La evolución de la cinta de vídeo: Revolucionando los medios y el entretenimiento doméstico

Antecedentes

La cinta de vídeo es un componente fundamental de la tecnología de vídeo que ha impactado profundamente las industrias de los medios y el entretenimiento doméstico. Primero controlada por la industria televisiva, la cinta de vídeo y la tecnología de vídeo están ahora ampliamente disponibles para el sector privado y han provocado cambios significativos en la forma en que se distribuye la información y se crea el entretenimiento.

La cinta de vídeo se basa en la grabación magnética. Introducida comercialmente en 1956, la grabación magnética era una tecnología relativamente nueva. La cinta de vídeo y todas las demás formas de cinta de grabación son magnéticas. De hecho, la cinta de vídeo es muy similar en composición a la cinta de audio. La mayoría de las cintas de vídeo consisten en una capa de diminutas partículas magnéticas aplicadas sobre Mylar, un material plástico fuerte y flexible. Aproximadamente mil millones de partículas magnéticas cubren una pulgada cuadrada de cinta y funcionan como imanes microscópicos. Cuando la cinta pasa sobre un electroimán, la información se graba y reproduce.

Las partículas magnéticas son la parte más importante de la cinta, ya que son responsables de captar y transportar la señal de vídeo. El tamaño, composición, densidad y distribución de las partículas determinan la calidad de la cinta. Durante la fabricación, las partículas se disponen en el recubrimiento. Durante la grabación, los cabezales de vídeo disponen las partículas en patrones dictados por el voltaje cambiante de la señal de vídeo. Al reproducir, los patrones son captados por un cabezal de reproducción y se convierten en la imagen de vídeo.

Historia

Las primeras cintas de grabación de vídeo estaban cubiertas de óxido con soporte de papel. Las primeras máquinas grababan señales en un fino alambre metálico. Al descubrirse que la cinta magnética producía mejores resultados, se construyeron grabadoras magnéticas. Algunas máquinas tempranas usaban pequeños electroimanes que magnetizaban alambre de aleación de hierro al pasar entre bobinas cruzando el electroimán.

La cinta magnética resultó más fácil de trabajar porque no se riza ni dobla como el alambre. Al principio, óxidos metálicos como el hierro se pulverizaban y aplicaban a la cinta. Las partículas magnéticas en las primeras cintas eran relativamente grandes. Aunque facilitaba la fabricación, el tamaño limitaba la eficacia. Posteriormente, se añadió cobalto a las partículas para mejorar sus propiedades magnéticas.

Al investigar formas de reducir el tamaño de las partículas, se descubrió que partículas más pequeñas daban mejor cinta. Sin embargo, eran más difíciles de dispersar en el material aglutinante durante la fabricación. El aglutinante es una mezcla líquida de ingredientes que luego endurece y da estructura a la capa magnética. Los investigadores se centraron luego en mejores formulaciones de aglutinante y técnicas de aplicación, mejorando significativamente la calidad.

En 1951, Bing Crosby Enterprises realizó una de las primeras demostraciones de grabación magnética en cinta de vídeo. Sin embargo, la baja velocidad de la primera cinta la hacía comercialmente impracticable. Aun así, los beneficios se reconocieron inmediatamente: mejor calidad de emisión, cintas reutilizables y menores costes de producción.

En 1956, la compañía Ampex introdujo la primera máquina de cinta de vídeo práctica. Este primer modelo era una gran máquina de bobina a bobina que usaba cuatro cabezales de grabación y cinta de dos pulgadas de ancho. Obviamente, este invento atrajo el interés de la industria de radiodifusión televisiva, y el 30 de noviembre de 1956, CBS se convirtió en la primera cadena en emitir un programa usando cinta de vídeo.

Una innovación importante llegó en 1969, cuando Sony presentó su serie U-Matic de tres cuartos de pulgada estándar EIAJ, el primer sistema de videocasete ampliamente aceptado. El videocasete fue una gran mejora sobre el formato de bobina a bobina y tuvo un efecto profundo en el campo del vídeo.

A principios de los años 80, Sony fue la primera en establecer un mercado de consumo para el sistema de videocasete con su formato Betamax. Otros fabricantes siguieron pronto, y el sistema VHS introducido por JVC, con su cinta de 1,3 cm (0,5 pulgadas), pronto dominó y sigue dominando el mercado. En 1984, Kodak y General Electric introdujeron el grabador de vídeo de ocho milímetros, o cámara de vídeo. En 1995 se introdujo la cinta de vídeo digital. La grabación digital resultó en menos ruido de fondo y menos degradación de la calidad de imagen y sonido.

La introducción de la cinta digital junto con la aparición del Disco de Vídeo Digital (DVD) llevó a muchos a creer que los días de los videocasetes estándar estaban contados. Sin embargo, en 2001 se estimaba que el 90 % de los hogares tenían videograbadoras mientras que solo el 10 % tenía reproductores de DVD. Con nuevos avances en la fabricación de cinta, así como la preferencia del consumidor por las cintas, parece que tardará mucho en desaparecer la cinta de vídeo.

