A Evolução da Fita de Vídeo: Revolucionando Mídia e Entretenimento Doméstico

Introdução

A fita de vídeo é um componente integral da tecnologia de vídeo que impactou profundamente as indústrias de mídia e entretenimento doméstico. Primeiramente controlada pela indústria da televisão, a fita de vídeo e a tecnologia de vídeo estão agora amplamente disponíveis ao setor privado e levaram a mudanças significativas na forma como a informação é distribuída e o entretenimento é criado.

A fita de vídeo trata de gravação magnética. Introduzida comercialmente em 1956, a gravação magnética era uma tecnologia relativamente nova. Fita de vídeo e todas as outras formas de fita de gravação são iguais no sentido de que são magnéticas. A fita de vídeo, de fato, é muito similar em composição à fita de áudio. A maioria das fitas de vídeo consiste em uma camada de minúsculas partículas magnéticas aplicadas ao Mylar, um material plástico forte e flexível. Cerca de um bilhão de partículas magnéticas cobrem uma polegada quadrada de fita e funcionam como ímãs de barra microscópicos. Quando a fita passa sobre um eletroímã, a informação é gravada e reproduzida.

As partículas magnéticas são a parte mais importante da fita, pois são responsáveis por captar e transportar o sinal de vídeo. Tamanho, composição, densidade e distribuição das partículas determinam a qualidade de uma fita. Durante o processo de fabricação, as partículas são arranjadas no revestimento da fita. Durante o processo de gravação, cabeças de vídeo arranjam as partículas em padrões ditados pela voltagem variável do sinal de vídeo. Quando a fita é reproduzida, os padrões são captados por uma cabeça de reprodução e tornam-se a imagem de vídeo.

História

As primeiras fitas de gravação de vídeo eram cobertas de ferrugem com apoio de papel. As primeiras máquinas de gravação de vídeo gravavam sinais em um fio metálico fino. Quando se descobriu que a fita de vídeo magnética produzia melhores resultados, gravadores magnéticos foram construídos. Algumas das primeiras máquinas usavam pequenos eletroímãs que magnetizavam fio de liga de ferro enquanto passava entre carretéis cruzando sobre o eletroímã.

A fita magnética provou ser mais fácil de trabalhar porque não enrola ou dobra como fio. Inicialmente, óxidos metálicos como ferro eram pulverizados e aplicados à fita. Partículas magnéticas em fitas de vídeo iniciais eram relativamente grandes. Embora isso facilitasse o processo de fabricação, o tamanho das partículas limitava a eficácia das fitas. Mais tarde, cobalto foi adicionado às partículas para melhorar suas propriedades magnéticas.

Quando pesquisadores exploraram maneiras de reduzir o tamanho das partículas, descobriram que partículas menores resultavam em fita melhor. No entanto, partículas menores provaram ser mais difíceis de dispersar no material aglutinante durante a fabricação. Material aglutinante é uma mistura líquida de ingredientes que depois endurecem e dão estrutura à camada magnética da fita. Pesquisadores depois focaram em melhores formulações de aglutinante e técnicas de aplicação e melhoraram significativamente a qualidade da fita de vídeo.

Em 1951, a Bing Crosby Enterprises conduziu uma das primeiras demonstrações de gravação de fita de vídeo magnética. No entanto, a baixa velocidade da primeira fita de vídeo a tornou comercialmente impraticável. Ainda assim, os benefícios das fitas de vídeo foram imediatamente reconhecidos. Vantagens potenciais incluíam qualidade de transmissão melhorada, fitas reutilizáveis e custos de produção mais baratos.

Em 1956, a empresa Ampex introduziu a primeira máquina de fita de vídeo prática. Este primeiro modelo era uma grande máquina rolo-a-rolo que usava quatro cabeças de gravação e fita de duas polegadas de largura. Obviamente, esta invenção atraiu o interesse da indústria de transmissão de televisão e, em 30 de novembro de 1956, a CBS tornou-se a primeira rede a transmitir um programa usando fita de vídeo.

