Así fabrican robots y humanos cámaras de fotos de 5000 euros

Todo empieza con el agua. Y no vale cualquiera. Tiene que ser lo más pura posible porque de ella dependerá que en torno al 50% de cámaras de fotos de todo el mundo cumplan bien con su cometido.

Estamos en Kumamoto, al sur de Japón, un paraíso de agua subterránea en el que no hacen falta plantas purificadoras. Sus 740.000 habitantes fardan de beber «agua mineral natural» del grifo. Gracias al volcán del Monte Aso, el agua subterránea vive un proceso de unos 20 años en el que consigue un equilibrio casi perfecto de calcio, potasio y silicio.

No es casualidad que Sony construyera aquí su gran fábrica de sensores, que abastece no sólo a sus cámaras y smartphones, sino a las de otras empresas como Nikon, Canon o Xiaomi.

La fábrica, en vídeo

Del sur de Japón a todo el mundo

Cerca de Fukushima y Nagashaki y a unos cuarenta minutos de la civilización, nos topamos con varias moles grises con el logo de Sony. En estos edificios, que ocupan lo que unos seis campos de fútbol, se fabrican unos cuatro millones de sensores de cámaras por día.

El trabajador japonés que nos recibe se enorgullece de anunciarnos que la cuenta total ya va por 7.500 millones de sensores. Vamos, que si tienes una cámara de fotos o un móvil, hay bastantes probabilidades de que lleve un sensor hecho aquí.

La localización de la fábrica, como decíamos al principio, no es aleatoria. Aparte de que, según nos dicen, la mano de obra en el sur de Japón es más barata que en la zona de Tokio, el agua de Kumamoto tiene las características ideales para fabricar sensores.

El proceso comienza con grandes bloques de silicio (el segundo elemento químico más común en la Tierra, después del oxígeno), que se cortan en finas láminas como estas:

Esas láminas u obleas son las que se transportan a la fábrica de Kumamoto, donde empieza el proceso de limpieza y tratado de lo que acabará convirtiéndose en un sensor. Una vez recibidas, el primer paso es dejar trabajar a este super robot limpiador:

Básicamente, este robot lo que hace es girar a gran velocidad la oblea mientras se le rocía de agua. Y aquí es donde entra en juego el agua de Kumamoto. Es de vital importancia que sea agua muy pura para no contaminar nuestra oblea. Mientras gira y se baña en el agua, el robot irá moviéndose de dentro hacia fuera para limpiar el silicio.

Una vez terminado, caerá otro chorro de agua y volverá a girar, esta vez para secarse y pasar a la siguiente fase: crear los moldes para los circuitos dentro del silicio. Pero antes hay que llevar las obleas de una estación de trabajo a la siguiente. Por lo delicado del proceso, se encargan unos robots que conectan unas salas con otras y reducen al mínimo el riesgo de contaminación o rotura.

Apenas intervienen humanos en las primeras fases del proceso: los robots tienen las manos «más limpias»

¿Y dónde están los humanos? ¿No trabaja gente aquí? Sí, en esta fábrica hay 2.700 empleados, pero apenas intervienen en estas primeras fases. ¿Por qué? Tiene que ver con el concepto de salas limpias (clean rooms). El enemigo número uno en la fabricación de sensores es el polvo. Una motita puede arruinar el producto final.

Por ello, en la industria se distinguen entre varios tipos de salas limpias y en Kumamoto hay dos de ellas. La principal, o Clase 1000, según el estándar internacional, en la que se permiten 1000 partículas más grandes que 0,5 micras por cada pie cúbico de aire (unos 0,3 metros cúbicos de aire). No hace falta que saques la calculadora: es unas 35.000 veces más limpio que el aire habitual de una ciudad.

Pero en esta fábrica hay unas salas aún más limpias y son en las que operan los robots. Son las Clase 1, lo que quiere decir que no puede haber más de una partícula más grande que 0,5 micras por cada pie cúbico de aire. ¿Sabes cómo de grande es una micra? En este gráfico se recrea el grosor de un cabello humano. Dentro encontramos una mota de polvo y, al lado, una micra:

Lo que se permite en una sala Clase 1 es menos de una partícula mayor que la mitad de una micra. Absolutamente imperceptible para el ojo humano, y difícil de detectar incluso utilizando microscopios.

