La humanidad lleva siglos buscando soportes capaces de conservar información durante mucho tiempo, desde la piedra o el pergamino hasta las cintas magnéticas y los discos duros actuales. La explosión de datos digitales ha vuelto a poner sobre la mesa una pregunta incómoda: ¿qué pasa con todos esos archivos cuando los sistemas físicos que los guardan empiezan a fallar?
En ese contexto, un grupo de investigadores de Microsoft Research trabaja en una solución poco habitual: almacenar datos en pequeñas placas de vidrio mediante láseres ultrarrápidos. El proyecto, conocido como Project Silica, se ha dado a conocer en detalle a través de varias publicaciones científicas, incluida la revista Nature, y plantea un escenario en el que una pieza de vidrio del tamaño de un posavasos pueda preservar información durante milenios.
Por qué el vidrio entra en juego en el almacenamiento de datos
En la actualidad, la mayor parte del archivo digital a largo plazo se basa en cintas magnéticas y discos duros instalados en grandes centros de datos. Aunque para el usuario se hable de “la nube” como algo abstracto, lo que hay detrás son salas llenas de hardware que se calienta, se desgasta y necesita ser reemplazado cada cierto tiempo.
Este modelo implica que los datos archivados deben migrarse periódicamente a nuevos soportes, un proceso caro, complejo y que consume una cantidad considerable de energía. Para bibliotecas nacionales, filmotecas, registros legales o archivos científicos europeos, este ciclo constante de sustitución supone un coste económico y logístico cada vez mayor.
El vidrio, en cambio, se presenta como un material muy estable frente al calor, la humedad, el polvo y las interferencias electromagnéticas. Variantes como el vidrio de silicio muy puro o el vidrio de borosilicato —el que se usa en utensilios de cocina resistentes al horno— soportan bien cambios de temperatura, no se oxidan y apenas se degradan con el paso del tiempo.
Los estudios de Microsoft Research describen este enfoque como una de las pocas tecnologías con potencial real para un archivo digital muy duradero, capaz de soportar condiciones que inutilizarían los soportes magnéticos u ópticos tradicionales. La idea es que los datos no tengan que copiarse una y otra vez, sino escribirse una única vez en el vidrio y quedar allí durante siglos o incluso milenios.
Cómo se “escribe” información dentro de una placa de vidrio
El corazón de Project Silica es un sistema de grabación y lectura óptica basado en láseres de femtosegundo y técnicas de microscopía. A diferencia de un DVD o un Blu-ray, donde los datos se codifican en la superficie, aquí la información se inscribe en el interior del material, en múltiples capas superpuestas.
Para ello se utilizan pulsos de láser extremadamente breves y de gran intensidad, que modifican la estructura interna del vidrio en puntos muy concretos. Cada uno de esos puntos es un voxel (un “píxel” tridimensional), cuya posición, forma y propiedades ópticas permiten codificar más de un bit de información.
Los investigadores han trabajado con distintos tipos de vóxeles, desde estructuras birrefringentes —que cambian la polarización de la luz que las atraviesa— hasta vóxeles de fase, que alteran la manera en que la luz se propaga dentro del vidrio. Este último enfoque, además, se adapta bien a materiales como el vidrio de borosilicato, más barato y disponible en muchas más fuentes que la sílice fundida pura.
Según los resultados publicados, el sistema es capaz de apilar cientos de capas de datos en un vidrio de apenas 2 mm de grosor. En una placa de unos 12 centímetros cuadrados y 2 milímetros de espesor se han llegado a almacenar 4,8 terabytes (4,84 TB) de información, con una densidad estimada de 1,59 gigabits por milímetro cúbico.
En términos más cotidianos, en un solo fragmento de vidrio de esas dimensiones podrían guardarse unos 2 millones de libros impresos o alrededor de 5.000 películas en resolución 4K. Microsoft ya había demostrado una prueba de concepto muy visible hace unos años al almacenar en vidrio la copia original de la película Superman de 1978 en colaboración con Warner Bros.
Lectura y decodificación: de patrones de luz a archivos digitales
La otra mitad del sistema consiste en recuperar la información sin dañar el soporte. Para ello, Project Silica utiliza un microscopio automatizado equipado con una cámara capaz de escanear cada una de las capas internas de la placa de vidrio.
La luz polarizada se hace pasar a través del material, y las variaciones producidas por los vóxeles generan imágenes complejas que contienen los datos codificados. Esas imágenes se procesan después mediante algoritmos de aprendizaje automático, que se encargan de identificar patrones y traducirlos de nuevo a bits digitales.
En esta última generación del sistema, los responsables del proyecto explican que han logrado simplificar el hardware de lectura: el lector solo necesita una cámara en lugar de las tres o cuatro que empleaban las primeras versiones, lo que reduce el tamaño, el coste y la dificultad de calibración de los equipos.