Uma grande inovação foi introduzida em 1969, quando a Sony apresentou sua série U-Matic de três quartos de polegada padrão EIAJ, o primeiro sistema de videocassete a se tornar amplamente aceito. O videocassete foi uma vasta melhoria no formato rolo-a-rolo e teve um efeito profundo no campo de vídeo.

No início dos anos 1980, a Sony tornou-se a primeira empresa a estabelecer um mercado de consumidor para o sistema de videocassete com seu formato Betamax. Outros fabricantes logo seguiram, e o sistema VHS introduzido pela JVC, com sua fita de 1,3 cm (0,5 pol), logo dominou e continua a dominar o mercado. Em 1984, Kodak e General Electric introduziram o gravador de vídeo de oito milímetros, ou camcorder. Em 1995, a fita de vídeo digital foi introduzida. Gravação digital resultou em menos ruído de fundo e menos degradação de qualidade de imagem e som.

A introdução de fita digital aliada ao surgimento do Disco de Vídeo Digital (DVD), levou muitos a acreditar que os dias das fitas de videocassete padrão estavam contados. No entanto, em 2001, estimava-se que 90% dos lares tinham VCRs enquanto apenas 10% tinham DVD players. Com novos avanços na fabricação de fitas, bem como preferência do consumidor por fitas de vídeo, parece que levará muito tempo para a fita de vídeo seguir o caminho do dinossauro.

Matérias-Primas

A fita magnética atual é composta por três camadas principais: o filme base, a camada magnética e o revestimento traseiro. O filme base fornece o suporte físico e a resistência principal da fita. O filme base consiste principalmente de Tereftalato de Polietileno (PET) porque é durável e resistente ao estiramento. A camada magnética determina as propriedades magnéticas da fita. É composta de pós magnéticos, variando de óxidos de ferro de menor força a partículas metálicas de alta energia, que determinam as propriedades magnéticas da fita; aglutinantes que fornecem estrutura à camada, incluindo polímeros, adesivos, lubrificantes, limpadores, solventes, agentes de dispersão e compostos de controle estático; aditivos, como negro de carbono, que melhoram propriedades da fita; e lubrificantes, que diminuem atrito e desgaste. O revestimento traseiro, composto de lubrificantes, melhora a durabilidade e desempenho da fita.

Design

Nenhum dois fabricantes de fita empregam o mesmo processo exato de fabricação de fita de vídeo. Cada fabricante usa seus próprios materiais e variações no processo para ganhar vantagem sobre concorrentes. No entanto, o processo básico de fabricação é o mesmo para todas as empresas. Essencialmente, fabricar fita de vídeo envolve pegar um rolo de folha plástica transparente, pintá-lo com uma mistura de material aglutinante e partículas magnéticas, assá-lo em forno até que esta "tinta" seque, e cortar o rolo plástico largo em tiras finas que são enroladas em carretéis. As partículas magnéticas que revestem uma fita de vídeo são em forma de agulha. Isso permite que sejam compactadas firmemente na superfície da fita. Quanto maior a densidade magnética, melhor a fita. As melhores fitas usam partículas menores empacotadas em maior concentração.

Processo de Fabricação

O processo de fabricação, segundo a Sony, uma das maiores produtoras de fita de vídeo, é um processo multiestágio que inclui mistura, revestimento, calandragem, corte e acabamento.

