Milhões de anos de evolução moldaram o mundo ao nosso redor e criaram muitas coisas incríveis. A biomimética é quando observamos uma característica na natureza e a copiamos ou partes dela para a tecnologia e design humanos. Existem inúmeros exemplos excelentes de biomimética em ação.
A biomimética diz respeito a muitos setores da atividade humana. Variando da medicina à pesquisa, indústria, economia, arquitetura, planejamento urbano, agricultura e gestão. Esta lista não é exaustiva porque a biomimética é, acima de tudo, uma questão de como abordamos essas áreas de especialização. Portanto, pode se aplicar mais ou menos diretamente a todos os setores.
O conceito de biomimética é baseado em uma ideia-chave: a natureza sempre opera com base nos princípios de economia e eficiência, sem gerar resíduos. Lembra de Lavoir dizendo “nada se perde, nada se cria, tudo se transforma”? Essa é a ideia. Não importa o campo de aplicação, a filosofia biomimética faz parte de uma estratégia global de atuação responsável e desenvolvimento sustentável que visa equilibrar a forma como os recursos do planeta são usados.
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O que é Biomimética?
A biomimética, (como o nome indica, é a imitação de seres vivos) visa inspirar-se na seleção natural e nas soluções adotadas pela natureza e traduzir os princípios para a engenharia humana. É um método para criar soluções para os desafios humanos, emulando projetos e ideias encontradas na natureza. É usado em todos os lugares: em edifícios, veículos e até materiais.
A biomimética como abordagem é uma bela jornada sobre o que podemos aprender com a natureza e, no processo, fortalecemos nosso relacionamento e conexão com o mundo natural. Este é um elemento vital para a criação de um mundo mais sustentável, saudável e equitativo para todos os seres humanos e todas as espécies. Então pensamos que seria divertido reunir alguns dos exemplos mais notáveis.
10 Exemplos impressionantes de biomimética para crianças e estudiosos
A biomimética, como afirmado, busca inspiração na natureza e nos sistemas naturais, usando estratégias inspiradas na natureza para melhorar o design. Por meio de adaptação e evolução, o personagem passa milhões de anos resolvendo seus problemas, terminando com algumas inovações alucinantes. A ineficiência não dura sozinha, e os engenheiros e projetistas humanos geralmente procuram soluções para problemas modernos.
Aqui estão alguns exemplos super legais de biomimética em ciência, engenharia e inovação que foram influenciados pelo design inspirado na natureza para crianças e estudiosos.
- Sharkskin imitando para maiô
- Trens-bala inspirados nos pássaros Kingfisher (como o da Disney)
- Turbinas eólicas inspiradas em baleias jubarte
- Besouros e garrafas de água de auto-enchimento
- Um absorvente choque como um pica-pau
- camuflagem cefalópode
- Sistemas de ventilação inspirados em cupins
- Jatos inspirados em pássaros
- rebarba e velcro
- Asas de borboleta e energia solar
1. Maiô imitando pele de tubarão
Os tubarões são um dos maiores predadores dos mares. Embora os tubarões sejam bem conhecidos por seu olfato aguçado e dentes que se regeneram rapidamente, uma nova pesquisa pode apontar para a pele da espécie como seu nicho mais evolutivo.
A pele de tubarão é coberta por inúmeras escamas sobrepostas conhecidas como “dentículos dérmicos”. Quando em movimento, esses dentículos dérmicos criam uma zona de baixa pressão. Esse vórtice de ponta essencialmente “puxa” o tubarão para frente e também ajuda a reduzir o arrasto. Desnecessário dizer que existem muitos aplicativos para esse design.
Os cientistas replicaram dentículos dérmicos em trajes de banho (hoje proibidos nas grandes competições) e no fundo dos barcos. Os trajes de banho inspirados em pele de tubarão receberam muita atenção da mídia durante os Jogos Olímpicos de Verão de 2008, quando os holofotes estavam voltados para Michael Phelps.
Speedo notoriamente incorporou pele de tubarão biomimética em uma linha de trajes de banho para as Olimpíadas de 2008. De acordo com o Smithsonian, 98% das medalhas nas Olimpíadas de 2008 foram conquistadas por nadadores vestindo trajes de banho de pele de tubarão. Desde então, a tecnologia foi banida das competições olímpicas.