También se ha optimizado el proceso de grabación. Antes, cada voxel requería varios pulsos láser para formarse; ahora la tecnología permite crear muchos de ellos con uno o dos pulsos, y además se ha introducido escritura en paralelo, dividiendo el haz en múltiples subhaces que trabajan a la vez.
Con estas mejoras, el sistema alcanza velocidades de escritura en torno a 65,9 megabits por segundo y puede codificar grandes volúmenes de información en un tiempo razonable para aplicaciones de archivo, aunque sigue lejos de las tasas de escritura de un SSD de uso cotidiano.
Una memoria pensada para durar 10.000 años
Más allá de la capacidad, el gran argumento del vidrio es su durabilidad. Para poner a prueba esa promesa, el equipo de Microsoft ha realizado ensayos de envejecimiento acelerado sobre placas ya grabadas, calentándolas a temperaturas muy por encima de las habituales.
En sus experimentos con vidrio de borosilicato, las muestras se sometieron a ciclos de calor que alcanzaban hasta 500 °C con el fin de simular, en un periodo corto, lo que ocurriría a lo largo de miles de años a temperaturas mucho más bajas. A partir de estos modelos, los investigadores estiman que los datos podrían permanecer legibles durante unos 10.000 años si el vidrio se almacenara a unos 290 °C.
A temperaturas más próximas al ambiente, la estabilidad sería previsiblemente aún mayor, aunque los propios autores señalan que estas proyecciones no tienen en cuenta todos los riesgos: golpes mecánicos, tensiones internas en el material, corrosión química o daños derivados de un almacenamiento físico deficiente podrían afectar a las placas y a la información.
Con todo, las cifras sitúan esta tecnología muy por encima de las soluciones actuales. Mientras que una cinta magnética suele considerarse fiable durante unas décadas y un disco duro puede empezar a fallar antes, el vidrio se comporta como un soporte prácticamente inerte, que no necesita refrigeración ni energía para conservar lo que guarda.
Otro aspecto relevante es la seguridad: al tratarse de un medio fuera de línea, los datos grabados en el vidrio no están expuestos a ciberataques remotos. La única manera de acceder a ellos sería mediante el equipo de lectura adecuado o, directamente, sustrayendo físicamente las placas.
Del laboratorio al archivo: posibles usos en Europa y en el resto del mundo
Los responsables de Project Silica insisten en que no se trata de una tecnología pensada para el usuario doméstico. El objetivo principal es el archivo de grandes volúmenes de información que rara vez se modifican, pero que deben conservarse de forma fiable durante mucho tiempo.
En Europa, un sistema así podría tener aplicaciones directas en instituciones públicas y privadas que gestionan enormes repositorios de datos: archivos históricos nacionales, registros civiles y mercantiles, documentación legal, colecciones audiovisuales de televisiones públicas, o bancos de datos científicos generados por universidades y centros de investigación.
Los investigadores mencionan de forma explícita el potencial para conservar documentos legales, datos personales que deban guardarse durante décadas y archivos comerciales de empresas que necesitan asegurar su trazabilidad. También se han explorado usos culturales, como la preservación de catálogos musicales en proyectos específicos a muy largo plazo.
En paralelo, la propia Microsoft estudia cómo integrar este tipo de soporte en la infraestructura de centros de datos que dan servicio a plataformas en la nube. Para operadores de servicios cloud europeos, utilizar vidrio como capa de archivo profundo podría reducir tanto los costes de mantenimiento como el impacto ambiental asociado al consumo energético continuo.
Incluso se plantean casos de uso fuera del planeta. Algunos proyectos conceptuales, similares al espíritu del famoso “disco de oro” de las sondas Voyager, han señalado este tipo de vidrio como candidato para cápsulas de datos enviadas al espacio profundo, precisamente por su resistencia a la radiación y a condiciones extremas.
Costes, materiales y pasos hacia la comercialización
Uno de los avances más relevantes de los últimos años ha sido la transición desde la sílice fundida de alta pureza al vidrio de borosilicato. La primera ofrece propiedades excepcionales, pero es cara de fabricar y solo algunos proveedores pueden suministrarla con las características necesarias.
El vidrio de borosilicato, en cambio, es un material ampliamente disponible y mucho más económico, utilizado a diario en vajillas resistentes al calor, instrumental de laboratorio o puertas de horno. Demostrar que la tecnología de escritura láser funciona sobre este tipo de vidrio abre la puerta a abaratar el soporte y facilitar su producción a gran escala.
Las mejoras en los dispositivos de escritura y lectura también apuntan en dirección a la comercialización. Al reducir el número de componentes y simplificar la óptica, se abarata el equipo y se facilita su mantenimiento, un aspecto clave si se pretende desplegar esta tecnología en centros de datos repartidos por Europa o por otros continentes.