Materias primas

La cinta magnética actual se compone de tres capas principales: la película base, la capa magnética y el revés. La película base proporciona el soporte físico y la resistencia principal. Consiste principalmente en tereftalato de polietileno (PET) por ser duradero y resistente al estiramiento. La capa magnética determina las propiedades magnéticas de la cinta. Está compuesta de polvos magnéticos, desde óxidos de hierro de menor fuerza a partículas metálicas de alta energía, que determinan las propiedades magnéticas; aglutinantes que dan estructura a la capa, incluyendo polímeros, adhesivos, lubricantes, limpiadores, disolventes, agentes dispersantes y compuestos de control estático; aditivos, como negro de carbono, que mejoran las propiedades de la cinta; y lubricantes, que reducen la fricción y el desgaste. El revés, compuesto de lubricantes, mejora la durabilidad y el rendimiento de la cinta.

Diseño

No dos fabricantes de cinta emplean el mismo proceso exacto. Cada uno usa sus propios materiales y variaciones para ganar ventaja competitiva. Sin embargo, el proceso básico es el mismo para todas las empresas. Esencialmente, fabricar cinta de vídeo implica tomar un rollo de lámina plástica transparente, pintarla con una mezcla de material aglutinante y partículas magnéticas, hornearla en un horno hasta que esta «pintura» se seca, y cortar el ancho rollo en tiras finas que se enrollan en bobinas. Las partículas magnéticas que recubren la cinta son en forma de aguja. Esto permite empaquetarlas densamente en la superficie. Cuanta mayor densidad magnética, mejor la cinta. Las mejores cintas usan partículas más pequeñas empaquetadas en mayor concentración.

Proceso de fabricación

Según Sony, uno de los principales productores, el proceso es de múltiples etapas: mezcla, recubrimiento, calandrado, corte y acabado.

1. El primer paso, la mezcla, crea la capa magnética o «pintura» que recubrirá la cinta. El polvo magnético se premezcla primero con disolventes y dispersantes, típicamente poliuretano, que evitan que el polvo flote sobre el disolvente. La mezcla comienza dispersando el material magnético en grandes mezcladores planetarios en tanques metálicos grandes. Cuando el material está disperso, se añaden aglutinantes, aditivos y lubricantes y se mezcla. La pintura pasa automáticamente a la etapa de molienda, donde grandes rodillos la muelen, creando una acción de cizallamiento que evita la formación de aglomerados.
2. En el segundo paso, la etapa de recubrimiento, la pintura magnética se aplica a la película base en un proceso continuo que comienza cuando grandes rollos de película base se alimentan a una máquina llamada recubridora. La recubridora mide 36,6 m de largo y usa 400 kW. La película es arrastrada por seis motores a baja tensión. Al inicio, la cinta entra en el extremo de la recubridora, llamado extremo de desenrollado. Los nuevos rollos se empalman automáticamente cuando la recubridora detecta el final de un rollo. Un dispositivo mecánico llamado empalme volante une el nuevo rollo, cortando el final del anterior, mientras los rollos están en movimiento. La cabeza de recubrimiento deja de pintar hasta que el nuevo empalme pasa.
3. La cabeza de recubrimiento aplica la capa magnética a la película base. Ordenadores monitorizan y controlan el proceso para aplicar una capa fina y uniforme sin defectos. Las capas finas se miden en submicras, o millonésimas de metro. El método más usado es la extrusión: la pintura se aplica a la película al ser expulsada, por presión, a través de una pequeña abertura. Al pasar la película base sobre la pintura extruida, esta se adhiere a la superficie en una capa lisa.
4. Tras el recubrimiento, la cinta aún húmeda pasa automáticamente por un fuerte campo magnético que orienta físicamente el material magnético en la capa recién recubierta. Al principio, las partículas están dispuestas al azar en el aglutinante. Como la alineación física es importante para la grabación magnética más eficaz, las partículas se orientan en la misma dirección. Esto se logra pasando la cinta por el campo magnético mientras el aglutinante endurece. Cuanto más uniforme la dispersión y orientación, mejor el rendimiento. La capa magnética ya está lista para secarse.
5. El secado fija las partículas ya orientadas antes de que cambien de posición. Durante el secado, los disolventes usados en la mezcla se evaporan y recuperan. La capa magnética se estabiliza. Cuando el secado termina, la cinta pasa por un escáner de rayos X que verifica la uniformidad de la capa recién aplicada.
6. Después del secado y escaneo, la cinta se enrolla de nuevo en grandes rollos de hasta 1,2 m de ancho y más de 305 m de largo. Como el empalme volante que inició el proceso, se hace un corte en la cinta y el nuevo rollo comienza a enrollarse automáticamente. La tensión se mantiene constante durante el recubrimiento. A medida que el rollo aumenta de tamaño, la velocidad de enrollado disminuye gradualmente para mantener la tensión uniforme.
7. El tercer paso es el calandrado. En este punto, el espacio entre partículas no se ha fijado completamente. Es posible minimizar este espacio mediante calandrado, que compacta la capa recién formada entre rodillos de acero y rodillos elásticos. Esto aumenta la densidad de empaquetamiento de las partículas para maximizar la densidad magnética, y alisa la superficie de la capa magnética, mejorando el contacto cinta-cabezal. Durante el proceso, la cinta pasa automáticamente por una serie de rodillos. Los rodillos de acero contactan el lado magnético y los elásticos el reverso, creando presión uniforme. Tras este proceso, las características finales de superficie y espesor de la cinta quedan fijadas. La cinta está lista para el corte.
8. Antes de cargarse en casetes, las cintas se cortan al ancho determinado por su formato. Formatos comunes incluyen 1,3 cm (0,5 pulgadas), 1,9 cm (0,75 pulgadas) o 2,5 cm (1 pulgada). La cinta se empalma a una cortadora con dos juegos de cuchillas. Al pasar la cinta, las cuchillas la cortan al ancho deseado. El corte es muy preciso y crítico para la calidad. Suele monitorizarse con láseres para detectar defectos como pliegues u orificios. La cinta se corta dentro de micras del ancho deseado para asegurar funcionamiento suave en videograbadoras o cámaras. Un borde mal cortado puede desprender óxido, película base y partículas del revés. Tras el corte, la cinta pasa por un paño de limpieza que elimina residuos. Luego se enrolla en largos rollos «tipo pancake», que parecen rollos de película. La cinta está lista para la etapa de acabado, cuando se cargará en casetes.
9. En la etapa de acabado, se producen los casetes de cinta. Las carcasas se crean a partir de plásticos fundidos colocados en una cavidad metálica o molde, formando las mitades superior e inferior. Estas mitades se unen con cinco tornillos. Los componentes incluyen dos bobinas que sostienen la cinta; una puerta móvil con muelle que protege la cinta dentro; pines y rodillos de acero inoxidable que protegen contra arañazos; rodillos de baja fricción que guían la cinta durante grabación o reproducción; líder antiestático que evita acumulación de polvo; y dos seguros con muelle que evitan que la cinta se desenrolle dentro. Las carcasas vacías tienen bujes con líder adherido. El líder se empalma automáticamente a los rollos pancake, que se colocan en una máquina de carga en casete que enrolla una cantidad medida de cinta. Luego, los casetes cargados se ensamblan con inserciones de embalaje y se colocan en fundas protectoras. Finalmente, se empaquetan y encajan para envío.

