2. Tipos de soportes, principios de grabación, composición, estabilidad física y química, deterioro por reproducción

2.1 Soportes mecánicos

2.1.1 El principio de grabación

Los soportes mecánicos constituyen los más antiguos tipos de soportes utilizados comúnmente para la grabación y la reproducción de audio. El primer sistema de grabación real fue el fonógrafo de cilindro, inventado por Thomas A. Edison en 1877,4 mejorado y comercializado a partir de 1888. Originalmente, pensado como un instrumento de oficina para fines de dictado, se hizo popular para grabaciones académicas de lenguaje y música étnica, de la década de 1890 a la de 1950. Los cilindros también fueron utilizados por la industria fonográfica para la música pregrabada. Sin embargo, este formato tuvo menos éxito comercial que el disco de gramófono y, aunque se siguió usando para grabar, las reproducciones con este tipo de soporte desaparecieron del mercado a fines de la década de 1920. Los formatos mecánicos de disco dominaron el mercado de la música pregrabada desde los inicios del siglo xx hasta la década de 1980, cuando fueron reemplazados por el disco compacto.

En la grabación de un soporte mecánico el sonido, que es una función de la variación de la presión del aire, se transforma en movimientos de una aguja de corte y es grabado en una superficie de un medio rotatorio. Esto se realizó originalmente por métodos puramente mecánicos: el sonido era capturado por un cuerno y movía una membrana en el extremo cerrado del cuerno. La membrana estaba unida directamente, o a través de una palanca, a una aguja de corte que grababa el movimiento de la membrana en la superficie de un cilindro de cera rotatorio o a un disco. En la reproducción del sonido se invierte el proceso: una aguja es movida por el surco modulado y acciona una membrana cuyas vibraciones son amplificadas por el cuerno.

A mediados de la década de 1920 este proceso acústico-mecánico fue reemplazado por un sistema electromagnético en el cual el sonido es transformado por un micrófono en una señal eléctrica que mueve una aguja de corte accionada eléctricamente. La reproducción también fue mejorada con tocadiscos de sistemas eléctricos, cuyas señales amplificadas son convertidas en movimientos mecánicos por una membrana, en un altavoz o en audífonos. Recientemente se ha desarrollado un sistema de reproducción de soporte mecánico de tipo óptico, sin contacto, el cual, sin embargo, por diversas razones no ha logrado mayor aceptación. (Para la recuperación de la señal de soportes mecánicos, véase IASA-TC 04, secciones 5.2 y 5.3.)


4. Este primer “fonógrafo de aluminio” de 1877-1878, que grababa al marcar una hoja de papel metálico envuelta temporalmente alrededor de un cilindro, se diferencia normalmente del posterior “fonógrafo de cilindro”, que grababa al cortar un surco en un soporte cilíndrico permanente.

2.1.1.1 Cilindros

En el caso de los cilindros el surco es cortado en forma helicoidal a lo largo de la superficie. La modulación de la señal del sonido es grabada de manera vertical (“cresta y valle”).


Figura 1: Principio de grabación y reproducción de cilindros.

Existen cilindros instantáneos y por reproducción. La producción de copias del cilindro fue posible mediante un proceso de copiado del máster que permitía realizar un número limitado de cilindros esclavos. Otro proceso fue la producción de réplicas a partir de un negativo galvanoplástico, un tubo de cobre que llevaba el surco “invertido” en la superficie de su lado interno. Estos negativos se utilizaron para hacer moldes de cera o para crear tubos positivos de celuloide (nitrato de celulosa), producidos con vapor a alta presión. El tubo de celuloide era luego estabilizado insertando un núcleo de yeso o de otros materiales.


Figura 2: Cilindros maquilados: de cera (izquierda), de celuloide (centro) y de cera Pathé.

 


Figura 3: Cilindros de maquila: de cera, afectados por moho (izquierda) y un Edison Concert (derecha).

Las variadas composiciones de cera utilizadas para este tipo de cilindros son bastante estables químicamente si se almacenan de manera adecuada. La cera, sin embargo, es altamente susceptible al crecimiento de hongos y, como muchos cilindros fueron almacenados de modo inadecuado en sus primeros años de vida, la infección por hongos (micosis) se encuentra con frecuencia. Los hongos atacan agresivamente la superficie del cilindro y, al parecer, se enfocan en la cera como fuente primaria de alimentación. Además, el proceso de digestión está relacionado con la secreción de ácidos y enzimas, dañando aún más el material de los cilindros. Su eliminación completa es imposible. Por lo tanto, es de gran importancia la prevención de nuevos crecimientos de hongos. La descomposición química también puede ocurrir bajo las mismas condiciones que estimulan el crecimiento de hongos. Normalmente esto toma la forma de “eflorescencia”, que puede confundirse con el moho, pero implica la separación de los materiales constitutivos en la composición del jabón metálico.

La superficie de nitrato de celulosa de los cilindros de celuloide es muy frágil, pero no se ha registrado el deterioro catastrófico como el que ocurre en las películas cinematográficas de nitrato. Mecánicamente, todos los cilindros de cera y los núcleos de yeso de los cilindros de celuloide son en extremo frágiles.

2.1.1.2 Discos de surco ancho (discos de gramófono)

Emile Berliner inventó el gramófono en 1887. El trazo del surco es una espiral en la superficie del disco. Por lo general la modulación de los surcos es lateral, a diferencia del cilindro, cuyo surco es vertical. Solo algunos formatos de disco (Pathé, Edison) tienen surcos de corte vertical. La gran ventaja de la forma del disco, aparte de su facilidad de almacenamiento, es que los negativos galvanoplásticos pueden elaborarse fácilmente y utilizarse para la reproducción por impresión o prensado. Como el número de impresiones es limitado, el primer negativo metálico (“padre”) sirve únicamente como un molde maestro para el positivo metálico (“madre”), que se utiliza para producir un número ilimitado de estampadores de metal (“hijos”), que se emplean como herramientas de prensado para la producción de copias. Este método, establecido a inicios del siglo xx, se sigue usando para los discos de microsurco (vinilos) y para la producción de CD, DVD y Blue Ray DVD.


Figura 4: Principio de grabación de discos de surco ancho y microsurco.

2.1.1.2.1 Discos de surco ancho por reproducción. La mayoría de los discos de surco ancho –llamados discos de shellac (goma laca)– consisten en una mezcla de polvos minerales unidos entre sí por aglutinantes que originalmente contenían resina de goma laca. Estos materiales, en general, son muy estables químicamente si se mantienen en condiciones bastante secas. Sin embargo, son frágiles, pues cuando se caen, se rompen. Además de los discos de goma laca existieron otros tipos de discos, de diferentes materiales, en cantidades muy pequeñas. Estos fueron con frecuencia de menor estabilidad, como por ejemplo los discos Edison Diamond, que son en extremo susceptibles a la humedad.5

2.1.1.2.2 Discos instantáneos. Fueron medios de grabación que tuvieron mucho auge en las estaciones de radio antes de la llegada de la cinta magnética. Estos discos sirvieron para grabar y reproducir señales sin la necesidad de procesos galvanoplásticos y de prensado. Sus superficies son lo suficientemente suaves para permitir el corte del surco, pero lo suficientemente resistentes para permitir cierto número de reproducciones. La mayoría de estos discos son grabaciones únicas. Si bien no son reconocibles por su particular apariencia, casi todos los discos instantáneos pueden identificarse por sus etiquetas escritas a mano o a máquina.

Hay discos homogéneos hechos de un solo material simple como aluminio, zinc, PVC o gelatina, así como discos laminados que están compuestos de un sustrato y una superficie de revestimiento hecha de diferentes materiales y en la cual se realizaba la grabación.

2.1.1.2.2.1 Discos de laca. El tipo de discos instantáneos más difundido es el laminado: el disco de laca o acetato. El revestimiento de laca, que es principalmente de nitrato de celulosa, comúnmente plastificada con aceite de castor o alcanfor, es el que contiene la información. El sustrato que da soporte a la capa de la información del disco, por lo general, es de metal (por ejemplo aluminio o zinc); algunos son de vidrio, cartón o papel.