Pese a ello, expertos en patrimonio digital y conservación de datos recuerdan que quedan retos por resolver antes de que este tipo de archivo sea una solución estándar. Entre ellos, garantizar que dentro de siglos siga existiendo la documentación y el conocimiento técnico necesarios para leer las placas, algo que ya ha ocurrido con otros formatos hoy prácticamente imposibles de descodificar.
También se apunta al coste inicial de la infraestructura: los láseres de femtosegundo y la instrumentación óptica de alta precisión no son baratos, por lo que, al menos en un primer momento, la tecnología estaría reservada a grandes organizaciones, administraciones públicas y empresas con necesidades muy específicas de archivo.
Un sistema WORM: escribir una vez, leer muchas
El propio diseño del sistema hace que Project Silica sea idóneo para almacenamiento de archivo, pero no para trabajo diario. El vidrio no está pensado para ser reescrito constantemente: la información se graba una única vez y, a partir de ahí, solo se lee cuando es necesario.
Este enfoque, conocido como WORM (Write Once, Read Many), encaja bien con conjuntos de datos que rara vez cambian: expedientes cerrados, colecciones audiovisuales históricas, datos científicos que deben preservarse tal y como se generaron o copias maestras de sistemas críticos que solo se consultarían en caso de desastre.
La velocidad de escritura es todavía modesta en comparación con las unidades de estado sólido o los discos de alta gama, pese a la escritura en paralelo. Eso no supone un gran problema para archivos donde la prioridad es la durabilidad, pero limita su uso para aplicaciones que requieran modificaciones frecuentes o acceso ultrarrápido en tiempo real.
En la práctica, esta tecnología se perfila como una capa adicional dentro de una estrategia de almacenamiento por niveles: los datos calientes seguirían en sistemas habituales, mientras que los archivos a muy largo plazo se trasladarían al vidrio. Desde el punto de vista de la gestión de datos empresariales, supondría repensar qué merece la pena conservar durante décadas y qué puede descartarse.
Para los operadores de centros de datos europeos, esto implicaría adaptar políticas de retención, seguridad y recuperación ante desastres, integrando procesos automáticos que identifiquen los conjuntos de datos adecuados para ser “congelados” en vidrio.
Impacto ambiental y energético de un archivo casi pasivo
Otro argumento a favor del almacenamiento en vidrio es su potencial para reducir el consumo energético asociado al archivo masivo de información. Hoy en día, los centros de datos destinados a guardar copias de seguridad y archivos de larga duración deben seguir encendidos y refrigerados para que los dispositivos magnéticos u ópticos no se degraden prematuramente.
El vidrio, por el contrario, se comporta como un soporte pasivo: una vez grabados los datos, no necesita energía para mantenerse estable. Las placas pueden guardarse en estanterías o bibliotecas especializadas sin requerir sistemas de climatización tan estrictos como los de un CPD convencional, lo que reduce tanto el gasto directo como las emisiones asociadas.
En un continente como Europa, donde las políticas de sostenibilidad y reducción de huella de carbono marcan la agenda tecnológica, el atractivo de un archivo casi sin consumo en reposo es evidente. Grandes infraestructuras como centros de supercomputación, organismos europeos o empresas con presencia global podrían rebajar su impacto ambiental si una parte de sus datos fríos se trasladara a estos soportes.
A esto se suma la cuestión de los residuos electrónicos. La sustitución periódica de discos, cintas o unidades SSD genera una cantidad considerable de chatarra tecnológica que debe reciclarse o gestionar adecuadamente. Un medio de larga vida como el vidrio reduce de forma notable el número de recambios necesarios.
Al mismo tiempo, el desarrollo de esta tecnología plantea la necesidad de garantizar procesos de fabricación y reciclaje responsables del propio vidrio, así como del equipamiento óptico asociado. La transición hacia este tipo de soluciones no elimina por completo el impacto ambiental, pero puede desplazar buena parte del consumo de energía al momento de la escritura y la lectura, en lugar de mantenerlo de forma continua.
En conjunto, el trabajo de Microsoft Research con Project Silica dibuja un escenario en el que la memoria digital de la humanidad podría descansar en pequeñas piezas de vidrio, casi indestructibles y sin necesidad de energía. Aunque todavía quedan pasos para que los archivos nacionales europeos, las grandes bibliotecas o los centros de datos comerciales adopten de forma masiva esta tecnología, los resultados actuales ya muestran un sistema completo de escritura, almacenamiento y lectura que funciona en condiciones de laboratorio y empieza a abordar los desafíos de coste y escalabilidad. Si ese camino continúa, no es descabellado imaginar que buena parte del conocimiento generado en el siglo XXI acabe conservado en un soporte tan sencillo en apariencia como una humilde placa de vidrio.