Da mesma forma, enquanto muitos aquático espécies são conhecidas por hospedar outras espécies marinhas em seus corpos (como cracas), os tubarões permanecem relativamente “limpos”, por assim dizer. Esses dentículos dérmicos microscópicos também ajudam os tubarões a afastar microorganismos como algas e cracas. Desde então, a Marinha dos Estados Unidos desenvolveu um material, conhecido como Sharklet, baseado nesse padrão de pele para ajudar a inibir o crescimento marinho em navios.
2. Trens-bala inspirados nos pássaros Kingfisher (como o da Disney)
Os pássaros martim-pescadores têm bicos especializados que lhes permitem mergulhar na água para caçar enquanto fazem um respingo mínimo. Utilizando esse novo nariz, os trens da próxima geração da série 500 foram 10% mais rápidos, consumiram 15% menos eletricidade e, o mais importante, não tiveram mais “boom”.
Quando os engenheiros japoneses assumiram a difícil tarefa de atualizar seus trens-bala de alta velocidade, seu projeto encontrou um obstáculo infeliz. O problema não era fazer com que esses trens atingissem as velocidades desejadas, mas sim a enorme quantidade de ruído criada pelo deslocamento do ar à frente dos trens. À medida que os trens entravam nos túneis, os veículos geralmente produziam uma onda de choque alta, conhecida como “boom do túnel”.
A força das ondas de choque chegou a causar danos estruturais em vários túneis. Para minimizar esse boom, os engenheiros japoneses imitaram o bico do pássaro Kingfisher, que causa o mínimo de respingos ao entrar nas águas. Criando esse novo formato de nariz, os trens ficaram 10% mais rápidos, consumiram 15% menos eletricidade e, o mais importante, não mais “boom”.
Esse tipo de processo inovador é chamado de fotossíntese artificial, em que uma folha biônica cria combustível de hidrogênio a partir da luz solar. Isso tem a esperança de ser um potencial avanço global de energia, dividindo a água usando a eletricidade do sol.
Não há emissões deste tipo de renovável combustível
3. Turbinas eólicas inspiradas em baleias jubarte
A baleia jubarte, por exemplo, usa barbatanas tubérculos irregulares para propulsão, o que parece bastante contraintuitivo. Essas baleias influenciaram novos modelos de turbinas eólicas.
As baleias, conhecidas como o maior peixe do mundo, nadam no oceano há muito tempo, e a evolução as transformou em uma forma de vida supereficiente. Eles podem mergulhar centenas de metros abaixo da superfície e permanecer lá por horas. Eles sustentam seu tamanho maciço alimentando-se de animais menores do que o olho pode ver, e impulsionam seu movimento com nadadeiras supereficientes e uma cauda. Isso é possível devido à presença de sua jubarte.
As saliências nas barbatanas frontais de uma baleia jubarte, chamadas tubérculos, influenciam a forma como a água flui sobre as barbatanas. Cria um fluxo aerodinâmico na água. Os tubérculos permitem que eles nadem em alta velocidade, apesar de seu grande tamanho.
Muitos de nossos designs aerodinâmicos modernos dependem de princípios bastante básicos. Para obter sustentação ideal e arrasto mínimo, bordas elegantes e linhas limpas são essenciais. No entanto, em todo o reino animal, muitas espécies são capazes de uma elevação excepcional.
Cientistas da Duke University, West Chester University e da US Naval Academy descobriram que as protuberâncias na borda frontal de uma barbatana de baleia aumentam muito sua eficiência, reduzindo o arrasto em 32% e aumentando a sustentação em 8%. Essas pás ajustadas também ajudam a gerar a mesma quantidade de energia a 10 milhas por hora que as turbinas convencionais geram a 17 milhas por hora.
As empresas estão aplicando a ideia em pás de turbinas eólicas, ventiladores, asas de aviões e hélices.
4. Besouros e garrafas de água autoenchidas
Não é segredo neste momento: o acesso à água é fundamental para qualquer sustentável civilização e a vida neste planeta em geral. Embora alguns locais do globo tenham recursos hídricos abundantes, como lagos e rios, climas mais áridos devem se contentar com precipitação limitada.
A tecnologia derivada de um besouro prosperando em um dos ambientes mais hostis da Terra pode muito bem ajudar a iniciar a próxima geração de produtos limpos captação de água.
