Cerca

"Amb el suport del departament d'Universitats Recerca i Societat de la Informació de la Generalitat de Catalunya."

Generalitat UAB UPF

El CD

Per Guillermo Santamaría

Els discs compactes, ja siguin CD o DVD, formen part del nostre món quotidià. És fàcil que molts d’aquests objectes ens passin per les mans cada dia, però... sabem què són i d’on vénen? Els discs compactes, ja siguin CD o DVD, formen part del nostre món quotidià. És fàcil que molts d’aquests objectes ens passin per les mans cada dia, però... sabem què són i d’on vénen?

El CD fou inventat el 1979 pel neerlandès Kees Immink, de la companyia Philips, i el japonès Toshi Tada Doi, de Sony. El 1982 va sortir a la venda el primer CD de música de la història i poc després, el 1984, els CD-ROM van triomfar en el món de la informàtica. El DVD es va inventar el 1997 i pot emmagatzemar 7 vegades més informació que el CD.

Per què els CD tenen la mida que tenen?

El diàmetre de la perforació central dels discs, 15 mm, fou determinat entre àpats, quan els seus creadors es van inspirar en el diàmetre de la moneda de 10 cèntims de florí d’Holanda. I el diàmetre dels discs compactes (12,7 cm) correspon a l’amplada de les butxaques superiors de les camises d’home perquè, segons la filosofia de Sony, tot objecte hi hauria de cabre.

Com funciona un CD?

El CD i el DVD són suports digitals òptics utilitzats per emmagatzemar qualsevol tipus d’informació, ja sigui àudio, vídeo o arxius d’ordinador. Anem per parts i analitzem què significa això. Un suport digital d’informació significa que en els CD/DVD la informació s’emmagatzema en forma de codi binari, és a dir, un codi d’uns (1) i zeros (0). Aquests uns i zeros prenen la forma d’una sèrie de relleus: on hi ha un relleu s’entén un 1 i on no n’hi ha, un 0. Aquests relleus són molt més petits del que l’ull humà pot veure i es col•loquen en una espiral única, des del centre del CD cap a fora. Per fer-nos una idea de la quantitat d’informació que s’emmagatzema en aquest espiral, prendrem una dada: si estiréssim l’espiral en tota la seva longitud, tindria 5 quilòmetres de llarg! No obstant això, els relleus són tan petits que l’amplada d’aquesta línia és sols de 0,5 micres (una micra és la mil•lèsima part d’un mil•límetre, és a dir, una milionèsima part d’un metro). En els DVD l’espiral de dades és encara més estreta i compacta, i els relleus gravats són encara més petits, la qual cosa permet emmagatzemar més informació en un disc de la mateixa grandària.

Què significa que sigui un dispositiu òptic?

Armand
Armand

Significa que es llegeix mitjançant la llum. Per nosaltres resultaria difícil llegir en espiral, però per un lector de CD és l’única manera de funcionar. Els lectors de CD tenen un raig làser que, en reflectir-se a la superfície del CD, és capaç de detectar on hi ha un relleu i on la superfície és plana. D’aquesta manera el làser va llegint una sèrie llarguíssima d’uns i zeros que, quan l’ordinador o el reproductor de CD els interpreta de la manera correcta, es tradueixen en sons o imatges. És semblant a quan les persones cegues llegeixen en braille: amb la punta dels dits van llegint un patró de puntets en relleu que formen lletres, que a la vegada formen paraules, paràgrafs i finalment llibres.

Dissecció d'un CD


Armand
Armand

1. Policarbonat

Els CD estan fabricats amb un material plàstic anomenat policarbonat, un material sintètic; és a dir, obtingut en una fàbrica de manera artificial. El policarbonat fou descobert el 1953 pel químic alemany Hermann Schnell. És un material molt resistent als impactes i a la temperatura, i a més és transparent a la llum. Es fabrica a partir de monòxid de carboni, mitjançant unes reaccions químiques especials. El resultat final són llargues cadenes de polímers (cadenes d'àtoms de carboni units) que s'uneixen entre si per mitjà d'enllaços de tipus carbonat.