Los discos de laca pueden ser fácilmente identificables, ya que el material base usualmente se puede ver entre las capas externas de laca, ya sea dentro del agujero central o en el borde del disco (IASA-TC 04,5.2.2.5).

El nitrato de celulosa se descompone constantemente con el paso del tiempo por las reacciones que en él provocan el vapor de agua y el oxígeno. Este proceso produce ácidos que actúan como catalizador en estas reacciones de hidrólisis. Los niveles altos de temperatura y humedad acelerarán aún más estas reacciones. La degradación gradual, aunada a la pérdida de los plastificantes, ocasiona que el recubrimiento de laca se vuelva cada vez más quebradizo y que se vaya encogiendo. Como la laca está unida a un sustrato que no se puede encoger, las tensiones internas dan como resultado el agrietamiento y el desprendimiento de la capa de laca, favoreciendo la pérdida de la capa que contiene el sonido. La inestabilidad mecánica de las bases de cartón o papel a menudo da como resultado superficies irregulares o agrietadas, en tanto que la fragilidad de las bases de vidrio a menudo resulta en discos rotos.


Figura 5: Disco de laca con base metálica en proceso de deterioro, 1990-2001.


Figura 6: Disco de laca con base de cartón en proceso de deterioro (Stig-Lennard Molneryd).

Las tensiones mecánicas son difíciles de detectar. Por tanto, los discos de laca no deben exponerse a tensiones mecánicas o térmicas. Como su esperanza de vida es impredecible, las grabaciones en estos discos deben, inmediatamente, transferirse a archivos digitales antes de que se pierdan.

2.1.1.2.2.2 Otros discos instantáneos. Adicionalmente a los discos de laca, todos los demás discos instantáneos, independientemente de su composición particular, deben considerarse en situación de alto riesgo.


5 Para más detalles sobre los primeros discos de surco ancho, consúltese St-Lauren, 1996.

2.1.1.3 Discos de microsurco (LP, vinilos)

De finales de la década de 1940 en adelante se adoptó un nuevo material para la fabricación de discos impresos: un copolímero de cloruro de polivinilo (PVC) y de acetato de polivinilo (PVA) fue introducido para dos nuevos formatos diferentes. La compañía disquera RCA lanzó un disco de siete pulgadas (17 cm) de 45 rpm de tres minutos por lado; en cuanto a su duración, fue una continuación del antiguo formato del disco de goma laca. Columbia inició el LP de diez pulgadas (25 cm), alargándolo después a doce pulgadas (30 cm), y los dos corren a 33 1/3 rpm. Sus tiempos de reproducción son de 15 y 25 minutos por lado, respectivamente. Este nuevo material, con su estructura casi amorfa, permitió  una representación mecánica de la señal con una calidad mucho más fina, lo que hizo surcos más estrechos, velocidades más bajas y, por lo tanto, hizo posible tiempos de reproducción más largos. La estructura amorfa del plástico también produjo menos ruido en la superficie en comparación con los discos de goma laca.

El copolímero PVC/PVA, coloquialmente llamado “vinilo”, es químicamente muy estable. Con excepción de unos pocos de los primeros discos, un disco de vinilo está en buenas condiciones químicas. El material es comparativamente suave y, por lo tanto, vulnerable al daño por ralladura o abrasión.

Cuando surgieron los discos de microsurco se fabricó un pequeño número de estos mediante moldeado por inyección, usando estireno. Estos discos pueden ser identificados por su ligereza y por su superficie relativamente opaca, a diferencia de la superficie brillante de los vinilos. En cuanto a la reproducción, tienen un nivel más alto de silbido (siseo) en la superficie que los discos de vinilo. No se han observado problemas respecto a la estabilidad sistémica en este tipo de LP.

2.1.2 Deterioro por reproducción

2.1.2.1 Friabilidad general. En todos los formatos mecánicos la reproducción deteriora la forma del surco, hasta cierto punto. En específico, los cilindros y los discos de surco ancho reproducidos en equipo histórico con frecuencia se han dañado por la alta inercia y las fuerzas excesivas de exploración o rastreo de la señal de los viejos mecanismos de lectura. Adicionalmente, las formas de las agujas y los materiales inapropiados, así como el funcionamiento deficiente del equipo, aumentan el daño en el surco. Los discos de microsurco también se deterioran cuando se reproducen en equipo desalineado y/o de baja calidad. Como resultado, la mayoría de los discos mecánicos preservados no conservan la forma original del surco ni la calidad original del sonido. Sin embargo, un equipo cuidadosamente elegido y ajustado, aunado a la manipulación de un experto, permite la reproducción de todos los soportes mecánicos sin mayor perjuicio.6

Los cilindros, los primeros discos de goma laca y todos los discos instantáneos deben ser manejados por especialistas con experiencia. Los contenidos de los discos de goma laca de 1930 en adelante y de los discos de microsurco pueden ser transferidos a plataformas digitales por personal calificado con un entrenamiento especial.

2.1.2.2 Alineación y mantenimiento del equipo. Los brazos del fonocaptor de vástago de los reproductores de discos necesitan una alineación cuidadosa con los siguientes parámetros:

  • Longitud efectiva para minimizar el error (inevitable) del ángulo tangencial de rastreo o exploración (tracking). Error (TTA).
  • Ajuste correcto de la fuerza de rastreo (presión de la aguja).
  • Compensación adecuada de deslizamiento o patinado (antideslizamiento, anti-skating).
  • Ajuste correcto de la altura del brazo del fonocaptor (paralelo al disco durante la reproducción), lo que asegura el ángulo vertical de rastreo (véase IASA-TC 04, 5.2.4, 5.3.4).

Para los brazos del fonocaptor tangenciales la alineación está restringida a la posición de la aguja y a la fuerza de rastreo.

El mantenimiento comprende:

  • Limpieza cuidadosa y frecuente de la aguja.
  • Limpieza ocasional del plato y la banda de transmisión.
  • Brazo del fonocaptor: limpieza ocasional de los carriles guía.
  • Soportes del plato: lubricación ocasional con aceite de baja viscosidad libre de ácido.

Para limpiar componentes de goma y de plástico únicamente debe usarse agua destilada con un poco de detergente suave.

Las máquinas reproductoras de cilindros modernas deben ser alineadas y mantenidas en estricta conformidad a las instrucciones y recomendaciones del fabricante.

Es un imperativo llevar y cuidar los cuadernos o bitácoras de trabajo para cada pieza del equipo y cuidar la documentación de todos los trabajos de alineación y mantenimiento.


6. Incluso los cilindros de cera no se deteriorarán si son reproducidos pocas veces por expertos que utilicen equipos modernos y agujas bien seleccionadas.
La reproducción óptica de soportes mecánicos ha sido explorada por ingenieros durante décadas. Sin embargo, uno de los principales argumentos a favor – evitar el deterioro de los surcos por reproducción mecánica – solo tiene valor teórico. Para la reproducción óptica y su potencial véase IASA-TC 04, 5.2.4.14

2.1.3 Estrategias de acceso a colecciones de soportes mecánicos

Debido a la susceptibilidad de deterioro por reproducción, las estrategias van encaminadas a restringir la reproducción de los soportes mecánicos al mínimo absoluto. Antes de la era digital las colecciones de las radiodifusoras y de las bibliotecas nacionales tenían al menos dos copias de los discos reproducidos masivamente: una de acceso y una “intocable” para la preservación. Las grabaciones únicas en cilindro o discos instantáneos fueron transferidas a cinta magnética, de la que se poseían al menos dos copias nuevamente, una de acceso y otra para preservación. Dichas estrategias deben seguirse hasta que su preservación a largo plazo, a través de la digitalización, pueda completarse (IASA-TC 04). La solicitud de acceso a colecciones que no se han digitalizado en su totalidad funciona como un detonador para priorizar su digitalización.

2.2 Soportes magnéticos

La grabación magnética se inventó en el siglo XIX. Los dispositivos de grabación que empleaban alambre de acero o cinta de acero se utilizaron en menor medida junto con el cilindro y el gramófono. Esta tecnología llegó a ser muy usada en una mayor escala con el desarrollo de la cinta magnética en su forma moderna, en la década de 1930.

