Descubre por qué surgieron las bases de datos NoSQL: la escala web, la necesidad de datos flexibles y los límites de los sistemas relacionales, además de los modelos principales y sus compensaciones.
NoSQL surgió cuando muchos equipos se encontraron con una discordancia entre lo que sus aplicaciones necesitaban y para qué estaban optimizadas las bases de datos relacionales tradicionales (bases SQL). SQL no “falló”, pero a escala web algunos equipos empezaron a priorizar objetivos distintos.
Primero, escala. Las aplicaciones de consumo populares comenzaron a ver picos de tráfico, escrituras constantes y volúmenes masivos de datos generados por usuarios. Para estas cargas, “comprar un servidor más grande” resultó caro, lento de implementar y, en última instancia, limitado por la máquina más grande que podrías operar razonablemente.
Segundo, cambio. Las características de producto evolucionaban rápido y los datos detrás de ellas no siempre encajaban bien en un conjunto fijo de tablas. Añadir nuevos atributos a perfiles de usuario, almacenar múltiples tipos de eventos o ingerir JSON semiestructurado desde distintas fuentes a menudo implicaba migraciones repetidas de esquema y coordinación entre equipos.
Las bases relacionales son excelentes para imponer estructura y habilitar consultas complejas sobre tablas normalizadas. Pero algunas cargas de alto volumen hicieron que esas fortalezas fuesen más difíciles de aprovechar:
El resultado: algunos equipos buscaron sistemas que intercambiasen ciertas garantías por un escalado más simple y una iteración más rápida.
NoSQL no es una única base de datos o diseño. Es un término paraguas para sistemas que enfatizan una mezcla de:
NoSQL nunca estuvo pensado para ser un reemplazo universal de SQL. Es un conjunto de compensaciones: puedes ganar escalabilidad o flexibilidad de esquema, pero quizá aceptes garantías de consistencia más débiles, menos opciones de consulta ad-hoc o más responsabilidad en el modelado de datos a nivel de aplicación.
Durante años, la respuesta estándar a una base de datos lenta fue sencilla: compra un servidor más grande. Añade más CPU, más RAM, discos más rápidos y conserva el mismo esquema y modelo operativo. Este enfoque de “escalar verticalmente” funcionó—hasta que dejó de ser práctico.
Las máquinas de gama alta se encarecen rápidamente y la curva precio/rendimiento acaba siendo desfavorable. Las actualizaciones suelen requerir aprobaciones presupuestarias grandes e infrecuentes y ventanas de mantenimiento para mover datos y hacer el corte. Incluso si puedes permitirte hardware más grande, un único servidor tiene un techo: un bus de memoria, un subsistema de almacenamiento y un nodo primario que absorbe la carga de escritura.
A medida que los productos crecían, las bases de datos afrontaban presión constante de lectura/escritura en lugar de picos ocasionales. El tráfico se volvió verdaderamente 24/7 y ciertas características generaron patrones de acceso desiguales. Un pequeño número de filas o particiones muy accedidas podía dominar el tráfico, produciendo tablas calientes (o claves calientes) que lastraban todo lo demás.
Los cuellos de botella operativos se hicieron comunes:
Muchas aplicaciones también necesitaban estar disponibles en varias regiones, no solo rápidas en un centro de datos. Una única base de datos “principal” en un lugar aumenta la latencia para usuarios lejanos y hace que las caídas sean más catastróficas. La pregunta cambió de “¿Cómo compramos una caja más grande?” a “¿Cómo ejecutamos la base de datos en muchas máquinas y ubicaciones?”
Las bases relacionales brillan cuando la forma de tus datos es estable. Pero muchos productos modernos no se quedan quietos. Un esquema de tabla es deliberadamente estricto: cada fila sigue el mismo conjunto de columnas, tipos y restricciones. Esa previsibilidad es valiosa—hasta que estás iterando rápido.
En la práctica, los cambios frecuentes de esquema pueden ser caros. Una actualización aparentemente pequeña puede requerir migraciones, backfills, actualizaciones de índices, planificación de despliegues coordinados y compatibilidad para que rutas de código antiguo no fallen. En tablas grandes, incluso añadir una columna o cambiar un tipo puede convertirse en una operación que consume tiempo y con riesgo operativo real.
