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Se prevé un crecimiento anual de entre 15 y 20% para el policarbonato

Almacenamiento de datos hoy y mañana

Uli Franz y Wilfried Haese
de Bayer AG
15/05/2002
La historia del almacenamiento óptico de datos comenzó en los años 70 con el disco "LaserVision" de Philips. Así se hizo realidad por primera vez la idea de una exploración sin contacto mecánico; la señal de video analógica fue detectada con la ayuda de un rayo láser. Unos diez años más tarde fue introducido el CD-audio con información musical digital. Así comenzó la exitosa carrera del almacenamiento óptico de datos. Principalmente en los últimos años, nuevos formatos de discos han irrumpido en nuestras vidas y amortiguado un desarrollo tormentoso.
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Control manual de producción en el centro técnico de CDs de Bayer en Leverkusen. (Foto Bayer AG)

Makrolon - el policarbonato de Bayer- se ha impuesto en la producción de CDs o DVDs (Digital Versatile Disc) debido a sus sobresalientes propiedades. Gran resistencia a la deformación, inclusive a altas temperaturas, excelente fluidez, baja birrefringencia, así como una amplia gama de posibilidades de elaboración, son sólo algunas de las más importantes exigencias sobre el material.

Makrolon DP1-1265 es el nombre del tipo de material que no sólo satisface las mencionadas exigencias, sino también el tiempo de ciclo por debajo de 3,5 segundos para la producción de CDs y de alrededor de 4,5 segundos para los DVDs. Materiales sintéticos alternativos (por ejemplo PMMA, poliolefina cíclica) resultan, en comparación directa, frecuentemente desventajosos debido, entre otras razones, a sus largos tiempos de ciclo y consecuentemente más elevados costes.

Pregrabados, grabables o regrabables

El tipo de disco más importante es el CD y, desde hace poco, el llamado DVD; se presentan en formatos pregrabados, grabables o regrabables. En los formatos pregrabados no se puede modificar el contenido, ya que la información digital está almacenada en surcos en el interior del substrato. Durante el proceso de producción se elabora una matriz sobre la cual, mediante un proceso fotográfico, se copian los datos digitales. Seguidamente, mediante el uso de esta matriz, la información digital es estampada sobre la superficie del disco, en forma de surcos, durante el moldeo por inyección. Luego, el lado del disco portador de los datos es recubierto con aluminio y provisto de una laca protectora así como de una impresión.

En la práctica, los discos grabables no contienen información. Estos poseen una estructura acanalada en forma de surcos. También el surco es estampado en el substrato mediante moldeo por inyección y sirve como guía del rayo láser sobre el disco. Luego se realiza una metalización con oro o plata. Finalmente son aplicadas, respectivamente, la laca protectora y la impresión. La información digital, a grabar posteriormente, es escrita de forma irreversible sobre la capa de colorante, mediante las pulsaciones de un rayo láser.

Los discos regrabables son, de hecho, similares a los discos grabables. Sin embargo, estos no poseen colorante, sino una capa de una aleación metálica especial. El láser provoca con el trazo un cambio del estado cristalino al estado amorfo de la aleación, lo cual se logra con una variación en el grado de reflexión. La información digital debe ser borrada y el campo amorfo tiene que ser recristalizado. Impulsos de láser muy específicos son responsables de las fases de calentamiento y enfriamiento. Los DVDs son fabricados de manera análoga al formato CD. Sencillamente representado, el DVD se compone de dos láminas de CD de 0,6 mm de espesor, cuyos respaldos están pegados entre sí. Mediante la reducción de la estructura de los surcos se logra una capacidad de almacenamiento siete veces superior a la del CD, que permite obtener una imagen digital de alta calidad y varios canales de audio.

De 650 Mbytes a 25 Gbytes

En el formato CD se logra, mediante la aplicación de un láser infrarrojo con longitud de onda de 780 nm y un haz láser enfocado de manera relativamente débil, una capacidad de 650 Mbytes. El plano de la información se ubica en el "respaldo" del CD, por lo tanto, el camino del rayo láser a través del policarbonato es de 1,2 mm.

En el caso del DVD, la capa que contiene la información se ubica en el medio del disco, de manera que se puede aplicar una óptica fuertemente enfocada, la cual en combinación con un láser rojo (650 nm), permite una capacidad de almacenamiento de 5 Gbytes. Si se colocara en el sistema DVD un láser azul (400 nm), se podría duplicar la capacidad a 10 Gbytes.

En la última generación de discos (DVR), aún en fase de desarrollo, la capa de información se encuentra "detrás" de una cubierta de 0,1 mm de espesor inmediatamente después de la superficie del disco. De esta forma, el láser, una vez más, puede ser enfocado fuertemente, y, mediante la aplicación de un láser azul, se obtiene una capacidad de disco de unos 25 Gbytes.

100 Gbytes o más, con la tecnología del mañana

El próximo paso será colocar la información directamente sobre la superficie del disco y enfocar fuertemente el correspondiente rayo láser. De esta forma son alcanzables capacidades por encima de los 100 Gbytes. De especial importancia resulta entonces el cuidado efectivo de la capa de información contra la suciedad y el rayado.

Muchos otros desarrollos en el área del almacenamiento de datos crean igualmente grandes expectativas. El aumento de la capacidad mediante más niveles de información, determinada nanoestructura "mecánica", almacenamiento holográfico o también el desarrollo rasante del disco duro; son sólo una muestra arbitraria de las múltiples posibilidades que actualmente son el centro de la investigación.

Tendencias

En suma, para el futuro se prevé un crecimiento anual de entre 15 y 20% para el policarbonato, en el campo del almacenamiento óptico de datos.

Hasta el año 2005 se calcula, con el doble de los medios de almacenamiento de datos, un consumo de 700.000 toneladas de policarbonato. Los expertos calculan una fuerte diversificación de los sistemas en los próximos años. Aunque hasta el año 2000, los sistemas de CD pregrabados habían dominado claramente, en los próximos años sólo alcanzarán tasas de crecimiento reducidas. Por el contrario, en el campo de los DVDs pregrabados, así como en los CDs y los DVDs grabables y regrabables se espera un fuerte crecimiento.

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