Ahora que el hardware portátil para guardar y contener datos se ha consolidado, uno de los debates tecnológicos más encendidos es la utilidad práctica de los CD y DVD (discos de almacenamiento óptico de la información). Sin embargo, pocas personas conocen los componentes de un disco óptico y la forma en que guardan y transmiten los datos.
¿De qué están hechos los discos ópticos?
Los discos ópticos, independientemente de que sean CD o DVD, están fabricados en diversas capas de materiales de las que destacan principalmente tres:
- Policarbonato: Es la masa del disco, lo que se suele llamar ‘el plástico’. Se trata de una pasta hecha con un material de carbono muy similar a los polivinilos y otros materiales plásticos que se utilizan en la industria de los tubos y conducciones. El policarbonato se ablanda a elevadas temperaturas (quien haya dejado un Cd en el salpicadero de un coche en un día de verano durante varias horas lo habrá comprobado) y es rígido a temperatura ambiente.
- Tinte fotosensible: El policarbonato, además de ofrecer la necesaria rigidez al disco óptico, soporta en su seno un tinte fotosensible, que es el segundo componente, y el más importante, de los CD y DVD. La mezcla del policarbonato y el tinte produce una pasta de color verde azulado. Este color, que es el que se ve en la cara no impresa de muchos discos ópticos grabables, se debe al tinte fotosensible.
Las marcas más baratas suelen emplear aluminio en el recubrimiento, mientras que los discos de gama media y alta incorporan plata y oro
Existen tres tipos de tinte fotosensible empleados en la fabricación de discos ópticos. El primer tipo son los componentes Azo, formados por dobles enlaces entre moléculas de nitrógeno que están unidas a moléculas de compuestos de carbono conocidos como ‘ciclos aromáticos derivados del benceno’. Los Azo son componentes bastante estables ante la luz, por lo que no tienen tendencia a alterar su estructura. Su color es azul oscuro.
El segundo grupo son las Cianinas, que también son compuestos orgánicos nitrogenados. Son menos estables ante la luz, por lo que generalmente se las usa mezcladas con productos estabilizantes. Dan un color azul verdoso.
El tercer grupo lo componen las ftalocianinas, que son una red de ciclos de moléculas de carbono que pueden tener en su centro un metal retenido mediante enlaces iónicos. Tienen una gran estabilidad ante la luz, por lo que son muy utilizadas para aumentar la vida de los discos ópticos. Su color puede ser dorado, plateado o verde luminoso dependiendo del metal que haya en su centro.
La función del tinte es muy similar a la que tienen las sales de plata en la fotografía analógica: reaccionar ante la luz, en este caso ante un rayo láser. La capa formada por el policarbonato y el tinte mide aproximadamente 1,2 milímetros. En ella se guarda toda la información que contiene el disco.
- Recubrimiento metálico: Se trata de una capa de metal de grosor imperceptible que recubre la cara legible del disco. El metal empleado en esta capa es uno de los factores que definen la calidad del disco. Las marcas más baratas suelen emplear aluminio, mientras que los discos de gama media incorporan plata y los de gama alta oro. Los mejores recubrimientos están hechos con una aleación de oro y plata. Del tipo de metal empleado depende la durabilidad del disco. Esto es el tiempo durante el que el disco guardará y transmitirá correctamente la información que contiene. La función del recubrimiento metálico es reflejar el rayo láser del lector.
¿Cómo guarda la información un disco óptico?
La clave para comprender el funcionamiento de los discos ópticos reside en el tinte fotosensible. Este componente reacciona de diversas maneras frente a la luz de un rayo láser. Dependiendo de la intensidad de la misma, el tinte puede cambiar su estructura molecular y espacial (la forma tridimensional que tiene la molécula) perdiendo así su color y volviéndose transparente. Dado que el tinte colorea la masa de policarbonato, el resultado será una zona, de unos pocos nanometros (la mil millonésima parte de un metro), transparente. La combinación de zonas transparentes (‘pozos’) y otras opacas (‘llanos’) es el código con el que el disco guarda la información.
En los discos grabables el tinte está ‘virgen’ y no ha sido expuesto al rayo láser. El grabador de discos, también llamado ‘tostador’, es en esencia un rayo de elevada potencia (longitud de onda corta) que incide sobre la superficie del disco traspasando la zona metálica y penetrando en la masa de policarbonato. En función de la información que quiera escribir, el rayo varía su intensidad de modo que deja unas zonas transparentes y otras opacas. Si se aplica con intensidad en una zona, ésta se vuelve transparente. De este modo se van formando los surcos y llanos que caracterizan a un disco óptico grabado.
¿Cómo se lee la información?
La información de un disco óptico se transmite, como toda la información digital, por un código binario, es decir por series de ceros y unos. Según se dispongan estas series (combinando 00, 01, 10 y 11) se transmitirá una señal u otra, un dato u otro diferente. La traslación desde el soporte del disco al ordenador se hace mediante el lector, que consiste en un rayo láser de baja intensidad y un receptor de luz.