Esa fricción empuja a los equipos a retrasar cambios, acumular soluciones provisionales o almacenar blobs desordenados en campos de texto—ninguna de las cuales es ideal para iterar rápido.
Muchos datos de aplicación son naturalmente semiestructurados: objetos anidados, campos opcionales y atributos que evolucionan con el tiempo.
Por ejemplo, un “perfil de usuario” puede comenzar con nombre y correo, luego crecer para incluir preferencias, cuentas vinculadas, direcciones de envío, ajustes de notificación y flags de experimentos. No todos los usuarios tienen todos los campos y los campos nuevos llegan gradualmente. Los modelos estilo documento pueden almacenar formas anidadas y desiguales directamente sin forzar a cada registro a un mismo template rígido.
La flexibilidad también reduce la necesidad de joins complejos para ciertas formas de datos. Cuando una pantalla necesita un objeto compuesto (un pedido con ítems, info de envío e historial de estado), los diseños relacionales pueden requerir múltiples tablas y joins—además de capas ORM que intentan ocultar esa complejidad pero a menudo añaden fricción.
Las opciones NoSQL facilitaron modelar datos más cercanos a cómo la aplicación los lee y escribe, ayudando a los equipos a lanzar cambios más rápido.
Las aplicaciones web no solo se hicieron más grandes: cambiaron de forma. En lugar de servir a un número predecible de usuarios internos durante horas laborales, los productos empezaron a servir a millones de usuarios globales a cualquier hora, con picos repentinos impulsados por lanzamientos, noticias o compartidos sociales.
La expectativa de estar siempre disponibles subió el listón: el tiempo de inactividad pasó a ser noticia, no una molestia. Al mismo tiempo, se pedía a los equipos que lanzaran características más rápido—a menudo antes de saber cuál sería el modelo de datos “final”.
Para mantener el ritmo, escalar un único servidor dejó de ser suficiente. Cuanto más tráfico manejabas, más querías capacidad que pudieras añadir incrementalmente: añadir otro nodo, repartir carga, aislar fallos.
Esto empujó la arquitectura hacia flotas de máquinas en lugar de una única "caja principal" y cambió lo que los equipos esperaban de las bases de datos: no solo corrección, sino rendimiento predecible bajo alta concurrencia y comportamiento elegante cuando partes del sistema están enfermas.
Antes de que “NoSQL” fuese una categoría mainstream, muchos equipos ya estaban adaptando sistemas a realidades web-scale:
Estas técnicas funcionaban, pero trasladaban la complejidad al código de aplicación: invalidación de caché, mantener datos duplicados consistentes y construir pipelines para registros “listos para servir”.
A medida que estos patrones se convirtieron en estándar, las bases de datos tuvieron que soportar distribuir datos entre máquinas, tolerar fallos parciales, manejar altos volúmenes de escritura y representar datos que evolucionan de forma limpia. Los sistemas NoSQL emergieron en parte para convertir estrategias comunes de web-scale en capacidades de primera clase en lugar de atajos constantes.
Cuando los datos viven en una máquina, las reglas parecen simples: hay una única fuente de verdad y cada lectura o escritura puede comprobarse de inmediato. Cuando repartes datos entre servidores (a menudo entre regiones), aparece una nueva realidad: los mensajes pueden retrasarse, los nodos pueden fallar y partes del sistema pueden dejar de comunicarse temporalmente.
Una base de datos distribuida debe decidir qué hacer cuando no puede coordinarse con seguridad. ¿Debe seguir atendiendo peticiones para que la app permanezca “arriba”, aun cuando los resultados puedan estar un poco desactualizados? ¿O debe rechazar operaciones hasta confirmar que las réplicas concuerdan, lo que puede parecer tiempo de inactividad para los usuarios?
Estas situaciones ocurren durante fallos de routers, redes sobrecargadas, despliegues progresivos, malas configuraciones de firewall y retardos en replicación entre regiones.
El teorema CAP es un atajo para tres propiedades que uno querría al mismo tiempo:
El punto clave no es “elige dos para siempre.” Es: cuando ocurre una partición de red, debes elegir entre consistencia y disponibilidad. En sistemas web-scale, las particiones se tratan como inevitables—especialmente en configuraciones multinodo y multirregión.