1. O primeiro passo, mistura, envolve criar a camada magnética, ou "tinta", que revestirá uma fita. O pó magnético é primeiro pré-misturado com solventes e dispersantes, tipicamente poliuretano, que impedem o pó de flutuar sobre o solvente. O processo de mistura começa com o material magnético sendo dispersado por misturadores planetários grandes em grandes tanques metálicos. Quando o material magnético é dispersado, aglutinantes, aditivos e lubrificantes são adicionados e misturados. A tinta é então passada automaticamente para a etapa de moagem, quando é moída, ou laminada, por grandes rolos. Isso cria uma ação de cisalhamento que previne a formação de aglomerações na tinta.
2. Na segunda etapa, a etapa de revestimento, a tinta magnética é aplicada ao filme base em um processo contínuo que começa quando grandes rolos do filme base são alimentados em uma máquina chamada revestidor. O revestidor tem 36,6 m (120 pés) de comprimento e usa 400 kW de potência. O filme é puxado por seis motores através do revestidor a baixa tensão. No início do processo, a fita entra na extremidade da cabeça do revestidor, chamada de extremidade de desenrolamento. Novos rolos são automaticamente emendados quando o revestidor detecta o fim de um rolo. Um dispositivo mecânico chamado emenda voadora anexa o novo rolo de filme base, cortando a ponta do antigo, enquanto os rolos estão em movimento. (O dispositivo é chamado emenda voadora porque a emenda pode ser feita "no voo" enquanto o processo continua operando.) A cabeça do revestidor para de pintar o filme até que a nova emenda passe.
3. A cabeça do revestidor aplica a camada magnética ao filme base. Computadores monitoram e controlam o processo, para que uma camada fina e uniforme de tinta magnética possa ser aplicada sem defeitos. As camadas finas são medidas em submicrômetros, ou milionésimos de metro. O método de revestimento mais usado é chamado extrusão. Neste processo, a tinta é aplicada ao filme enquanto é soprada para fora, por pressão, através de uma pequena abertura. À medida que o filme base passa sobre a tinta extrudada, a tinta adere à superfície do filme base em uma camada lisa.
4. Após o revestimento, a fita ainda úmida é automaticamente passada através de um forte campo magnético que orienta fisicamente o material magnético em uma camada recém-revestida. Inicialmente, as partículas estão aleatoriamente arranjadas no aglutinante. Como o alinhamento físico é importante para a gravação magnética mais eficaz, as partículas são então orientadas na mesma direção. Isso é accomplished passando a fita através do campo magnético enquanto o aglutinante endurece. Quanto mais uniforme a dispersão e orientação das partículas, melhor a fita funcionará. A camada magnética está agora pronta para ser seca.
5. A secagem fixa as partículas agora orientadas antes que possam mudar de posição. Durante a secagem, solventes usados para mistura são evaporados e recuperados. A camada magnética da fita é estabilizada. Quando a secagem está completa, a fita passa por um scanner de raios-X que verifica a uniformidade da camada recém-aplicada.
6. Após a secagem e escaneamento, a fita é enrolada de volta em grandes rolos medindo até 1,2 m (4 pés) de largura e mais de 305 m (1.000 pés) de comprimento. Como a emenda voadora que iniciou o processo, uma fenda é feita na fita e o novo rolo começa automaticamente o enrolamento. A tensão da fita é mantida estável durante o revestimento. À medida que o rolo recém-enrolado aumenta gradualmente de tamanho, a velocidade do enrolamento é gradualmente diminuída para manter a tensão uniforme do início ao fim.
7. A terceira etapa envolve um processo chamado calandragem. Neste ponto, o espaço entre as partículas magnéticas não se fixou completamente. Portanto, é possível minimizar este espaço pelo processo de calandragem, que envolve compactar a camada que acabou de ser formada entre rolos de aço e rolos elásticos. Isso aumenta a densidade de empacotamento das partículas magnéticas para maximizar a densidade magnética da fita, e alisa a superfície da camada magnética, o que proporciona melhor contato fita-cabeça. Durante o processo, a fita é automaticamente alimentada através de uma série de rolos. Os rolos de aço fazem contato com o lado magnético da fita e os rolos elásticos fazem contato com o verso da fita, um método que cria pressão uniforme através do filme. Após este processo, as características finais de superfície e espessura da fita são definidas. A fita está agora pronta para ser cortada.
8. Antes de serem carregadas em cassetes, as fitas são cortadas na largura determinada por seu formato. Formatos de fita comumente usados incluem 1,3 cm (0,5 pol), 1,9 cm (0,75 pol) ou 2,5 cm (1 pol). A fita é emendada em um cortador composto por dois conjuntos de lâminas. À medida que a fita é puxada através do cortador, as lâminas cortam a fita na largura desejada. O corte é um processo muito preciso e é crítico para a qualidade das fitas. O processo é geralmente monitorado por lasers para detectar defeitos como dobras ou microfuros. A fita é cortada dentro de mícrons da largura desejada para garantir operação suave em VCR ou camcorder. Uma borda mal cortada pode soltar óxido, filme base e partículas com revestimento traseiro. Após o corte, a fita passa por uma limpeza que remove qualquer detrito acumulado durante o processo. A fita é então enrolada em longos rolos "panqueca", que se assemelham a rolos de filme de cinema. A fita está agora pronta para a etapa de acabamento, quando será carregada em cassetes.
9. Na etapa de acabamento, os cassetes de fita são produzidos. Os cascos dos cassetes são criados a partir de plásticos derretidos que são colocados em uma cavidade metálica, ou molde, e formados nas metades superior e inferior dos cascos. Estas metades são mantidas juntas por cinco parafusos. Componentes dos cascos de videocassete incluem dois carretéis que seguram a própria fita; uma porta móvel carregada por mola que abriga a fita seguramente dentro do casco; pinos e rolos de aço inoxidável que protegem a fita contra arranhões; rolos de baixo atrito que guiam a fita durante gravação ou reprodução; líder antiestático que previne acúmulo de poeira; e duas travas carregadas por mola que impedem a fita de enrolar dentro do casco. Os cascos de cassete vazios têm cubos com líder anexado. O líder é automaticamente emendado aos rolos panqueca, que são colocados em uma máquina de carregamento em cassete que enrola uma quantidade medida de fita no cassete. Em seguida, os cassetes carregados são montados com inserções de embalagem e colocados em mangas protetoras. Finalmente, os cassetes são embalados e encaixotados para envio.