Bienvenidos a una de las salas Clase 1 de la fábrica de Kumamoto:

Lógicamente, esta foto nos la proporcionó Sony. No pudimos pasar ni acercanos más allá de una pequeña ventana situada a unos cuantos metros de separación.

Sigamos ahora con la ruta. Ya que tenemos la oblea limpia, toca hacerle la huella en la que irán los circuitos del sensor.

Un sensor tarda meses en terminarse

Se hace a través de fotolitografía, un complejo proceso que se repite muchas veces por cada sensor y que consiste en cubrir las áreas designadas con material fotosensible. Aquí el equipo de Sony fue muy críptico y nos dijo que podría alargarse unos meses hasta que a un sensor se le «imprimen» los huecos de los circuitos para que las obleas queden así:

De hecho, Sony omitió muchas partes del proceso y ni siquiera nos dejó fotografiar dentro de la fábrica. Hay mucho secretismo y quieren proteger de la competencia sus métodos y sistemas.

Después vendría el cortado, en el que la oblea acaba troceada dependiendo del tamaño del sensor y, finalmente, el ensamblaje de circuitos. Así, los robots de la fábrica operan en turnos de 24 horas todos los días, sin descanso y sin perder precisión.

Los humanos se encargan de tareas de mantenimiento de máquinas, análisis de datos, vigilancia, etc. Así que, sí, podríamos decir que los sensores de nuestras cámaras los han hecho en buena medida unos robots.

Y la tierra tembló

Pero no todo se puede controlar. Sony es capaz de mantener una sala extremadamente limpia para que sus sensores no se contaminen, aunque lo que pasó en abril de 2016 nadie se lo esperaba.

Primero un terremoto de magnitud 6,2 en la escala de Richter y, dos días después, otro más grave, de 7 grados. El epicentro de este último se situó tan solo a 20 kilómetros de la fábrica de Sony y los resultados fueron devastadores para las instalaciones.

Afortunadamente no hubo que lamentar víctimas, pero las salas limpias y buena parte de los robots y máquinas de la fábrica quedaron inutilizadas. Lo grave del asunto es que esta es la única fábrica que Sony tiene en todo el mundo para abastecer a sus numerosos clientes y, por tanto, fue terrible para su negocio.

La de Kumamoto es la única fábrica del principal abastecedor de sensores en el mundo

Para minimizar las consecuencias y aún con el miedo en el cuerpo del segundo temblor, todo el personal de la fábrica se movilizó en turnos de 24 horas para volver a poner en marcha la planta. Según nos cuentan, lo consiguieron en tres meses y medio, todo un logro teniendo en cuenta los 40.000 metros cuadrados que había que limpiar, reconstruir, revisar, etc.

Sony tuvo que gastarse 400 millones de dólares para reactivar su fábrica de Kumamoto. Parte del presupuesto se destinó también a tomar medidas preventivas para que, en caso de que vuelva a haber un terremoto, la planta vuelva a estar en marcha en dos meses, casi en la mitad de tiempo.

Impactó ver las imágenes de los terremotos desde allí mismo, en una fábrica ya 100% operativa.

Esamblaje tropical

¿Y qué viene después de fabricar los sensores? Claro, meterlos en la cámara junto a todo lo demás. Para conocer este último proceso nos fuimos al sur de Bangkok, a la fábrica de Chonburi, una de las dos que tiene Sony en Tailandia. Aquí se ensamblan todas las partes de las cámaras y se prueban para comprobar que todo funcione correctamente. De hecho, si todo sale bien, van directas a la caja que llega a las tiendas.

De esta planta salen modelos como la Sony A9, A7RII o la A6000 (la que más fabrican por su éxito en el mercado), así como los objetivos de la serie GM (los más «premium» de Sony para sin espejo), los que producen para Carl Zeiss o incluso cámaras de videovigilancia o equipos de audio para coches.