On es fabrica?

El policarbonat es fabrica en molts llocs del món, ja que és un procés químic relativament senzill i ben conegut. Es fabrica en forma de boletes petites, per facilitar-ne el transport des del lloc de producció fins on finalment sigui utilitzat. Un cop allà, les boletes es fonen i en surt una massa viscosa que es pot manipular a voluntat.

Com es fabrica?

Armand
Armand

En una fàbrica de CD o DVD el primer que necessiten és un motlle de cristall, que servirà per fabricar cents de mils de CD. Aquest motlle és un disc de cristall en què un làser grava, amb gran precisió, l'espiral de dades que volem que contingui. Aquesta operació és molt delicada i s'ha de dur a terme en una atmosfera ultraneta, amb una temperatura i una humitat rigorosament controlades. Pensa que qualsevol partícula de pols ja és dues vegades més ampla que l'espiral del CD, així que qualsevol resta de brutícia, vibració o dilatació deguda a la temperatura podria espatllar la informació gravada.

A partir d'aquest motlle de cristall es fabrica una matriu metàl·lica. Aquesta matriu té la mateixa forma que el motlle de cristall, però és molt més resistent, ja que s'utilitzarà per "imprimir" els CD. Per això la matriu metàl·lica que té gravada l'espiral dels relleus es pressiona amb molta força sobre un disc de policarbonat fluid que després s'endureix. D'aquesta manera es poden obtenir cents de mils de discs de policarbonat transparent amb la corresponent espiral de dades. Així doncs, fabricar CD és sembalnt a imprimir llibres.

2. Capa metàl.lica

Però com segurament deveu haver observat, els CD no són transparents, sinó que són opacs i tenen una cara brillant. Això es deu al fet que el disc de policarbonat transparent es cobreix amb una finíssima capa d'alumini (o, de vegades, d'or). Aquesta capa d'alumini actua com un mirall perquè el CD sigui un dispoitiu òptic eficient, ja que permet que el làser reboti i per tant, llegeixi les dades de l'espiral.

3. Capa de resina

Per acabar el procés de fabricació, sobre la capa d'alumini se'n col·loca una altra de resina que la protegeix i sobre la qual es pot imprimir la caràtula del CD. El resultat final és una espècie de sandvitx de 1,2 mil·límetres de gruix que pot portar a dins la mateixa informació que diverses estanteries de llibres.

4. Caràtula del CD

 

Com és que podem enregistrar CD amb l'ordinador de casa sense haver de recórrer a un procés tan sofisticat?

Els CD verges, en lloc de tenir una capa on s'estampen els relleus, tenen una capa d'un material fotosensible (és a dir, sensible a la llum). El làser de l'enregistrador de CD és capaç de cremar aquest material, escrivint una espiral de punts cremats i sense cremar que fan la mateixa funció que els relleus i les zones planes en un CD estampat.

 

Es reciclen els CD?

 

El policarbonat és un material reciclable, és a dir, el material dels CD usats es pot utilitzar per fabricar-ne de nous. Lamentablement, avui en dia és més rendible fabricar CD nous que reciclar els vells, per això no es recullen al contenedor de reciclatge de plàstics.

Algunes xifres

  • 1,2 mm és el gruix d'un CD
  • 650 megabytes, equivalents a 74 minuts d'àudio, és la durada dels CD més comuns
  • 50 gigabytes és la capacitat dels nous dispositius òptics Blu-ray de doble capa (que utilizen un làser més fi i poden emmagatzemar molta més informació en el mateix espai)
  • 2,2 milers de milions de milions de CD es van vendre a la Unió Europea el 2006

 



Creative Commons License
Alipsi.Ciència en òrbita by Òrbita Alipsi is licensed under a Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 3.0 España License.