Imagina que tu app corre en dos regiones para resiliencia. Un corte de fibra o un problema de ruteo impide la sincronización.
Distintos sistemas NoSQL (e incluso distintas configuraciones del mismo sistema) hacen diferentes compromisos según lo que importe más: experiencia de usuario durante fallos, garantías de corrección, simplicidad operativa o comportamiento de recuperación.
Escalar horizontalmente significa aumentar capacidad añadiendo más máquinas (nodos) en lugar de comprar un servidor más grande. Para muchos equipos, esto fue un cambio financiero y operativo: nodos commodity se pueden añadir incrementalmente, se esperan fallos y el crecimiento no exige migraciones riesgosas a “big box”.
Para hacer útiles a muchos nodos, los sistemas NoSQL se apoyaron en sharding (también llamado particionado). En lugar de que una base de datos maneje cada petición, los datos se dividen en particiones y se distribuyen entre nodos.
Un ejemplo simple es particionar por una clave (como user_id):
Las lecturas y escrituras se reparten, reduciendo hotspots y permitiendo que el rendimiento crezca al añadir nodos. La clave de partición se convierte en una decisión de diseño: elige una clave alineada con los patrones de consulta o podrías canalizar demasiado tráfico en un solo shard.
La replicación consiste en mantener múltiples copias de los mismos datos en distintos nodos. Esto mejora:
La replicación también permite dispersar datos por racks o regiones para sobrevivir a fallos localizados.
Sharding y replicación introducen trabajo operativo continuo. A medida que los datos crecen o los nodos cambian, el sistema debe reequilibrar—mover particiones mientras permanece en línea. Si se maneja mal, el reequilibrio puede causar picos de latencia, cargas desiguales o faltas temporales de capacidad.
Este es un compromiso central: escalado más barato vía más nodos a cambio de mayor complejidad en distribución, monitorización y manejo de fallos.
Una vez que los datos están distribuidos, la base debe definir qué significa “correcto” cuando las actualizaciones ocurren concurrentemente, las redes se retrasan o los nodos no pueden comunicarse.
Con consistencia fuerte, una vez que una escritura se reconoce, todo lector debería verla de inmediato. Esto coincide con la experiencia de “fuente única de verdad” que mucha gente asocia con bases relacionales.
El reto es la coordinación: las garantías estrictas entre nodos requieren múltiples mensajes, esperar suficientes respuestas y manejar fallos a mitad de vuelo. Cuanto más separados estén los nodos (o más ocupados), más latencia puedes introducir—a veces en cada escritura.
La consistencia eventual relaja esa garantía: después de una escritura, distintos nodos pueden devolver respuestas diferentes temporalmente, pero el sistema converge con el tiempo.
Ejemplos:
Para muchas experiencias de usuario, esa discordancia temporal es aceptable si el sistema sigue siendo rápido y disponible.
Si dos réplicas aceptan actualizaciones casi al mismo tiempo, la base necesita una regla de fusión.
Enfoques comunes incluyen:
La consistencia fuerte suele valer el coste en transferencias de dinero, límites de inventario, nombres de usuario únicos, permisos y cualquier flujo donde “dos verdades por un momento” pueda causar daño real.
NoSQL es un conjunto de modelos que hacen distintos compromisos en torno a escala, latencia y forma de los datos. Entender la “familia” ayuda a predecir qué será rápido, qué será doloroso y por qué.
Las bases clave-valor almacenan un valor bajo una clave única, como un enorme hashmap distribuido. Dado que el patrón de acceso suele ser “get por clave” / “set por clave”, pueden ser extremadamente rápidas y escalables horizontalmente.
Son fantásticas cuando ya conoces la clave de búsqueda (sessions, caché, feature flags), pero limitadas para consultas ad-hoc: filtrar por múltiples campos no es el objetivo del sistema.
Las bases documentales almacenan documentos tipo JSON (a menudo agrupados en colecciones). Cada documento puede tener una estructura ligeramente distinta, lo que soporta flexibilidad de esquema conforme los productos evolucionan.
Se optimizan para leer y escribir documentos completos y para consultar por campos dentro de ellos—sin forzar tablas rígidas. La compensación: modelar relaciones puede complicarse y los joins (si existen) suelen ser más limitados que en sistemas relacionales.
