Desenvolvimento de algoritmos para inferir a cor do substrato tingido a partir da concentração de corante esgotado

Abstract

Apesar da evolução registada, o controlo dos processos de tingimento continua ainda a ser realizado de forma indireta. Monitorizam-se e controlam-se as variáveis do processo que, possivelmente, exercem maior influência na evolução do mesmo, em especial a temperatura, o pH e a concentração de eletrólitos, sem contudo avaliar aquela que é a verdadeira variável de saída do sistema, a cor do substrato tingido. Este tipo de mecanismo de controlo não permite detetar precocemente desvios nos resultados esperados, induzidos por outras variáveis que não as controladas pelo sistema. Dessa forma, a probabilidade da ocorrência de não-conformidades, que se traduzem em desvios de intensidade de cor nos cenários menos graves e em desvios de intensidade e tonalidade nos casos mais graves, aumenta. A utilização deste tipo de metodologias de monitorização e controlo resulta em grande parte da impossibilidade de se medir diretamente a evolução da cor do substrato no decorrer dos processos de tingimento por esgotamento. Isto deve-se às limitações físicas impostas pelas condições e equipamentos utilizados no desenvolvimento deste tipo de processos. Assim, torna-se necessário encontrar métodos que permitam avaliar de forma indireta, mas precisa, a evolução da cor do substrato no decorrer do processo de tingimento. Só dessa forma será possível implementar mecanismos de controlo dos processos de tingimento que avaliem e controlem a evolução da cor do substrato, aumentando a sua eficácia e consequentemente reduzindo o número de não-conformidades obtidas. Uma das formas de atingir esse objetivo passa por inferir a evolução da cor do substrato através da concentração de corante esgotado no decorrer do processo. Para tal, será necessário desenvolver modelos matemáticos que permitam estabelecer a correlação entre essas variáveis, tendo esse sido o objetivo do presente trabalho.

Despite the current evolution of evaluation processes, the monitoring and control of the dyeing process is still done in an indirect fashion, utilizing and controlling variables that supposedly exert a large influence in the process like temperature, pH and electrolyte concentration, however, this does not evaluate the real exist variable of this system, the colour of the dyed substrate. These types of control mechanisms are not able to pre-emptively detect deviations in the exit variable, making it so the process is more reactionary than preventive and facilitating the increase of non-conformities that in a best case scenario result in slight shifts in colour intensity and worse cases result in both a shift in colour intensity and tonality. The errors introduced by lack of active monitoring systems are compounded with defects and impurities present in dyes, pigments, and other items, exacerbating the problem of the lack of matches between batches. Because of the number of variables affecting the coloration of materials, it is essential to establish a valid experimentation method that allows to predict and achieve the expected colour. The use of these monitoring and control methodologies result, in most cases, from an inability to directly read and evaluate the evolution of the coloured substrate during exhaust dyeing processes due to conditions and equipment constraints. Since it is fundamentally necessary to control the exit variable of a system, it is necessary to find new methods that enable an indirect evaluation of a coloured substrate at any point of the process so that new control and monitoring mechanisms can be developed and that corrective actions can be taken, thus reducing the number of nonconformities and errors. One way to reach this goal would be to infer the colour of a substrate using the concentration of dye present in said substrate since we can easily establish this knowing how much dye exhausted during the process itself. To achieve this, mathematical models must be developed that establish a relationship between these variables, this being the goal of this project.