El rayo incide sobre la superficie del disco (o sobre las diferentes profundidades si se trata de un DVD de doble capa) y es reflejado por el recubrimiento metálico. Si el rayo incide en una zona transparente la luz reflejada será difusa, mientras que si incide en una zona opaca la luz rebotará de una manera más limpia. Esto es lo que capta el receptor de luz.
La función del tinte es muy similar a la que tienen las sales de plata en la fotografía analógica: reaccionar ante la luz, en este caso ante un rayo láser
Sin embargo, no serán los ‘pozos’ (transparentes) o los ‘llanos’ (opacos) los que determinarán el número del código binario (1 o 0) al que el lector traducirá la información del disco, sino las variaciones de opaco a transparente y viceversa. Estas variaciones se denominan ‘valles’ y el lector las traducirá como el números 1. En cambio, si el rayo detecta una transición entre dos zonas en la que no varía la transparencia, o la opacidad, del policarbonato (de pozo a pozo o de llano a llano), traducirá la información como un número 0.
El rayo láser recorre el disco en espiral y de dentro hacia fuera (al contrario que en los discos de vinilo), de modo que va detectando todas las variaciones de transparencia (1) y todas las zonas donde ésta no varía (0). Estos resultados son largas series de ceros y unos que el lector va pasando al reproductor en forma de código binario (digital) para que éste los traduzca a datos de texto, de imagen o de sonido, dependiendo de la magnitud de estos códigos. Así se descifra la información contenida en un disco óptico.
¿Cuánto dura un disco óptico?
De momento es pronto para saberlo con certeza, aunque hay un axioma que cualquier usuario que haya tenido en las manos un disco del ‘top manta’ sabe: los CD baratos no sobreviven más de unos meses sin dar problemas.
Hasta 200 años
En la página del fabricante de dispositivos tecnológicos Nec se asegura que, según los últimos estudios de la OSTA (Asociación para la Tecnología del Almacenamiento Óptico), los discos de almacenamiento óptico pueden llegar a durar hasta 200 años. Si bien esto no tiene por qué no ser cierto, hay que matizar que la durabilidad de un disco óptico (su vida útil hasta que se produce el primer fallo) depende de muchos factores. Los más importantes son la luz solar, la humedad y la temperatura.
Según los últimos estudios de la OSTA (Optical Storage Technology Association), los discos de almacenamiento óptico pueden llegar a durar hasta 200 años
La exposición a la luz solar durante un breve periodo de tiempo, e incluso durante unas cuantas horas seguidas, no afectan a la durabilidad de un disco, pero el efecto acumulativo de la exposición solar puede incidir sobre la estabilidad del tinte, empujándole reaccionar con los distintos componentes que se encuentren a su alrededor y cambiando su configuración. De este modo, el tinte podría variar su transparencia, o su opacidad, y cuando un rayo láser incidiera sobre él no se reflejaría correctamente. El resultado sería un fallo de traducción que inutilizaría el disco óptico.
La textura de un disco es más o menos cavernosa, por lo que, junto a la luz, la temperatura y la humedad también influyen sobre la cinética química (estabilidad) del tinte, de modo que a mayor humedad y temperatura, mayor es la inestabilidad del tinte ante la luz y, por lo tanto, su tendencia a cambiar de configuración.
La estabilidad del tinte es fundamental
A finales de 2004, la revista del Instituto Nacional Norteamericano de Estándares y Tecnología publicó un estudio, realizado conjuntamente con la Biblioteca del Congreso de los Estados Unidos, en el que se analizaban diferentes marcas de discos ópticos expuestos a distintos niveles de luz solar, humedad y temperatura.
El resultado de la investigación fue que tanto la estabilidad del tinte como el tipo de recubrimiento metálico son los principales factores en la durabilidad de un disco óptico. En este sentido, se distinguía entre los tres tipos de tinte y su recubrimiento. Los discos más estables eran los que utilizaban ftalocianina como tinte y la aleación de oro y plata como recubrimiento. Estos discos pueden, en condiciones óptimas de almacenamiento (con oscuridad, baja temperatura y ambiente seco), durar casi dos siglos sin tener un fallo de interpretación de los datos.
La estabilidad del tinte y el tipo de recubrimiento metálico son los principales factores en la durabilidad de un disco óptico
El siguiente tinte más estable era la cianina mezclada con estabilizantes y con recubrimiento de oro. También en condiciones óptimas podía durar casi un siglo en perfecto funcionamiento.
Los discos de cianina con recubrimiento de plata mostraron una buena respuesta a la exposición solar. Sin embargo, condiciones elevadas de temperatura y humedad podían degradarlos.
El tinte Azo tenía una elevada inestabilidad frente a la luz solar, la temperatura y la humedad. Un disco que contuviera este tinte junto a un recubrimiento de aluminio u otro metal que no fuera oro, plata o su aleación duraba unos pocos años en condiciones óptimas, no más de ocho.
Finalmente, la investigación demostró que existe una correlación entre el precio de los discos ópticos y la calidad de los materiales que lo componen, siendo los más baratos los que menos durabilidad tienen. Normalmente, los fabricantes no indican los componentes que han utilizado en la fabricación del disco.