2.2.1 Principio de grabación

Un soporte magnético se mueve a través de una cabeza de grabación electromagnética. La cabeza produce un campo magnético que varía según la señal que recibe del dispositivo de grabación. Esta información magnética es “congelada” dentro del soporte magnético a medida que pasa por la cabeza. Las señales grabadas pueden recuperarse corriendo la cinta a través de una cabeza de reproducción o lectura (muchas veces idéntica a la cabeza de grabación), que recoge el campo magnético y lo convierte de vuelta en una señal eléctrica. En las grabadoras analógicas de audio la cabeza es estacionaria. Las señales analógicas de video, así como las señales de audio y de video digital, requieren un ancho de banda mayor que la señal analógica de audio. Esto se logra al aumentar considerablemente la velocidad de grabación. Este incremento en la velocidad no se logra solamente por un movimiento más rápido, pues la cantidad de cinta que se necesitaría sería excesiva. El problema, generalmente, se resuelve con una cabeza rotatoria que escribe a través del ancho de la cinta a alta velocidad, mientras que la velocidad lineal de la cinta es mucho menor.

Es fundamental entender que, con el fin de recuperar óptimamente la señal de una cinta, es esencial un estrecho contacto entre la cinta y la cabeza, razón por la que es importante mantener limpias las cintas y las máquinas, así como las áreas de almacenamiento y manejo (véanse 3.5.1 y la figura 25).

Para las especificaciones de grabación en disco duro, véase 2.2.2.

Mediante el uso del efecto Kerr la información magnética también puede leerse ópticamente. Este principio se emplea con soportes óptico-magnéticos (2.3.1.4). También es empleado en el proceso de recuperación de cintas de respaldo en computadoras de alta densidad. Este principio no se ha desarrollado más allá del nivel experimental en lo que se refiere a la lectura de cintas de audio grabadas de modo convencional.

2.2.1.1. Cintas magnéticas

La grabación de cinta magnética, en su forma actual, fue desarrollada en la década de 1930 por AEG Telefunken y fue introducida para su uso profesional en 1936. Fue ampliamente usada en la radio alemana. Sin embargo, a causa de la Segunda Guerra Mundial su uso se restringió a Alemania. Después de la guerra llegó a Estados Unidos, desde donde se extendió a todo el mundo. A finales de la década de 1940 e inicios de la de 1950 el uso de esta tecnología de grabación se concentró principalmente en las industrias de comunicación y de grabación. No obstante, a partir de la década de 1950 se desarrollaron las grabadoras domésticas de audio, las cuales operaban a velocidades más lentas y empleaban formatos de un medio y un cuarto de pista para reducir los costos de la cinta magnética. Sin embargo, esto fue a expensas de la calidad de grabación. También durante la década de 1950 el equipo portátil de grabación transistorizado estuvo disponible, haciendo posible la grabación de sonido en cualquier lugar del mundo. Esto llevó a una crecimiento acelerado de colecciones de grabaciones de sonido, particularmente en los campos de la documentación cultural, lingüística, antropológica y etnomusicológica. En la década de 1960 se desarrollaron los formatos de casete. De estos, el casete compacto pronto llegó a ser el formato predominante en el mercado y aún sigue vigente.

Además de la cinta magnética, las grabadoras de alambre magnético se elaboraron en Estados Unidos en la década de 1940. Estas también fueron muy populares en Europa en las décadas de 1950 y 1960.


Figura 7: Principio de grabación de una cinta magnética de audio. En esta grabación lineal la velocidad de escritura es igual a la velocidad de la cinta.

Después de varios experimentos, la grabación digital de audio en cinta magnética se introdujo en la década de 1980. Todos estos antiguos formatos profesionales y semiprofesionales son ahora obsoletos. En 1987, la R-DAT (cinta de audio digital de cabeza rotatoria), un formato de casete de grabación digital, se comercializó y adquirió cierta popularidad en los círculos profesionales y semiprofesionales. Sin embargo, desde alrededor de 2005 también se volvió obsoleto. Ahora todos los formatos de cinta magnética están prácticamente en desuso. La grabación de audio, la posproducción y el almacenamiento han llegado a formar parte del mundo IT (tecnología informática) con sus formatos y soportes específicos.

A partir de 1956 la cinta magnética también fue usada para la grabación de video. Varios formatos profesionales de carrete a carrete se desarrollaron y se utilizaron hasta finales de los años setenta. A estos les siguieron formatos profesionales de casete analógico y digital. Para grabaciones domésticas, los primeros formatos de carrete abierto estuvieron disponibles alrededor de 1970, y hacia 1980 se convirtieron en opción de uso común. De estos, el formato VHS sobrevivió hasta hace poco. Para las pequeñas cámaras de video portátiles (handy cams), un sistema de casete de 8 mm se hizo popular (Video8, VideoHi8), que siguió vigente hasta principios de la década de 2000. Los formatos domésticos digitales se introdujeron en 1996. El formato Mini DV predominó en las cámaras de mano portátiles en los inicios de la primera década del 2000, pero también se hizo obsoleto, y fue reemplazado por sistemas de grabación óptica, disco duro y estado sólido (“memoria flash”). El mismo desarrollo para los últimos formatos profesionales de cinta de video sigue en curso.


Figura 8: Principio de grabación magnética de video. Los altos anchos de banda de las señales de video requieren elevadas velocidades de grabación, que son alcanzadas con una cabeza rotatoria que escribe pistas angostas de video a través de una cinta que se mueve a una velocidad lineal mucho más lenta. El principio de grabación de escaneo helicoidal también se emplea para formatos de video digital y R-DAT.

Por consiguiente, el video se ha desarrollado de forma similar al audio. Los formatos específicos de video patentados están siendo reemplazados por formatos de archivo de datos. La grabación, la posproducción y el almacenamiento, así como el audio, han llegado a formar parte del mundo IT.

Algunos formatos de casete de video han sido utilizados solo con el propósito de grabar audio (IASA-TC 04, 5.5.7).

Más allá de los formatos específicos de audio y de video, los magnéticos son los formatos de almacenamiento más importantes en el mundo IT. La cinta magnética representa un papel relevante como medio de respaldo para computadoras, y las unidades de disco duro (HDD) han tenido un crecimiento tremendo en aplicaciones tanto profesionales como caseras. Ambos tipos de soportes se han convertido en eje central para el resguardo profesional de audio y de video. Aunque esta publicación se centra en las cintas de audio y de video tradicionales, los principios básicos que se describen son válidos también para los medios informáticos magnéticos.

2.2.1.1.1 Componentes de la cinta magnética y su estabilidad

La cinta magnética está compuesta por dos capas principales: la película de base y la capa magnética. Además, muchas cintas tienen un revestimiento en la parte posterior para mejorar las propiedades de rebobinado y reducir las cargas electrostáticas.


Figura 9: Capas de la cinta magnética.

 


Figura 10: Secciones transversales de diversas cintas magnéticas de audio. El revestimiento trasero puede encontrarse también en cintas LP y DP (Friedrich Engel).

2.2.1.1.1.1 Materiales con soporte de película. Conforme se fueron desarrollando las cintas magnéticas se utilizaron los siguientes materiales: papel, acetato de celulosa (AC), cloruro de polivinilo (PVC), poliéster (tereftalato de polietileno, PET o PE), así como naftalato de polietileno (PEN).

El acetato de celulosa se usó desde mediados de la década de 1930 hasta que se desvaneció a principios de la década de 1970. Estas cintas pueden identificarse sosteniendo el rollo de cinta a contraluz, pues con raras excepciones es translúcido.

Hay dos procesos de deterioro en las cintas de acetato: uno es el de la hidrólisis, muy investigado en la preservación de películas cinematográficas y ampliamente conocido como el “síndrome del vinagre”(véase 3.1.1). El otro proceso de deterioro es la pérdida de los plastificantes: las cintas afectadas se tornan quebradizas.