Las bases wide-column (inspiradas en Bigtable) organizan datos por claves de fila, con muchas columnas que pueden variar por fila. Brillan en tasas masivas de escritura y almacenamiento distribuido, siendo idóneas para series temporales, eventos y logs.
Suelen recompensar el diseño cuidadoso alrededor de patrones de acceso: consultas eficientes por clave primaria y reglas de clustering, no por filtros arbitrarios.
Las bases de datos de grafos tratan las relaciones como dato de primera clase. En lugar de hacer joins repetidamente, recorren aristas entre nodos, haciendo naturales y rápidas las consultas del tipo “¿cómo están conectadas estas cosas?” (análisis de fraude, recomendaciones, dependencias).
Las bases relacionales fomentan la normalización: dividir datos en muchas tablas y recomponerlos con joins en tiempo de consulta. Muchos sistemas NoSQL te empujan a diseñar alrededor de los patrones de acceso más importantes—a veces a costa de duplicación—para mantener la latencia predecible entre nodos.
En bases distribuidas, un join puede requerir traer datos de múltiples particiones o máquinas. Eso añade saltos de red, coordinación y latencia impredecible. La desnormalización (almacenar datos relacionados juntos) reduce viajes y mantiene una lectura “local” tan a menudo como sea posible.
Una consecuencia práctica: podrías almacenar el mismo nombre de cliente en un registro orders aunque también exista en customers, porque “mostrar las últimas 20 órdenes” es una consulta principal.
Muchas bases NoSQL soportan joins limitados (o ninguno), así que la aplicación asume más responsabilidad:
Por eso el modelado NoSQL suele empezar con: “¿Qué pantallas necesitamos cargar?” y “¿Cuáles son las consultas principales que deben ser rápidas?”.
Los índices secundarios pueden habilitar nuevas consultas ("buscar usuarios por email"), pero no son gratuitos. En sistemas distribuidos, cada escritura puede actualizar múltiples estructuras de índice, lo que conduce a:
user_profile_summary para servir la página de perfil sin escanear posts, likes y followsNoSQL no se adoptó porque fuera “mejor” en todo. Se adoptó porque los equipos estaban dispuestos a intercambiar ciertas comodidades de las bases relacionales por velocidad, escala y flexibilidad bajo la presión web-scale.
Escalar horizontalmente por diseño. Muchos sistemas NoSQL hicieron práctico añadir máquinas en lugar de actualizar continuamente un único servidor. Sharding y replicación fueron capacidades clave, no complementos.
Esquemas flexibles. Sistemas documentales y clave-valor permitieron evolucionar la aplicación sin pasar cada cambio de campo por la definición estricta de una tabla, reduciendo la fricción cuando los requisitos cambiaban semanalmente.
Patrones de alta disponibilidad. La replicación entre nodos y regiones facilitó mantener servicios activos durante fallos de hardware o mantenimiento.
Duplicación de datos y desnormalización. Evitar joins suele significar duplicar datos. Eso mejora lecturas pero incrementa almacenamiento e introduce la complejidad de “actualizar en todos lados”.
Sorpresas de consistencia. La consistencia eventual puede ser aceptable—hasta que no lo es. Los usuarios pueden ver datos obsoletos o casos límite confusos a menos que la aplicación esté diseñada para tolerar o resolver conflictos.
Analítica más difícil (a veces). Algunos almacenes NoSQL son excelentes para lecturas/escrituras operacionales, pero hacen las consultas ad-hoc, reporting o agregaciones complejas más engorrosas que los sistemas orientados a SQL.
La adopción temprana de NoSQL a menudo trasladó el esfuerzo de características de la base de datos a disciplina de ingeniería: monitorizar replicación, gestionar particiones, ejecutar compactación, planificar backups/restores y hacer pruebas de carga con escenarios de fallo. Los equipos con madurez operativa fuerte fueron los que más se beneficiaron.
Elige en función de realidades de la carga: latencia esperada, picos máximos, patrones de consulta dominantes, tolerancia a lecturas desactualizadas y requisitos de recuperación (RPO/RTO). La elección “correcta” suele ser la que coincide con cómo tu aplicación falla, escala y necesita ser consultada—no la que tiene la lista de características más impresionante.
