A biônica no projeto de produtos

A biônica no projeto de produtos

Jaime Ramos^I; Ingeborg Sell^II

^IM. Eng. Professor na Pontifícia Universidade Católica do Paraná - CCET. Rua Imaculada Conceição, 1155 - Prado Velho. 80215-901 - Curitiba-Pr

^IIDr. rer. nat. Professora na Universidade Federal de Santa Catarina - EPS. Caixa Postal 476 - Campos Universitário - Trindade. 88040-900 - Florianópolis - Sc

RESUMO

Este trabalho parte do pressuposto de que a natureza é uma boa fonte de idéias para a solução de problemas de projeto. Assim sendo, mostra-se aqui, onde, no processo de projeto, o conhecimento levantado e estruturado peia Biônica pode ser útil. E, para incrementar o uso deste conhecimento neste processo, apresenta-se um banco de dados na forma de um catálogo. Uma aplicação do catálogo numa tarefa de projeto, a nível de ensino, mostrou que a sistematização do conhecimento sobre os sistemas naturais facilita o seu uso na geração de soluções criativas.

Palavras-Chave: Projeto de Produto; Projeto de Processos; Biônica; Sistemas Naturais; Banco de Dados.

ABSTRACT

This work takes it for granted the nature is a good source of ideas for solution of design problems. In this way, this paper presents where, in design process, the knowledge acquired and structured by Bionics can be useful. In order to increase the utilization of this knowledge, we present a data-base in a catalogue form. In design process, the use of the catalogue shown, at teaching level, that systematization of natural systems knowledge facilitates its utilization, in the generation of creative solutions.

Key-Words: Product Design; Design of Process; Bionics; Natural Systems; Data-base

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Bibliografia

Anexo

"EXTRATO DO CATÁLOGO CONTENDO CARACTERÍSTICAS E APLICAÇÕES DE SISTEMAS NATURAIS"

CAMPO 1: Guia para pesquisa de aplicações de sistemas naturais

OBSERVAÇÕES:

As informações deste campo estão classificadas por FUNÇÕES organizadas em ordem alfabética.

No catálogo completo aparecem funções tais como:

ADERIR, AERODINAMIZAR, DESLIZAR, ESTRUTURAR, FIXAR, LOCALIZAR, MOVIMENTAR, PUXAR, PLANAR, TEXTURIZAR, UNIR.

EXTRATO DO CATÁLOGO CONTENDO CARACTERÍSTICAS E APLICAÇÕES DE SISTEMAS NATURAIS"

CAMPO 2: Descrição de sistemas naturais, características e aplicações

OBSERVAÇÃO: As informações deste campo estão classificadas por SISTEMAS NATURAIS e organizadas em ordem alfabética.

ABELHA, Colmeia da

Karl Von Frisch, apud Coineau (1989) ilustra as vantagens da forma hexagonal e demonstra que, se a abelha utilizasse as formas circulares, pentagonais ou octagonais na construção da colmeia, ao invés da forma hexagonal, haveria desperdício de cera. Se a forma utilizada fosse a triangular, quadrada ou hexagonal, esse inconveniente seria eliminado; mas é a forma hexagonal que combina melhor aproveitamento do material construtivo com resistência mecânica. Assim, a colmeia da abelha fornece um ótimo exemplo de construção leve, que combina baixo peso com elevada resistência mecânica.

Aplicação: ESTRUTURAR PAINÉIS RÍGIDOS

Estruturas de forma semelhante à da colmeia das abelhas constituem a camada intermediária dos materiais modernos, definidos como estruturas sanduíche. As estruturas sanduíche são empregadas na construção de painéis, pela sua leveza e rigidez. Estes painéis são compostos por uma camada intermediária na forma de colmeia e duas lâminas externas.

Informações adicionais:

COINEAU, Yves, KRESLING, Biruta.Le invenzioni delia natura e la biônica. Torino: Edizioni Paoline, 1989. 97 p.

ARANHA, Teia da

A teia da aranha é constituída por fios simples, unidos em vários pontos por adesão. O material dos fios possui resistência e elasticidade superior à maioria dos materiais tecnológicos. A teia possui fios secos e fios pegajosos. Sua função é a de proteger o inseto e capturar presas que são seu alimento. Os elementos em tração (dados pela rede da teia propriamente dita), e os elementos em compressão (plantas usadas para ancorar a teia), combinados com a disposição dos tios, conferem grande resistência a essa estrutura.

Aplicação: ESTRUTURAR CONSTRUÇÕES TÊNSEIS

O uso de tensores nas grandes construções traz, como vantagem principal, a redução do peso das grandes estruturas. Os exemplos mais comuns do uso de estruturas tênseis podem ser vistos em pontes e grandes coberturas.

Informações adicionais:

OTTO, Frei. Natürliche Konstruktionen. Stuttgart: Deutsche Verlags, 1982.

CARRAPICHO (Arctium lappa)

Esta semente é bastante conhecida por grudar na roupa de humanos ou nos pêlos de animais, que as carregam e as distribuem amplamente pelas áreas em que circulam. Esse mecanismo permite à planta conquistar novos espaços.

Aplicação: FIXAR OBJETOS

O engenheiro suíço Georges Mestral percebeu a possibilidade de desenvolver, a partir do estudo do carrapicho, um sistema de fixação flexível que pudesse ser conectado e desconectado várias vezes, sem a necessidade de regulagens ou apertos. O aperfeiçoamento desse sistema, para a produção industrial, exigiu oito anos de trabalho e muita persistência por parte do inventor.

O velcro é hoje utilizado amplamente como fecho para roupas, calçados, bolsas, pára-quedas e, até mesmo, como fixador de objetos.

Informações adicionais:

HERTEL, Heinrich. Structure form and movement. New York: Reinhold Publishing Corporation, 1966. 251p.)

