Cómo la espectrofotometría aporta nuevas facetas a las técnicas de teñido del cuero

Teñir el cuero es tanto una ciencia como un arte. Fuente de la imagen: Unsplash usuario Radek Skrzypczak

La marroquinería es una de las formas de arte más antiguas y constantes de la humanidad, que comenzó con el desarrollo de procesos de curtido que permitieron transformar pieles de animales en materiales flexibles y resistentes. A medida que los métodos de trabajo de la piel se ampliaron para incluir una amplia gama de posibilidades de manipulación estética, el cuero pasó a ser tan apreciado por su aspecto como por su utilidad y pronto se utilizó en todo tipo de objetos, desde zapatos hasta herramientas, pasando por muebles y objetos de arte. Desde la introducción de alternativas sintéticas a los tintes naturales, más intensas y rentables, los artículos de cuero pueden fabricarse ahora en un arco iris virtual de colores para satisfacer las necesidades de los consumidores más exigentes. Hoy en día, la moderna instrumentación espectrofotométrica ofrece a los fabricantes de artículos de cuero el más alto nivel de control de calidad del color disponible en la actualidad y está desempeñando un papel fundamental en la evaluación de nuevas tecnologías que amplían el potencial para un teñido del cuero más consistente y preciso.

La predicción de recetas por ordenador está mejorando la consistencia de las técnicas de teñido del cuero y facilitando la igualación de colores entre lotes, lo que permite integrar sin problemas piezas de cuero dispares en un mismo producto. Fuente de la imagen: Unsplash usuario Sean DuBois

Hacia técnicas predecibles de teñido del cuero

Hasta hace poco, el teñido de la piel seguía siendo relativamente especializado, impredecible y caro, y requería no sólo una amplia selección de tintes, sino también una cuidadosa formulación para conseguir tanto el comportamiento del tinte como el tono deseados. En las últimas décadas, sin embargo, los investigadores han desarrollado nuevas tecnologías que aumentan la facilidad, la consistencia y la viabilidad económica del teñido aplicando la teoría moderna del color a las técnicas de teñido del cuero. Combinando el teñido tricromático con la predicción de recetas por ordenador, los tintoreros son capaces de crear prácticamente cualquier color utilizando sólo tres tintes primarios, lo que aumenta el control de calidad al tiempo que reduce los costes de material y mano de obra. Como señala Alois G. Puntener:

La aplicación consecuente del nuevo principio de tintura aporta ventajas económicas que no deben subestimarse. Con unos pocos tintes se puede cubrir una amplia paleta de tonos, con la ventaja de que el tintorero no tiene que familiarizarse con demasiados tipos de tintes y sus propiedades. Esto reduce no sólo los costes de laboratorio para la predicción de recetas, sino también los costes de almacenamiento de tintes. La ventaja adicional es el posible uso de equipos de dosificación controlados por ordenador, con lo que se puede limitar en gran medida la probabilidad de que se produzcan errores e imprecisiones.1

La predicción de recetas por ordenador en sí es "la predicción de la reflectancia espectral (y, en última instancia, del color) a partir de una receta dada de colorantes". Los espectrofotómetros permiten a los tintoreros confirmar la exactitud de estas predicciones mediante sofisticados análisis espectrales en entornos de laboratorio y dentro de la línea de producción. La gama actual de instrumentos espectrofotométricos versátiles es capaz de producir lecturas precisas en los modos RSEX y RSIN, a la vez que emplea capacidades integradas de medición de la altura, lo que los hace ideales para evaluar cueros con una gama de texturas naturales y artificiales, a la vez que ofrece a los operarios la flexibilidad de analizar tanto el color como la apariencia. Como tal, la combinación de la predicción de recetas por ordenador con tecnologías colorimétricas avanzadas ofrece el mejor camino hacia la garantía de calidad.

Las redes neuronales artificiales abren una nueva vía en el teñido de la piel y facilitan la coloración precisa de artículos de piel nuevos y antiguos. Fuente de la imagen: Kai Oberhäuser, usuario de Pexels

Aplicación de redes neuronales artificiales a la predicción de recetas de color

La mayoría de las tecnologías actuales de predicción del color se basan en la teoría de Kubelka-Monk, "un enfoque iterativo [que] intenta minimizar la diferencia entre la muestra y los valores triestímulos predichos" 2. Aunque este modelo ha ampliado enormemente las oportunidades para un teñido del cuero a escala comercial consistente y rentable, no puede aplicarse a todas las situaciones. Por ello, los investigadores están experimentando con la aplicación de redes neuronales artificiales (RNA) a la predicción de recetas de color para superar las limitaciones de la teoría K-M y mejorar la formulación de tintes para cuero.

Las RNA siguen el modelo de los procesos biológicos y están diseñadas para aprender con el tiempo, lo que les permite adaptarse y ser más precisas en respuesta a la nueva información. Stephen Westland, del Colour & Imaging Institute de la Universidad de Derby, cree que la incorporación de estas potentes herramientas ofrece a la industria de fabricación del cuero un mayor nivel de control, al tiempo que elimina la necesidad de una compleja preparación de las muestras. Para probar su hipótesis, utilizó un espectrofotómetro de reflectancia basado en esferas para "computar las diferencias de color entre los espectros de reflectancia predichos y los espectros de reflectancia reales" en muestras teñidas con recetas basadas en K-M y RNA.3 Los datos espectrales revelaron que las RNA son capaces de predecir el color con precisión y, de hecho, superaron al modelo K-M.

Un estudio similar centrado específicamente en el teñido del cuero se publicó en Coloration Technology el año pasado y confirmó que las RNA ofrecen un rendimiento superior a la predicción basada en K-M. Al promediar muestras analizadas mediante instrumentación d/8° en modo RSEX, los investigadores del Instituto Central de Investigación del Cuero y la Universidad BSA de Chennai descubrieron que la RNA producía "resultados más fiables y consistentes... especialmente para un sustrato como el cuero", que históricamente ha sido propenso a la imprevisibilidad. Sin embargo, ambos estudios señalan que "para superar al modelo K-M, las RNA requerían más muestras de entrenamiento", lo que puede limitar su uso en el teñido de cuero en pequeños lotes o para fabricantes que realizan cambios frecuentes de color.

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