Las cintas de audio de acetato, en general, son menos afectadas por estos procesos de deterioro que las películas cinematográficas de acetato. Específicamente, el síndrome del vinagre es hasta cierto punto un problema crítico masivo, que es menos efectivo en las cintas de audio. Aunque la hidrólisis está claramente relacionada con altos niveles de humedad relativa, lo que exige un almacenamiento con baja humedad, estudios anteriores ya publicados (por ejemplo: FIAF, 1.3, 11.2.4, 11.2.11.3) han recomendado niveles medios de humedad relativa para prevenir la pérdida de plastificantes. Esto no ha sido confirmado por estudios más recientes.

Las cintas de audio de acetato también sufren diversas deformaciones geométricas. Ya que un contacto directo entre la cinta y la cabeza es un requerimiento básico para la extracción óptima de una señal, tales deformaciones impiden que el contacto requerido pueda lograrse. Una mayor tensión de la cinta para generar el contacto con la cabeza no es conveniente, pues las cintas se rompen debido a su fragilidad.7

Cabe destacar que los casos severos de ambos tipos de deterioro –hidrólisis y fragilidad– ocurren principalmente en las cintas de fabricación alemana de inicios de la década de 1940, y de modo más generalizado en las cintas de Alemania del Este y de la Unión Soviética que se produjeron en la década de 1960.


 

Figuras 11 y 12: Típica cinta de acetato, quebradiza, antes y después de ser reacondicionada (rebobinada en un carrete): el rollo deforme de cinta puede rescatarse con la ayuda de un Wickelretter (véanse 3.4.2.1 y la figura 24).

Muchas otras cintas de acetato también están afectadas. Sin embargo, es importante señalar que las cintas de acetato de otras fuentes de producción se encuentran en buenas condiciones, flexibles y reproducibles.

Un efecto colateral –y una ventaja– de las cintas de acetato es que se rompen sin estirarse (a diferencia del PET, véase abajo). Generalmente esto permite empalmar las cintas rotas sin que se pierda la señal grabada.

Las cintas de PVC fueron producidas principalmente en Alemania entre 1944 y 1972, y hasta ahora no han sufrido ningún deterioro químico sistemático. Este tipo de cintas no han experimentado pérdida de plastificante y han conservado su flexibilidad. Sin embargo, debido a su conducta electrostática sus propiedades de rebobinado no son óptimas.

Como prácticamente todas las cintas de PVC se produjeron en Alemania, la identificación de cintas profesionales es sencilla por su marca en el reverso. Las cintas de consumo pueden identificarse por la marca en los tramos guía o cinta líder, si es que estos tramos han sobrevivido. En las cintas de PVC es significativa su dúctil plasticidad, lo que es una gran ventaja si se comparan con las cintas de acetato de similar antigüedad.

Además de los experimentos iniciales de grabación magnética en Alemania en la década de 1930, y su uso ocasional después de la Segunda Guerra Mundial, solo muy pocas cintas con soporte de papel se manufacturaron a finales de la década de 1940 en Estados Unidos.

El PET ha remplazado gradualmente a las cintas de acetato y PVC a partir de finales de 1950. Desde entonces se ha utilizado para todo tipo de cintas magnéticas. Mecánicamente es bastante resistente y hasta ahora no se ha observado deterioro químico sistemático en las cintas en soporte PET.8 No obstante, a diferencia de la cinta de acetato, el PET se estira antes de romperse, lo que ocasiona cintas y señales irrecuperables. Esto exige equipos de reproducción de alta precisión y un rebobinado preciso, particularmente cuando la cinta que se va a reproducir es delgada.

Los espesores de los soportes de la película plástica varían entre las 30 micras para la cinta de reproducción de audio estándar, y hasta las 6 micras para las cintas delgadas de casete de audio y de video. Los soportes más delgados de acetato y PVC producidos son cintas de carrete abierto DP (15 micras de espesor), mientras que es posible fabricar soportes más delgados con PET y PEN. El PEN se usa para cintas delgadas de video digital y cintas de computadora para respaldos informáticos.

Con el fin de obtener una unión estable en las capas de pigmento, así como en el revestimiento en la parte posterior, los soportes de película se cubren con capas delgadas (fracciones de micra) de imprimación o primer que aplica el fabricante, o que se incorpora durante la aplicación misma de la capa magnética.

2.2.1.1.1.2 Pigmentos magnéticos. El primer pigmento magnético usado en la década de 1930 fue el hierro carbonilo. Sin embargo, este fue pronto remplazado por un óxido férrico (γFe2O3), que ha sido usado en todas las cintas magnéticas de audio de carrete abierto, en casetes compactos de tipo IEC 1, y en el primer formato de video (cuádruplex de 2 pulgadas). El γFe2O3 es café rojizo y químicamente estable. Debido al tamaño de sus magnetos básicos tenía una capacidad limitada para grabar la alta densidad de información requerida, reduciendo las velocidades de grabación y el ancho de las cintas. Para poder desarrollar cintas más pequeñas capaces de manejar el ancho de banda de las señales de video se empleó, desde inicios de la década de 1970, el bióxido de cromo (CrO2). Esto permitió mayor densidad de información, velocidades de grabación más bajas y cintas más delgadas. El bióxido de cromo y sus sustitutos (óxido férrico ferroso Fe2O4 con impurezas de cobalto) son de color gris oscuro y se han utilizado principalmente en la grabación de video analógico y casetes compactos tipo IEC II. Hasta ahora no se ha observado inestabilidad química. Desde mediados de la década de 1970 se produjeron los casetes de doble capa: una capa de óxido de fierro se cubría con una capa delgada de CrO2 (bióxido de cromo). Estandarizadas como tipo IEC III, estas cintas de casetes mejoraron los índices de la relación señal-ruido (S/N).

El pigmento magnético más reciente está hecho de partículas de hierro puro (MP). Es utilizado para formatos digitales de video, R-DAT y casetes compactos tipo IEC IV. Debido a su naturaleza química es potencialmente propenso a la oxidación. Después de algunos problemas con las primeras cintas de este tipo se desarrollaron métodos que han prevenido, hasta ahora, una oxidación generalizada. Sin embargo, a mediano y largo plazo, las cintas MP, así como las cintas ME (cintas con una capa magnética producida por evaporación al alto vacío) deben considerarse como soportes en situación de alto riesgo. Las cintas MP tienen un color similar a las cintas de cromo, pero con una reflectividad “metálica” en sus superficies.

2.2.1.1.1.2.1 Estabilidad de la información magnética. Un factor en la estabilidad de la información magnética es la coercitividad9 del material magnético. En el curso de su desarrollo se han empleado pigmentos magnéticos cada vez con mayor coercitividad. La coercitividad del carbonilo de hierro es de 150 Oersted (Oe) aproximadamente; las cintas regulares de γFe2O3 están entre los 300 y los 400 Oe; las cintas de CrO2 están normalmente entre los 600 y 700 Oe; y las cintas MP y ME llegan a los 1500 Oe. Para las cintas de grabación de datos la coercitividad puede estar por encima de los 2500 Oe.10

Además de campos externos, las temperaturas más allá del punto Curie (véase 3.2.1.5) y la acción magnetostrictiva pueden desestabilizar la orientación magnética.

La magnetostricción es la desorientación de la alineación magnética por impactos mecánicos. Excepto para las primeras cintas de Fe3O4, este efecto es insignificante. La magnetostricción se utiliza positivamente para borrar señales de ruido producidas por transferencia por contacto de una capa a otra de la cinta magnética [N. del T, a este deterioro se le llama print-through] (IASA-TC 04, 5.4.13).

Contrariamente a los temores generalizados, la información magnética no desaparece con el tiempo. Las cintas magnéticas mantendrán sus propiedades por largos periodos si están correctamente producidas, almacenadas y manejadas.

2.2.1.1.1.3 Aglutinantes de pigmentos. Los pigmentos magnéticos son polvos que necesitan unirse entre sí y en la cinta. En la producción inicial de cintas se utilizó el acetato de celulosa, seguido por copolímeros de poliuretanos. Los aglutinantes antiguos del acetato son la causa de la efusión seca del pigmento (dry pigment shedding) por lo tanto de su pérdida, y son considerados un riesgo, como lo son, en general, las cintas de acetato. La mayoría de las cintas de fines de las décadas de 1950 y 1960 no han mostrado problemas serios de deterioro en sus aglutinantes.