COLUNA VERTEBRAL

A coluna vertebral é composta por elementos articulados rígidos (vértebras), unidos pelos ligamentos e articulados pelos movimentos da musculatura. Os elementos rígidos são mantidos sob compressão, e os ligamentos e a musculatura fazem o papel de tensores.

Aplicação: ESTRUTURAR COLUNAS FLEXÍVEIS

Otto (1982) propôs a construção de um pilar flexível baseado na combinação de elementos em tração com elementos em compressão, existentes na coluna vertebral.

Informações adicionais:

OTTO, Frei. Natürliche Konstruktionen. Stuttgart: Deutsche Verlags, 1982.

ESPONJA

A esponja é um animal aquático que vive preso ao fundo do mar e que pertence ao filo Porifera, que significa portadores de poros. Sua superfície é coberta por pequeninos poros.

Aplicação: ESTRUTURAR COBERTURAS AUTOPORTANTES

A esponja é uma estrutura muito leve. A partir do estudo da mesma, Otto (1982) construiu uma estrutura chata autoportante, para suportar cargas aplicadas perpendicularmente a essa superfície. Essa estrutura é reticulada e formada por barras, cuja configuração permite construções leves e muito resistentes, que utilizam um mínimo de material.

Informações adicionais:

OTTO, Frei.Natürliche Konstruktionen. Stuttgart: Deutsche Verlags, 1982.

LAGARTIXA

Uma lagartixa do sul da França tem as patas em forma de pás flexíveis. Com essa característica, o animal pode agarrar-se em superfícies escorregadias e subir, até mesmo, em paredes de vidro.

Aplicação: ADERIR SUPERFÍCIES

A forma de pás flexíveis tem sido utilizada na sola de alguns tipos de sapatos. Essa mesma forma pode ser aplicada em dispositivos para fixar ou melhorar a aderência entre superfícies.

Informações adicionais:

TALENTO Inventivo da Natureza. Revista Super Interessante, n. 4 , Abril de 1993. p. 62-66.

MEDUSA

As medusas deslocam-se expandindo seu corpo, como se fosse um guarda-chuva que abre e fecha rapidamente. Ao inflar, ela aprisiona uma certa quantidade de água no seu interior; ao contrair, ela expele um jato de água com uma força que gera uma outra equivalente na mesma direção, mas em sentido contrário sobre ela própria, permitindo o seu deslocamento.

Aplicação: MOVIMENTAR POR MEIO DE JATOS DE ÁGUA

Costeau apud Coineau (1989) utilizou um princípio semelhante ao do sistema propulsivo da medusa, ao desenvolver um disco submarino movido por dois jatos orientáveis, que garantem, ao mesmo tempo, a propulsão e a direção do disco.

Fonte: Coineau (1989, p.8),

O sistema propulsivo por reação da medusa e de outros animais aquáticos, pode ser aplicado em veículos que tenham que se movimentar na água ou em dispositivos para movimentar fluídos, tais como bombas ou agitadores.

Informações adicionais:

COINEAU, Yves, KRESLING, Biruta.Le invenzioni della natura e la bionica. Torino: Edizioni Paoline, 1989. 97 p.

MORANGO

O fruto do morangueiro possui a superfície externa coberta por sementes de forma esferoidal.

Aplicação: TEXTURIZAR SUPERFÍCIES

A superfície externa do morango foi pesquisada por Carlo Bombardelli e equipe, do Instituto Europeo di Design em Milão, como um dos modelos naturais para superfícies de interface táctil.

Informações adicionais:

BIONICS and Design. Design Dk, Kobenhavn N. 3, p. 25-32, 1991.

PERNAS, Insetos

Os insetos se deslocam graças ao movimento alternado dos seus três pares de patas. A cada movimento, os insetos avançam as pernas dianteira e traseira de um lado, e a perna central do outro.

Aplicação: MOVIMENTAR MÁQUINAS RASTEJANTES

Máquinas rastejantes, movidas por três pares de pemas - sistema denominado de trípode alternado -, não têm os problemas de equilíbrio das máquinas inspiradas nos bípedes ou quadrúpedes. Contudo, também necessitam de algum tipo de programação para executar os movimentos, e da ajuda da inteligência artificial para reconhecer e superar obstáculos.

Informações adicionais:

NACHTIGALL, W. La nature réinventée: Bionique. Paris: Librairie Plon,1987

• ANGELLUCCI, Enzo. Gli Aeroplani. Milano: Arnoldo Mondatori Editori, 1971.
• ARRUDA, Amilton José V. Proposta didattica metodológica: Utilizzo della classificazione naturale come elemento di studio bionico. Master in Industrial Design/Bionica. Milano: Istituto Europeo di Design, 1991.
• COINEAU, Yves, KRESLING, Biruta. Le invenzioni della natura e la bionica Torino: Edizioni Paoline, 1989. 97 p.
• GERARDIN, Lucien. Bionics New York: World University Library, 1968.
• NACHTIGALL, Werner. La nature réinventée: La bionique. Paris: Librairie Plon, 1987.
• OFFNER, D.H. A creative aid to engineering design. Mechanical Engineering, p. 14-18, july 1974.
• VANDEN BROECK, F. O uso de analogias biológicas. Revista Design e Interiores, São Paulo, n.15, p.97-100,1989.
• PAHL, G. & BEITZ, W. Kontruktionslehere Berlin: Springer, 1986.
• RAMOS, Jaime. A biônica aplicada ao projeto de produtos Florianópolis: Universidade Federal de Santa Catarina, 1993, 122 p., (dissertação).
• VDI2220. Produktplanung: Ablanf, Begniffe und Organisation 1980.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  23 Nov 2010
• Data do Fascículo
  Dez 1994