva al servicio del desarrollo de tecnología innovadora que impulse la sostenibilidad al mejorar la eficiencia, incrementando la seguridad y reduciendo los residuos. Al incorporar aspectos de sostenibilidad en su proceso de innovación, Hexagon busca reducir las emisiones de dióxido de carbono y combatir el cambio climático, al tiempo que ayuda a los clientes existentes y nuevos a enfrentar sus retos con mayor rapidez, facilidad y de forma más eficiente.