Por qué es tan difícil recuperar datos de un disco duro con daños en los platos magnéticos

En el post de hoy hablaremos sobre una de las principales y mayores dificultades que nos encontramos en el laboratorio a la hora de recuperar datos: las superficies rayadas.

Sobre los discos duros y los platos magnéticos

Los datos en un disco duro, por si hubiese duda, se almacenan en una fina capa de material ferromagnético depositado sobre unos platos o discos, normalmente de aluminio o algún tipo de vidro o cerámica. Esta capa no está expuesta directamente al entorno del interior de la carcasa del disco duro, sino que está protegida por una o varias capas adicionales, normalmente una de fibra de carbono y otra de un material parecido al teflón, que ofrece una fricción mínima al desplazamiento de las cabezas lectoras y escritoras que acceden y escriben la información. Además de la función protectora, otra función sumamente importante de esta capa es la de garantizar estabilidad a la cabeza deslizante, especialmente en lo que separación se refiere, que es del orden de varias centenas de nanómetros.

Durante el funcionamiento del disco, las cabezas lectoras/escritoras se deslizan suavemente sobre la superficie de los platos magnéticos, separados por una finísima capa de aire que se genera debido al mismo giro de los propios discos. Habitualmente, las cabezas no pueden salir de su zona de estacionamiento si no se ha alcanzado la velocidad adecuada de giro, que está controlado por un bloqueador que se desactiva cuando el aire que recubre los platos magnéticos alcanza el flujo adecuado:

Un fallo fatal

Si las cabezas lectoras entrasen directamente en contacto con la superficie del disco, salvando la fina película de aire que los separa, bien porque el disco no estuviese girando a la velocidad adecuada, bien por una dilatación debido a altas temperaturas, o bien debido a vibraciones (debido a caídas o golpes, por ejemplo), es muy probable que éstas atravesasen las capas de protección deslizantes y de fibra de carbono, provocando proyecciones de material de carbono que se esparcirían rápidamente por el resto del disco duro, y provocando a su vez un surco en la superficie del disco duro que en última instancia podría suponer el levantamiento del material ferromagnético que contiene toda la información. Normalmente, la consecuencia de este desastre se puede apreciar en forma de surco, en una o más superficies de los platos magnéticos, lo que se conoce como un headcrash.

Recuperación de datos de un disco duro con headcrash

Las posibilidades de recuperar los datos de un disco duro con headcrash, antes de entrar en materia, son escasas. Cuando una partícula se cuela entre los platos y los deslizadores de las cabezas del disco duro, o cuando debido a vibraciones u otras causas las cabezas impactan o aterrizan contra la superficie de los platos, atravesando todas las capas de protección, el daño se esparce rápidamente. Las cabezas están hechas de materiales plásticos duros, y si el disco está girando y la cabeza no sale rebotada del impacto, el giro del propio disco provoca los surcos circulares típicos de un headcrash en los platos magnéticos.

La única solución posible de recuperación de datos de un disco en este estado pasa por la apertura del HDA (Head Disk Assembly, o montaje de cabezas y discos; es decir, lo que viene siendo la carcasa). La apertura no se puede tomar a la ligera. Los discos duros vienen calibrados fábrica, y las cabezas están a menudo sujetas por uno o dos tornillos a la propia carcasa del disco duro. Desmontar el HDA implica necesariamente quitar estos tornillos, lo cual supone a la vez la pérdida de la calibración fina de fábrica de los cabezales, lo cual puede dejar al disco inoperable. Por otro lado, al abrir la carcasa del disco duro, lo más probable es que éste se contamine de partículas de polvo y otras partículas en suspensión que hay en el ambiente, o incluso pegadas a la parte externa de la carcasa.
La apertura del disco, por tanto, hay que hacerla bajo las más estrictas condiciones de limpieza, en ambientes limpios conocidos como habitaciones limpias o cámaras limpias.

Una vez abierto el disco, se procede a una inspección visual del mismo, comprobando que al menos en una superficie de los platos existe headcrash.

Llegados a este punto, entran en juego otros conocimientos técnicos, como la importancia de la zona afectada para el funcionamiento del disco. Esta información es crucial, pues es posible que la zona afectada contenga información crucial para el funcionamiento del disco (el área de servicio), que contiene parámetros adaptativos de calibración y factores de correción de amplificación y otros valores.

Sabido eso, el principal problema que nos encontramos es que cuando se sustituyen los cabezales estropeados por unos nuevos, éstos, al comenzar a deslizarse por la superficie de los platos magnéticos, inevitablemente se van a topar con la zona dañada de los platos, de modo que si el surco o los rayajos son lo bastante profundos, las nuevas cabezas van a quedar instantáneamente inutilizadas, provocando un nuevo headcrash en los platos antes siquiera de que el disco haya podido terminar de calibrar y entrar en modo de ready. Si los daños son muy pequeños, y poco significantes incluso a las escalas micro o nanométricas que son de consideración para el funcionamiento de las cabezas lectoras, es posible que el disco duro aguante tiempo suficiente girando, sin provocar grandes daños, como para que calibre y se pueda proceder a la recuperación de datos. Sin embargo, las cabezas se erosionan rápidamente, esparciendo partículas por todo el ambiente del disco duro que se desprenden de las mismas con el girar del disco (al pasar éstas por las zonas dañadas), y en ocasiones es preciso utilizar múltiples cabezales de repuesto para poder extraer los datos del disco duro. La recuperación de datos en estos casos se convierte en un proceso largo y costoso, debido a la necesidad de adquirir múltiples repuestos de cabezales compatibles, y la no garantía de que después del esfuerzo, la información vaya a poder recuperarse.