Sin embargo, las cintas de las décadas de 1970 y 1980 sufren frecuentemente de inestabilidad en las capas de pigmentos. Esto se manifiesta como una efusión de la capa de pigmento, formando un depósito pegajoso generalmente conocido como síndrome de derrame pegajoso o sticky shed syndrome (2.2.1.1.2).

2.2.1.1.1.4 Lubricantes. Los revestimientos magnéticos también contienen lubricantes, comúnmente ácidos grasos y ésteres, para minimizar la fricción entre la cinta y las cabezas. El revestimiento actúa como una esponja que libera el lubricante a través de poros. La cantidad de lubricante es mayor para video que para audio debido a las velocidades más altas de grabación y lectura. Los poros y, por consiguiente, una liberación adecuada del lubricante son determinados por el proceso de satinado durante la manufactura. Algunos lubricantes tienden a exudar y cristalizarse en la superficie de la cinta, particularmente el ácido esteárico, a temperaturas menores a 8°C. Esto ocasiona que se atasquen las cabezas de reproducción. El lubricante excedente puede ser removido mecánicamente con la ayuda de temperaturas elevadas. La relubricación mencionada en varios sitios web y en publicaciones debe tomarse con precaución, ya que es imposible dosificar la aplicación de los lubricantes en las cantidades mínimas que realmente se requieren. Los excedentes de lubricante son difíciles de retirar de las guías de la cinta, de las cabezas y del cabestrante, y pueden interactuar posteriormente con otras cintas que se reproduzcan en esos equipos (Schüller, 2014).

2.2.1.1.1.5 Revestimiento en el reverso. Se originó en Alemania con el fin de mejorar el manejo seguro de las cintas con rebordes en los estudios de radio. El revestimiento en el reverso garantiza un rollo en el que la cinta quede ajustada y segura, sin riesgo de que se desenrolle. A partir de la década de 1970 este revestimiento llegó a ser ampliamente aplicado en las cintas de audio y de video. Por lo general, las propiedades de rebobinado aumentan por la aspereza de la cinta delgada y mediante la adición de carbono negro, y este, también, mejora la conductividad y elimina cargas electrostáticas.


7. Sin embargo, varios autores han reportado que la reproducción de cintas quebradizas puede mejorarse si se almacenan un tiempo en condiciones de humedad alta: el vapor restituye por un tiempo la plasticidad perdida. Recientemente se han desarrollado procesos para reproducir cintas quebradizas al refrescar la elasticidad de manera permanente mediante la sustitución de un plastificante (Academia Austriaca de las Ciencias, 2012; Wallaszkovits et al., 2014).

8. En la década de 1990 se discutió un escenario teórico, mismo que quedó interrumpido y no se materializó en la práctica.

9. La coercitividad es la propiedad de un pigmento magnético dado para resistir a cambios de orientación magnética o reorientación (“borrado”). Se define por el nivel de campo magnético que se necesita para la (re)orientación, que se expresa en Oersted (Oe) (Oersted es la unidad de la intensidad de campo magnético en el sistema cegesimal, y recibe su nombre del físico danés Hans Christian Ørsted). Entre más alta la coercitividad, más alta la resistencia de la información magnética a la reorientación (o borrado) por campos magnéticos externos.

10. En la grabación de audio analógico estos diferentes valores de coercitividad han sido la principal razón para la necesidad de ajustar la polarización en cada tipo de cinta.

2.2.1.1.2 El llamado síndrome de cinta pegajosa o sticky shed sindrome (SSS)

A partir de mediados de la década de 1970 con frecuencia se han observado cintas pegajosas y desprendimientos de pigmento. Estas cintas a menudo rechinan durante la reproducción debido a la fricción del pigmento pegajoso y las partículas de aglutinante depositadas en los rodillos guías de reproductores y en las cabezas de audio y de video. Esto obstruye la cabeza y conduce a una pérdida significativa de las altas frecuencias (audio), o a un completo desajuste de la señal (video).

La explicación más frecuente de estos problemas ha sido la hidrólisis de los aglutinantes del pigmento. Ya que este tipo de hidrólisis es reversible hasta cierto punto, las cintas por lo general pueden reacondicionarse para su reproducción exponiéndolas a baja humedad y a temperaturas elevadas (o a una combinación de las dos; véanse los detalles en IASA-TC 04, 5.4.3.4).

Sin embargo, investigaciones recientes11 revelan que hay otras posibles razones que explican el estado pegajoso de las cintas: exudación del primer, excedentes dispersos de agentes de descomposición, exudación del lubricante y, finalmente, dispersión desigual del endurecedor. A excepción de este último, que es irreparable, se puede usar un tratamiento similar al de la hidrólisis del aglutinante: temperatura elevada12 a la par de una limpieza mecánica. Esto ayudará a que las cintas sean reproducibles el tiempo suficiente para transferir su contenido.


11. Schüller, 2014.

12. Las temperaturas empleadas en dichos procesos han variado entre los 60°C (solo para audio) y los 40°C. Puesto que las altas temperaturas pueden deformar mecánicamente las cintas, lo cual es grave en especial para las cintas de video, y puesto que puede incidir negativamente en la vida futura de las cintas, actualmente se sugiere utilizar la temperatura más baja posible que sea efectiva.

2.2.1.1.3 Proceso de producción e integridad individual de una cinta determinada como factores de estabilidad

En tanto que la composición química es una base indispensable, el proceso de producción se considera incluso de mayor importancia para la estabilidad de la cinta: la velocidad en la aplicación del revestimiento, la dispersión apropiada de los componentes, la temperatura y la presión del proceso de satinado son solo algunos de los factores que determinan la estabilidad de las capas de pigmento. Esto puede llevar a un rendimiento diferente de los lotes del mismo tipo de cinta y, a veces, incluso de cintas de un mismo lote.

Adicionalmente, la integridad física de la superficie de la cinta representa un papel importante. Un equipo de reproducción con un mal mantenimiento puede rayar la superficie de la cinta y facilitar, a través de esas abrasiones, la entrada de agentes desestabilizadores, como la humedad.


Figura 13: Pérdida de pigmento, ¿deterioro químico o mala fabricación?


Figura 14: Un caso raro de pérdida total de pigmento. Lo más probable es que se trate de un problema de producción.

Por ello, los análisis químicos tienen un valor limitado para evaluar la calidad y predecir la esperanza de vida de la cinta. Más aún, como la composición y la producción de cintas varían mucho, las recomendaciones y los resultados de una investigación válidos para un tipo de cintas, o incluso solo para un lote, no necesariamente pueden ser extrapolados a otras, y mucho menos a todas las cintas. Por lo tanto, deben tomarse con reserva las declaraciones y recomendaciones hechas por publicaciones basadas en un número limitado de muestras de cintas comunes que ni siquiera hayan sido identificadas (Schüller, 2014).

2.2.1.1.4 Deterioro por reproducción

A diferencia de los soportes mecánicos, las cintas magnéticas modernas bien preservadas pueden reproducirse cientos de veces sin pérdida de calidad mensurable. Sin embargo, una condición para el correcto manejo de los soportes es contar con un equipo de reproducción de última generación bien conservado. Las máquinas viejas o mal conservadas pueden dañar las cintas severamente y hasta destruirlas durante la reproducción.

2.2.1.1.4.1 Alineación y mantenimiento del equipo (solo de reproducción). Los reproductores de cintas magnéticas necesitan una alineación cuidadosa de conformidad con los siguientes parámetros:

  • Posición vertical, azimut, ángulo envolvente de la cabeza de reproducción (siempre que se tenga que hacer un cambio en el ajuste de la cabeza de grabación para compensar errores de esta para una grabación dada); es imperativo que las cabezas se realineen para ajustarse a los niveles correctos inmediatamente después de que se haya llevado a cabo la reproducción.
  • Posición vertical de los rodillos guías de la cinta para asegurar su recorrido horizontal y para evitar la posición asimétrica de los rollos de las cintas en los carretes y otros bujes abiertos.
  • Calibración de la tensión de la cinta en los modos de reproducción y embobinado, particularmente si se van a reproducir cintas de acetato de celulosa quebradizas o delgadas (uso doméstico o amateur).
  • Alineación del amplificador de reproducción de acuerdo con el estándar de velocidad y ecualización (la alineación depende de la cabeza de grabación; por ello, al cambiar la cabeza para diferentes formatos de pistas se requerirá una realineación del amplificador o el uso de un amplificador adaptable a diferentes ajustes).