Subproductos/Residuos

En algunas plantas, durante la producción, el disolvente usado en el recubrimiento se recupera, purifica y vuelve a usar. Los disolventes se evaporan en secadores que usan corrientes de aire. Esto crea una mezcla de aire y disolvente que viaja por tuberías a una estación de recuperación. Allí, el disolvente y el aire se separan. El disolvente se destila y almacena para reutilización.

Control de calidad

Generalmente, el control de calidad es continuo durante todo el proceso. Ordenadores, rayos X y láseres monitorizan varias etapas. Los ingredientes también se prueban. En Sony, antes de comenzar la fabricación, los ingredientes se verifican en el laboratorio de control de calidad contra las especificaciones de la formulación de la cinta. Las partículas de óxido y metal se revisan por uniformidad y tamaño. Las «huellas» magnéticas se prueban para asegurar que cumplen características magnéticas. Aglutinantes y lubricantes se verifican por pureza. La película base de poliéster se comprueba por consistencia y resistencia.

El futuro

Avances recientes en tecnología y fabricación están haciendo posibles cintas aún mejores y marcan el camino futuro. A finales del siglo XX, la mayoría de cintas en uso eran de óxido. El recubrimiento magnético activo era alguna forma de metal oxidado. Las cintas con recubrimientos de metal puro, o cinta de metal evaporado, han demostrado ser superiores. En la fabricación de cinta de metal evaporado, los fabricantes emplean un proceso diferente para depositar partículas magnéticas. En lugar de llevar las partículas en un aglutinante y pintarlas sobre la cinta, se vaporizan desde un sólido y depositan sobre la película base. Un haz electrónico calienta el metal a miles de grados en una cámara de vacío. El metal se vaporiza y se adhiere a una película base especialmente preparada. Se aplica un recubrimiento protector a esta capa magnética. El resultado es una película lisa, fina y densamente empaquetada de partículas magnéticas puras. Al no usar aglutinante, las partículas se entrelazan con una densidad que se acerca al metal sólido. La corporación Sony lideró este nuevo proceso con su Advanced Metal Evaporated (AME). Este tipo de cinta representa una tecnología relativamente nueva, y su pleno potencial está por explorar.

Dónde aprender más

Libros

Alldrin, L., et al. The Computer Videomaker Handbook. 2.ª ed. Boston: Focal Press, 2001.

Nmungwun, A. Video Recording Technology: Its Impact on Media and Home Entertainment. New Jersey: Lawrence Erlbaum Associates, 1989.

Heller, N., y T. Bentz. The Great Tape Debate: Evolution of the New Video Format. New York: Knowledge Industry Publications, 1987.

Otros

Stoffel, T. Videotape Systems Theory Web Page. Diciembre 2001. < https://www.lionlmb.org/quad/theory.html >.

Web Page. Diciembre 2001. < https://www.mtc-open.net >.

Dan Harvey