Al llegar al recibidor nos dan una buena noticia. A diferencia de Kumamoto, en esta fábrica sí vamos a poder tomar fotografías y vídeos, pero sólo donde nos especifiquen. Nos ponemos unos zapatos especiales para no conducir la energía estática, el mismo chaleco azul que llevan los empleados y fuimos para dentro. El gorrito sólo era para una zona concreta de la visita, y, aunque cueste creerlo, no era para la cocina.

De todas maneras, a pesar de que nos dejaron desenfundar nuestras cámaras, Sony se guardó también muchas partes del proceso para mantener el secretismo, así que lo que aquí contamos no es más que un somero resumen de lo que en verdad consiste todo el proceso.

Sea como sea, en esta fábrica también hay muchas áreas automatizadas con robots. Hay algunas tareas que requieren manipular partes que son la mitad de pequeñas que un grano de arroz o procesos que requieren de mucha velocidad para ser eficientes, así que las máquinas son imprescindibles aquí también.

No obstante, hay más empleados que en Kumamoto. El número en esta planta de Chonburi asciende a 4000 trabajadores, que están involucrados sobre todo en el proceso de pruebas, calidad y embalaje.

Nos contaron numerosas maneras que tienen para asegurarse de que la calidad de las cámaras llega a sus estándares: desde mirar cómo se comporta en altas y bajas temperaturas, humedad, que la caja de la cámara aguante bien golpes, que no carguen electricidad estática, cómo responden ante simulaciones de presión de dedos, etc.

Escogen una muestra del 5% de todas las cámaras que producen para someter a estas pruebas. Esto es así, según Sony, porque es el número representativo de cada hornada de cámaras.

Prueban exhaustivamente el 5% de las cámaras producidas; el resto lo supervisan con big data

De hecho, nos confirmaron que usan el big data para predecir los errores incluso antes de que sucedan. Emplean un sistema de monitorización que analiza datos y los cruza con diferentes variables para saber el estado de las máquinas, si han tardado más de la cuenta en terminar una tarea, niveles de temperatura, etc.

El porcentaje de error que tiene actualmente está fábrica se sitúa en menos de un 1%, lo que quiere decir que son cámaras con algún defecto que se acaban destruyendo y que sirven para detectar dónde se produjo el fallo. Vimos el software de una de estas máquinas (no nos dejaron fotografiarlo), en el que se indicaban con colores algunos de los diferentes errores: «soldadura pobre», «falta una parte», «componente al revés» o «mala alineación».

Hay trabajadores que se dedican a hacer fotos con las cámaras para comprobar que funcionan bien

Por otro lado, hay una parte del proceso de testeo de calidad que es absolutamente manual. Tanto es así, que hay empleados que se dedican a tomar fotografías con las cámaras para comprobar que el zoom vaya bien, que el sensor responde o que los botones funcionan.

Aunque parezca un trabajo apasionante, estar 8 o 10 horas todos los días haciendo las mismas pruebas a diferentes cámaras no suena muy motivador (para eso la fábrica tiene una agenda de actividades mensuales para que los trabajadores estén animados; desde fiestas pasando por deportes hasta visitas culturales). Además, nos confirmaron que sólo lo hacen con un 5% de las cámaras, que representan hornadas de cámaras concretas. Si encuentran un error en la hornada con tal número de serie, ya saben que hay probabilidades de que el resto tengan también algún problema.

El último paso es meter la cámara en la caja que llega a las tiendas que, después de tantos procesos complejos, parece un proceso milenario: se hace raro ver a una persona hacer la tarea que seguro que podría hacer un robot.

Desde luego, ver de cerca cómo un trozo de silicio llega a la fábrica y apreciar en lo que se convierte hasta que una persona acaba introduciendo todo con cuidado en la caja, da otra dimensión a esos 5.000 euros que te cobran por el cuerpo de una cámara como la A9. Siguen doliendo en el bolsillo, pero lo ves de otra manera.

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