El mantenimiento comprende:

  • La limpieza de las cabezas y de la trayectoria de la cinta. La frecuencia de la limpieza depende de lo abrasivo de las cintas en uso. Todas las superficies de trayectoria de la cinta deben mantenerse en perfectas condiciones para evitar cualquier ralladura de la superficie (2.2.1.1.3), así como para evitar fluctuaciones de velocidad irregulares y garantizar un contacto liso/parejo de la cabeza con la cinta.
  • Desmagnetizar con frecuencia (diariamente) las cabezas y los rodillos guías (3.7.2.1.1).
  • La revisión completa de la alineación y recalibración cada 50 a 100 horas de reproducción.

Es imperativo llevar una bitácora de cada uno de los equipos y una documentación cuidadosa de todas las tareas de alineaciones y los trabajos de mantenimiento (IASA-TC 04, 5.4).

2.2.1.1.5 Estrategia de acceso a colecciones de cintas magnéticas

Aun cuando, en contraste con los soportes mecánicos, las cintas magnéticas pueden reproducirse cientos de veces sin un deterioro mensurable de la grabación siempre y cuando se use un equipo moderno y bien conservado, hay un riesgo estadístico de que se dañen las cintas por un mal funcionamiento imprevisto del equipo de reproducción. En particular las cintas delgadas de carrete abierto (LP, DP y TP) y todos los formatos de casete son propensos a tales amenazas, raras pero impredecibles. En la era analógica esto ha llevado a la estrategia de copiar cintas originales vulnerables a cintas de estudio de audio de mayor resistencia, y hacer copias de grabaciones de frecuente demanda para ser escuchadas. Ya sea que se disponga de sistemas de almacenamiento digital o no, esta estrategia todavía es válida en la era digital, ya que la mayoría de las grabaciones originales de audio y de video son extremadamente vulnerables. Los CD y DVD han probado ser los medios ideales para copias de acceso, mas no para másters o copias de preservación. Con las colecciones de soportes mecánicos la demanda para su acceso es un indicativo para priorizar su digitalización.

2.2.2 Unidades de disco duro (HDD)

Desde mediados de la década de 1950 los discos duros (hoy comúnmente llamados unidades de disco duro o HDD) se han desarrollado como dispositivos de almacenamiento informático. El prototipo de los discos duros actuales fue la unidad de disco Winchester, elaborado en 1973. Desde mediados de la década de 1980 el desarrollo técnico ha llevado a un incremento constante de capacidades a precios cada vez menores, lo que ha hecho de los HDD el medio principal de almacenamiento para computadoras personales y, en particular, para sistemas de almacenamiento masivo. Este desarrollo también ha hecho que disminuya el uso de discos ópticos grabables como dispositivos de almacenamiento, luego de haber sido populares para guardar contenidos audiovisuales a finales de la década de 1990 y principios de la década del 2000.

2.2.2.1 Principio de grabación y componentes. Las unidades de disco duro consisten en una o más unidades internas de discos rotatorios, normalmente hechos de aluminio, vidrio o cerámica, cubiertos con una capa ferromagnética delgada (10-20 nm) y montados en un perno. Cuando están funcionando, los discos actuales giran a velocidades de entre 4,200 y 15,000 rpm. Una cabeza magnética – por lo general una sola, aunque a veces varias – para cada unidad interna escribe y lee la información de y desde la capa magnética.

La cabeza está montada en un motor impulsado por un brazo activador que permite el rápido acceso a cualquier parte del disco. Para hacer posible la mayor proximidad al disco, evitando dañar la capa magnética, la cabeza está diseñada en una forma aerodinámica que le permite deslizarse en un colchón de aire o de gas que lo mantiene alejado de la superficie. La cabeza “vuela” a una distancia de fracciones de nanómetro (apenas a unas moléculas de gas de distancia de profundidad) de la superficie del disco para poder leer las señales de onda corta. Esta distancia espacial es importante para evitar choques fatales de la cabeza causados por su contacto con la superficie del disco. Por ello, los HDD no deben exponerse a impactos mecánicos mientras están funcionando.

Hasta hace poco la grabación longitudinal era estándar, comparada con la grabación convencional en cinta magnética. Desde 2005 se ha introducido la grabación perpendicular, la cual permite mayor densidad de datos, de tres veces o más que la grabación longitudinal convencional.

Mientras que originalmente rotaban en el aire, las unidades internas de los discos modernos ahora están embebidas en una atmósfera de gas helio. El disco está sellado, lo que lo protege, hasta cierto punto, de cualquier entrada de partículas de polvo. La temperatura es, asimismo, un factor crítico: los fabricantes indican una temperatura máxima de 40-55°C para que el disco funcione de manera segura.

2.2.2.2 Tamaños de los discos. Actualmente los principales tamaños de las unidades de disco duro son de 3.5 y 2.5 pulgadas. Los discos más pequeños, desarrollados para computadoras portátiles, son de menor tamaño y están desapareciendo, si no es que ya son obsoletos, y están siendo reemplazados por memorias en estado sólido.

2.2.2.3 Esperanza de vida. La esperanza de vida (LE) [por sus siglas en inglés] de las unidades de disco duro se remite con frecuencia al “Tiempo promedio hasta que falle” (MTBF o MTTF), que para un producto común es de 1 a 1.5 millones de horas. Sin embargo, estas cifras provienen de pruebas de laboratorio y no son significativas respecto a la LE de un medio determinado. Las medidas de fallas más realistas son los índices de error anualizados (AFR), que indican la probabilidad de falla de un disco en relación con su antigüedad expresada como el porcentaje de falla de este entre un gran número de discos. Los valores normales estimados están por debajo de 10% para los primeros cinco años. De cualquier manera, ninguno de estos valores permite una predicción significativa de la esperanza de vida real de un disco en particular. Sin embargo, los indicadores más altos relacionados con futuros y posibles errores de funcionamiento son las alertas de falla inteligentes, si estas se monitorean de manera adecuada.

La vida comercial práctica de un disco duro en un servidor, específicamente su rendimiento económico, es un factor esencial. Normalmente, los discos duros se mantienen en operación entre tres y siete años.

Los debates sobre la vida útil de los HDD por largos periodos (varias décadas) no han conducido a resultados concluyentes.

Resumiendo, una unidad de disco duro individual es un soporte de datos inherentemente poco fiable. Sin embargo, el guardar muchas copias de cada archivo en un sistema de almacenamiento masivo, bien manejado, consistente en múltiples unidades de disco duro con protocolos de autorrevisión y autocorrección, es un método eficiente y seguro de almacenamiento a largo plazo (IASA-TC 04, 6.3.14-21).

2.2.3 Soportes magneto-ópticos (MOD)

Mientras la información se almacena magnéticamente, la grabación y la lectura son ópticas. Dada su arquitectura similar a la de los discos ópticos, los soportes magneto-ópticos son tratados en el inciso 2.3.1.4.

2.3 Soportes ópticos

Los soportes ópticos son los soportes audiovisuales más antiguos. Se han usado para la representación de la imagen analógica por más de 170 años. Sin embargo, para el almacenamiento de señales de audio y de video están entre el grupo de soportes más recientes. Aunque se han desarrollado formatos de cintas ópticas, no han tenido aceptación en el mercado. Por ello, los soportes de audio y de video están restringidos a los formatos de disco.13


13. En la versión original en inglés se empleó la palabra disk para referirse al disco analógico y óptico, y para el disco magnético se usó el término disc, como aparece en la segunda edición de la IASA-TC 04.