Subprodutos/Resíduos

Em algumas fábricas, durante a produção, o solvente usado no processo de revestimento é recuperado e purificado e então usado novamente na fabricação de mais fitas. Os solventes são evaporados em secadores que usam correntes de ar. Isso cria uma mistura de ar e solvente que é transportada através de tubos para uma estação de recuperação de solvente. Nesta estação, o solvente e o ar são separados. O solvente é então destilado e armazenado para uso.

Controle de Qualidade

Geralmente, o controle de qualidade é contínuo ao longo do processo de fabricação.

Computadores, raios-X e lasers são usados para monitorar vários estágios. Ingredientes também são testados. Na Sony, antes do início da fabricação, ingredientes são verificados pelo laboratório de controle de qualidade contra especificações na formulação da fita. Óxido e partículas metálicas são verificados para uniformidade e tamanho. "Pegadas" magnéticas são testadas para garantir que conformam às características magnéticas. Aglutinantes e lubrificantes são verificados para pureza. O filme base de poliéster é verificado para consistência e resistência.

O Futuro

Avanços recentes em tecnologia e fabricação estão tornando fitas ainda melhores possíveis e apontando o caminho para o futuro. Na virada do novo século, a maioria das fitas que as pessoas usavam eram fitas de óxido. O revestimento magnético ativo era alguma forma de metal oxidado. Fitas feitas com revestimentos de metal puro, ou fita de metal evaporado, provaram ser superiores. Na fabricação de fita de metal evaporado, fabricantes empregam um processo diferente para depositar partículas magnéticas. Em vez de as partículas magnéticas serem transportadas em um aglutinante e pintadas na fita, elas são vaporizadas de um sólido e depositadas no filme base. Um feixe eletrônico aquece metal a milhares de graus dentro de uma câmara de vácuo. O metal então vaporiza e adere a um filme base especialmente preparado. Um revestimento protetor é aplicado a esta camada magnética. O resultado é um filme liso, fino e densamente empacotado de partículas magnéticas puras. Como nenhum aglutinante é usado, as partículas se enmalham com uma densidade que se aproxima do metal sólido. A corporação Sony liderou o caminho com este novo processo com seu processo Advanced Metal Evaporated, ou AME. Este tipo de fita representa uma tecnologia relativamente nova, e seus potenciais completos aguardam para ser explorados.

Onde Saber Mais

Livros

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

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

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

Outros

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

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

Dan Harvey