Elegir NoSQL no debería empezar por marcas o hype: debe empezar por lo que tu aplicación necesita hacer, cómo crecerá y qué significa “correcto” para tus usuarios.
Antes de escoger un datastore, escribe:
Si no puedes describir claramente tus patrones de acceso, cualquier elección será conjetural—especialmente con NoSQL, donde el modelado a menudo se moldea por cómo lees y escribes.
Usa esto como filtro rápido:
Una señal práctica: si tu “verdad central” (pedidos, pagos, inventario) debe ser correcta siempre, conserva eso en SQL u otro almacén fuertemente consistente. Si atiendes contenido de alto volumen, sesiones, caché, feeds de actividad o datos generados por usuarios con estructura flexible, NoSQL puede encajar bien.
Muchos equipos triunfan con múltiples almacenes: por ejemplo, SQL para transacciones, una base documental para perfiles/contenido y un almacén clave-valor para sesiones. La meta no es complejidad por sí misma, sino alinear cada carga con la herramienta adecuada.
Aquí también importa el flujo de trabajo del desarrollador. Si iteras la arquitectura (SQL vs NoSQL vs híbrido), poder montar un prototipo funcional rápido—API, modelo de datos y UI—puede reducir riesgos. Plataformas como Koder.ai ayudan a generar apps full-stack desde chat, típicamente con frontend en React y backend en Go + PostgreSQL, y permiten exportar el código fuente. Incluso si luego introduces una tienda NoSQL para cargas específicas, tener un fuerte SQL “sistema de registro” más prototipado rápido, snapshots y rollback puede hacer los experimentos más seguros y veloces.
Sea lo que sea que elijas, pruébalo:
Si no puedes probar estos escenarios, tu decisión de base de datos seguirá siendo teórica—y producción hará las pruebas por ti.
NoSQL abordó dos presiones comunes:
No se trató de que SQL fuera “malo”, sino de que distintas cargas de trabajo priorizaban distintos compromisos.
El enfoque tradicional de “escalar hacia arriba” choca con límites prácticos:
Los sistemas NoSQL apostaron por escalar horizontalmente añadiendo nodos en lugar de comprar una caja cada vez más grande.
Los esquemas relacionales son estrictos por diseño: ideales para estabilidad, pero dolorosos si se itera rápido. En tablas grandes, incluso cambios “simples” pueden requerir:
Los modelos tipo documento reducen esa fricción al permitir campos opcionales y estructuras que evolucionan.
No necesariamente. Muchas bases de datos SQL pueden escalar horizontalmente, pero suele ser operacionalmente complejo (estrategias de sharding, joins entre shards, transacciones distribuidas).
Los sistemas NoSQL hicieron del particionado y la replicación una característica primera clase, optimizando patrones de acceso simples y previsibles a gran escala.
La desnormalización almacena los datos en la forma en que se leen, a menudo duplicando campos para evitar joins costosos entre particiones.
Ejemplo: mantener el nombre del cliente dentro de un registro orders para que "las últimas 20 órdenes" se lean en una sola operación rápida.
El coste es la complejidad de actualización: hay que mantener los datos duplicados consistentes mediante lógica en la aplicación o pipelines.
En sistemas distribuidos, la base de datos debe decidir qué hacer durante particiones de red:
CAP recuerda que, durante una partición, no puedes garantizar al mismo tiempo consistencia perfecta y disponibilidad total.
Consistencia fuerte: una vez que una escritura se confirma, todos los lectores la ven inmediatamente; suele requerir coordinación entre nodos.
Consistencia eventual: las réplicas pueden discrepar temporalmente, pero convergen con el tiempo. Funciona bien para feeds, contadores y experiencias donde tolerar breves desincronizaciones es aceptable.
Un conflicto ocurre cuando distintas réplicas aceptan actualizaciones concurrentes. Estrategias comunes:
La elección depende de si perder actualizaciones intermedias es aceptable para esos datos.
Guía rápida de ajuste:
Elige según tus patrones de acceso dominantes, no por popularidad general.
Empieza por requisitos y valida con pruebas:
Muchos sistemas reales son híbridos: SQL para la verdad canónica (pagos, inventario) y NoSQL para datos de alto volumen o flexibles (feeds, sesiones, perfiles).