2.3.1 Principio de grabación

Este es diferente al de los soportes fotográficos que funcionan absorbiendo cantidades variables de luz. Los discos ópticos dependen de la creación de pistas de tamaño microscópico que cambian el reflejo de un rayo láser, permitiendo así la recuperación de la señal grabada.

El antepasado de los discos ópticos fue el Laser Vision Disc, que fue desarrollado para señales de video analógicas a finales de la década de 1970. La tecnología y los parámetros de formato, mas no el tamaño, fueron retomados por el disco compacto, que fue comercializado como un formato de audio digital copiado o prensado en 1982 (CD-A, definido como el estándar del Libro Rojo*).

Pronto se descubrió que más allá del audio, los CD podían ser también un medio ideal para la divulgación de información general, como textos, gráficos e imágenes en movimiento, lo cual dio origen, en 1985, a la producción del CD para copiar o reproducir información (CD-ROM,14 estándar del Libro Amarillo). En 1987 le siguió el CD interactivo (CD-I, estándar del Libro Verde). Hacia 1991 se desarrollaron los CD grabables (CD-R, estándar Libro Anaranjado) y los CD regrabables (CD-RW, también dentro del estándar del Libro Anaranjado). Finalmente, en 1993, el CD de video estándar (CD-V o VCD, estándar del Libro Blanco) ha ganado gran popularidad en Asia Oriental.

Para incrementar la capacidad de los discos ópticos, principalmente para adecuarlos para almacenar películas de video, el DVD (Digital Versatile o Video Disc) se introdujo desde 1995 usando los mismos principios de grabación que el CD. Al disminuir la longitud de onda del láser, y consecuentemente las dimensiones de las pistas, la capacidad de almacenamiento se incrementó siete veces por cada capa del DVD. Hacia 2005-2006 la capacidad de almacenamiento se aumentó otra vez para que los discos ópticos fueran capaces de almacenar señales de HDTV. De los dos formatos en competencia, el HD DVD y el disco Blu-ray (BD), finalmente se impuso el segundo, mientras que el HD DVD se suspendió. El Blu-ray hace uso del láser de onda corta (“láser azul-violeta”), el cual permitió dar un paso más en la miniaturización de la representación de señal, y con ello incrementar la densidad de la información.

Por último, en este contexto deben mencionarse los discos magneto-ópticos (MOD). Utilizados originalmente en el mundo de la informática para el almacenamiento de datos, han perdido su importancia inicial con el impresionante aumento de la capacidad de almacenamiento de las unidades de disco duro (HDD) a precios cada vez más bajos. En el ámbito comercial, sin embargo, los discos magneto-ópticos han adquirido cierta popularidad en forma de minidiscos regrabables (MD).

2.3.1.1 CD, VD y BD (-ROM) por reproducción. Estos discos consisten en un cuerpo transparente de policarbonato, de 1.2 mm de espesor, y son reproducidos mediante moldeo por inyección usando una matriz “de prensado” negativa metálica. La superficie superior de este cuerpo lleva una pista espiral de pits (orificios) y lands (valles) de diferentes longitudes. La superficie con orificios está cubierta con una capa reflejante de aluminio, que a su vez está recubierta con una laca protectora. Esta superficie también lleva la información de la etiqueta. Un láser “lee” la información desde abajo; está enfocado de tal manera que alcanza los orificios y los valles o áreas planas que forman la pista. La profundidad de los orificios es de ¼ de la longitud de onda del láser, lo que da un cambio en el reflejo del rayo láser en la transición entre los orificios y las áreas planas. Tales cambios representan los 1 digitales, mientras que ningún cambio representa los 0.


Figura 15: La partición de un CD-ROM; figuras en milímetros.

Los DVD tienen pistas más estrechas y longitudes más cortas de orificios/valles que los CD; usan un láser de longitud de onda más corta. El disco básico es de solo 0.6 mm de espesor. En los DVDs de un solo lado, una segunda capa virgen de policarbonato está pegada a la otra mitad del contenedor de la información. En los discos que tienen dos lados se une la segunda mitad portadora de información. Además, es posible añadir una segunda capa semitransparente (doble capa) a cada capa de información. Esto hace que haya dos capas legibles de cada lado, casi cuadruplicando la capacidad de almacenamiento.


Figura 16: Estructura de capas y principio de lectura de un CD-ROM.


Figura 17: Estructura de las capas de los DVD.

Los discos Blu-ray reproducidos (BD) consisten en dos cuerpos de policarbonato laminado de diferentes grosores. El cuerpo de abajo es el más delgado, lleva la pista de orificios-valles (pit-land) y en su lado superior está cubierto por una capa reflejante. La pista es más estrecha que la de un DVD o un CD. El segundo cuerpo es más grueso, lleva la etiqueta en su superficie. A diferencia de los DVD no hay discos de doble cara, pero se pueden conseguir BD de doble capa.


Figura 18: Estructura de las capas de un disco Blu-ray.


Figura 19: Puntos de enfoque del CD, DVD y BD.

2.3.1.2 Discos ópticos grabables (Dye Discs, CD-R, DVD-R, BD-R). La capa de información consiste en un surco en la superficie superior del cuerpo de policarbonato relleno de un tinte orgánico. La grabación es realizada por un láser de mucha mayor energía que el láser de lectura, el cual aplica calor al tinte (lo “quema”). Por medio de este proceso se crea una secuencia de áreas quemadas y no quemadas. Las transiciones entre áreas quemadas y no quemadas son reconocidas por el láser lector de la misma manera que los orificios y áreas planas de los discos ROM reproducidos. Las capas reflejantes son de oro, plata, o de una aleación de plata.


Figura 20: Orificios y valles de moldes de inyección en CD-R (izq.) vs. sus equivalencias una vez “quemadas” (centro y derecha) (Jean-Marc Fontaine).

2.3.1.3 Discos ópticos reescribibles (CD-RW, DVD-RW, BD-RW). La capa de información consiste en una aleación metálica de cambio de fase. La grabación se hace por medio de un láser que escribe al calentar la capa delgada de aleación metálica en un punto expuesto, induciendo un cambio de fase cristalina a amorfa y viceversa, controlado por la temperatura ardiente del láser que escribe (graba). Las capas dieléctricas en ambos lados de la película de aleación metálica provocan un enfriamiento rápido; las áreas calentadas mantienen el cambio después de enfriarse. Las áreas amorfas de la película reflejan la luz de un láser lector con más baja intensidad que las áreas cristalinas, permitiendo la transición entre esos dos estados al ser reconocidos (leídos). La información puede borrarse y reescribirse un número limitado de veces (hasta mil).

2.3.1.4 Discos magneto-ópticos (MOD). La capa de información es magnética, mientras que los procesos de grabación y de lectura son ópticos. La grabación se logra al calentar la capa magnética de información con un rayo láser más allá de su punto Curie (3.2.1.5), lo que permite la reorientación magnética al aplicar un campo magnético muy bajo. El proceso de reproducción hace uso del efecto Kerr (véase también 2.2.1), por medio del cual la orientación magnética de la capa de información causa diferentes ángulos de reflexión del lector láser. En realidad, los soportes magnéticos para discos magnético-ópticos, en lo que se refiere al manejo y almacenamiento, se agrupan con los discos ópticos, ya que su arquitectura es muy similar.

Los discos magneto-ópticos fueron utilizados profesionalmente como respaldos de información y medios de memoria trasportable en la década de 1990. Venían en diferentes tamaños (90 y 130 mm) y con distintas capacidades de almacenamiento, y se guardaban en cartuchos para protegerlos de daños mecánicos y materiales ajenos a sus componentes. Los discos magneto-ópticos han perdido su importancia a partir del desarrollo de las unidades de disco duro (HDD, 2.2.2) con capacidad cada vez mayor de almacenamiento a precios cada vez más bajos.

2.3.1.5 Minidisco (MD). El minidisco fue introducido en 1992 como reemplazo del casete compacto analógico. Fue popular entre los consumidores por más de una década, hasta que su uso fue disminuyendo hacia finales de la primera década del año 2000. Viene en dos versiones: como un disco magneto-óptico (2.3.1.4) para propósitos de grabación; y como un disco por reproducción para contenido pregrabado, el cual es, técnicamente, como un CD-ROM. Los minidiscos tienen 2.5 pulgadas (6.4 cm) de diámetro y se encuentran dentro de un cartucho, lo que los hace relativamente resistentes contra daños mecánicos y materia externa. Para su reproducción, véase IASA-TC 04, 5.6.10.


* N. del T. El documento denominado Red Book (Libro Rojo), define el estándar para los CD-A. Pertenece a un conjunto de estándares conocido como Rainbow Books que contiene las especificaciones técnicas para todos los formatos de la familia de discos compactos. La primera edición del Red Book fue publicada en 1980 por parte de Philips y Sony y fue adoptada por el Digital Audio Disc Committee (Comité del Disco Digital de Audio) y ratificada bajo la norma IEC 908.

14. Para la terminología de la clasificación de los discos ópticos esta publicación sigue el criterio reciente: los discos para copiar o replicar datos originalmente utilizados para datos generales se denominaron CD-ROM (ROM = Read Only Memory). Con la llegada de los CD para grabar y reescribir, esta terminología se volvió inconsistente. Publicaciones recientes acerca de los discos ópticos los dividen en –ROM (para copiado una sola vez), –R (grabables) y RW o RAM (reescribibles/ regrabables). Los tres tipos de discos pueden contener audio, video e información general.

2.3.2 Componentes de los discos ópticos y su estabilidad

El policarbonato usado para los cuerpos de los discos ópticos es un polímero transparente con un bajo factor de expansión térmico. Es resistente a la deformación por calor a temperaturas de hasta 130°C. Los primeros discos, especialmente los discos LV, reportaron problemas por la presencia de finas fisuras, lo cual volvía al polímero opaco e ilegible. Por la experiencia adquirida desde la introducción del CD en 1982, se puede esperar que los discos modernos de policarbonato sean estables durante varias décadas.

Excepto el oro, todos los materiales utilizados para producir las capas reflejantes son propensos a la oxidación. Por ello la capa protectora de laca de los CD tiene un papel importante. Debe ser resistente a la penetración de la humedad, una función que con frecuencia no operó de manera apropiada con los primeros CD. Las capas reflejantes oxidadas, particularmente las de aluminio, vuelven ilegibles los discos ópticos.

Se desconoce la estabilidad del adhesivo que mantiene unidas las dos partes de policarbonato de un CD o un BD.

La estabilidad de los tintes usados para los CD, DVD y BD grabables es un factor de gran incertidumbre. Hay tres tipos diferentes de colorantes en uso: cianina, talocianina y colorantes azoicos. Todos los colorantes son susceptibles a la luz, en específico a la radiación ultravioleta: una exposición de los discos grabables a la luz del día los volverá ilegibles en pocas semanas. Otro factor de incertidumbre es la disminución de la cantidad de colorante que se emplea en discos diseñados para correr a velocidades más altas de grabación.

La esperanza de vida de los colorantes se calcula con frecuencia entre los 5 y los 100 años, información que desde el punto de vista práctico no sirve de mucho. Se desconoce la estabilidad de las capas semitransparentes del DVD-R y del BD. Finalmente, la estabilidad de los discos regrabables también se ignora, y es incierta su esperanza de vida en comparación con los discos de colorantes.

2.3.3 Deterioro por reproducción

No hay deterioro (medible) por reproducción en los discos ópticos.

2.3.4 Alineación y mantenimiento del equipo

Los lectores de discos ópticos son productos elaborados masivamente no ajustables, lo cual es parte del problema explicado abajo (2.3.5). El mantenimiento se restringe a una limpieza ocasional de los lentes, con la ayuda de un disco limpiador, y de la charola de carga.

2.3.5 Calidad de la grabación como factor constitutivo de la esperanza de vida de los discos ópticos grabables

2.3.5 Calidad de la grabación como factor constitutivo de la esperanza de vida de los discos ópticos grabables. Los discos ópticos grabables (CD-R, DVD-R, BDR) se han vuelto medios muy populares para grabar audio, video y datos informáticos. Como sucede con muchos otros soportes digitales, su confiabilidad depende de un sofisticado sistema de corrección de error que permite la reconstrucción total de la información, incluso si pequeñas partes del medio se han vuelto ilegibles por daño, deterioro o envejecimiento. La capacidad de corrección es limitada y por ello la calidad de grabación se convierte en un factor importante para la esperanza de vida. Una grabación perfecta, casi sin errores, ofrece una capacidad de corrección mayor para compensar los efectos del manejo y el envejecimiento y, por lo tanto, aumenta la esperanza de vida. No obstante, si los discos ópticos comienzan su vida con un alto índice de error, entonces queda poca capacidad para compensar futuras fallas. La vida de estos discos será más corta. Consecuentemente, la IASA ha definido recomendaciones sobre errores máximos aceptables para discos ópticos, a fin de maximizar su esperanza de vida, cualquiera que esta sea (IASA-TC 04, 8.1.9).

Un problema mayor al quemar discos ópticos grabables es la interacción entre discos vírgenes (discos no grabados) y las grabadoras (quemadores). Para ello no hay estándares definidos y los procesos de ajuste automatizado no siempre funcionan suficientemente bien. Hay pruebas que han demostrado que las combinaciones aleatorias escogidas de discos vírgenes y grabadoras producen resultados 50% aceptables y 50% no aceptables. Por tanto, para quemar de manera confiable discos ópticos grabables se necesitarían pruebas más extensas de estas combinaciones, el control de cada uno de los discos producidos y revisiones más a fondo, a intervalos regulares. Ya que estas pruebas requieren un trabajo intenso y el equipo para ellas es caro, se usan sistemas más confiables de almacenamiento y, en última instancia, más económicos que los discos ópticos grabables para el almacenamiento profesional de información.15


15. J. M. Fontaine, 2000.

2.3.6 Formatos y medidas

Los Discos de Visión Láser analógicos fueron fabricados en 300 y 200 mm, principalmente de dos lados, es decir, dos discos pegados por la parte trasera. Para la familia de discos digitales los diámetros son de 120 mm para todos los tipos de discos, excepto algunos CD y BD que se pueden conseguir con un diámetro de 80 milímetros.

2.4 Soportes en estado sólido

2.4 Soportes en estado sólido (también llamados dispositivos semiconductores). Las memorias de estado sólido son aparatos de almacenamiento de circuito electrónico sin partes movibles. Estas han sido fabricadas desde los años cincuenta usando diferentes tecnologías. Son de particular interés en el contexto de esta publicación las llamadas memorias flash, desarrolladas desde la década de 1990. Como soportes removibles de información vienen en varios formatos: SD y muchos otros más, y las denominadas memorias USB. Con un incremento en la capacidad de almacenamiento, acompañado de una drástica caída en los precios, se han vuelto populares como soportes de información de memoria electrónica transportable, y más recientemente, como remplazos de los HDD en computadoras portátiles ligeras.

2.4.1 Principio de grabación y estabilidad. Las memorias flash pertenecen al grupo de memorias de estado sólido no volátil, que retienen la información sin una fuente de energía eléctrica. Las celdas de la memoria consisten en transistores que pueden guardar información por muchos años. En tanto que la capacidad de lectura se describe, generalmente, como indefinida, los ciclos de programación-borrado se estiman entre varios miles hasta un millón. Debido a su relativa solidez contra impactos mecánicos y resistencia a una gama de temperaturas prolongadas, se utilizaron originalmente en aplicaciones militares.

Respecto a su esperanza de vida no se cuenta con predicciones reales confiables. Esto es de menor interés, en tanto que los precios son significativamente más altos que los de los HDD (hard disc drive). Lo cual los hace (todavía) poco atractivos para el almacenamiento a largo plazo. Aunque, en general, las memorias flash han comprobado su solidez para el almacenamiento a corto plazo, específicamente en grabaciones de campo, incluso bajo condiciones adversas, es imperativo no confiar en un solo soporte, sino copiar el contenido en otro medio de almacenamiento, tan pronto como sea posible, antes de transferirlo a un sistema de almacenamiento digital seguro.