Besouros (besouros Stenocara) nativos do deserto do Namibe sobrevivem ao ambiente seco e áspero coletando água em suas costas como resultado de seu design exclusivo de concha. Eles também são conhecidos como “mestres coletores de água”. Eles apontam suas asas para a brisa do oceano, e as protuberâncias em suas costas canalizam gotas de água para suas bocas.
Os engenheiros criaram uma garrafa de água com protuberâncias semelhantes de coleta e repelência de água. Este projeto pode ajudar nos esforços de preservação da água e tornar a água mais facilmente acessível para comunidades em regiões secas.
Profissionais em profissões de conservação ou planejamento comunitário podem participar de vários projetos de conservação de água que envolvem esse método de engenharia de biomimética. Cerca de 22 países em todo o mundo usam redes para coletar água do ar, portanto, esse aumento na eficiência pode ter um grande impacto.
5. Absorvendo o choque como um pica-pau
Os pica-paus são conhecidos por sua excepcional capacidade de escavação. As criaturas usam seus bicos para procurar insetos e também para criar recantos para si mesmas sem sofrer ferimentos na cabeça devido às bicadas rápidas e fortes.
À medida que os pica-paus perfuram esses buracos, eles experimentam uma desaceleração de 1200 puxões gravitacionais (Gs) quase 22 vezes por segundo. Para colocar isso em perspectiva, um acidente de carro grave produziria o equivalente a 120 Gs em um passageiro.
Uma pesquisa realizada com tomografias computadorizadas na Universidade da Califórnia, em Berkeley, descobriu que os pica-paus têm quatro estruturas projetadas para absorver choques mecânicos. O bico semi-elástico da ave, uma área de material de “osso esponjoso” atrás do crânio e o líquido cefalorraquidiano trabalham todos em uníssono para prolongar o tempo durante o qual essa concussão ocorre e, portanto, inibem a vibração.
Com base nessas estruturas, os engenheiros aeroespaciais costumam usar essas estruturas para projetar espaçonaves resistentes a meteoritos e caixas-pretas de aviões que podem absorver mais força antes de funcionar mal. Esse design natural também pode ajudar os engenheiros aeronáuticos e de aeronaves a desenvolver tecnologias de maior qualidade no futuro.
6. Camuflagem Cefalópode
Lulas, como todos os cefalópodes, são capazes de brilhar (bioluminescência), bem como mudar a cor da pele. Essa capacidade de camuflagem faz com que se escondam de predadores, enquanto a bioluminescência permite que se comuniquem e/ou atraiam um parceiro. Esse comportamento complexo é produzido por uma rede de células e músculos especializados da pele.
Pesquisadores da Universidade de Houston construíram um dispositivo semelhante capaz de detectar seus arredores e combiná-los em meros segundos. Este protótipo inicial usa uma grade pixelizada flexível utilizando atuadores, sensores de luz e refletores. À medida que os sensores de luz detectam uma mudança no ambiente, um sinal é enviado ao diodo correspondente.
Isso cria calor na área e a grade termocromática muda de cor. Essa “pele” feita pelo homem pode ter aplicações militares e comerciais no futuro.
7. Sistemas de ventilação inspirados em cupins
Os cupins geralmente têm uma má reputação por causa de suas propriedades destrutivas. No entanto, os cupins são famosos por criar alguns dos sistemas de ventilação mais elaborados para resfriamento do planeta. Mesmo em alguns dos lugares mais quentes, esses cupinzeiros permanecem excepcionalmente frescos por dentro. Enquanto a temperatura externa oscila descontroladamente ao longo do dia, de baixa a alta temperatura, o interior de um ninho de cupins mantém-se estável em uma temperatura confortável.
Usando uma intrincada rede de bolsões de ar intencionais, os montes criam um sistema de ventilação natural usando convecção. Este é um exemplo de como os profissionais de construção e arquitetura podem utilizar elementos naturais e materiais sustentáveis para aumentar a segurança e a qualidade de um projeto de construção em climas quentes.
Por exemplo, o East Gate Shopping Center em Harare, Zimbábue, que tem 333,000 pés quadrados de altura, usa 90% menos energia para aquecer e resfriar do que edifícios tradicionais, tem grandes chaminés que naturalmente puxam o ar frio à noite para baixar a temperatura do ambiente. lajes de piso, assim como tocas de cupins.
8. Inspirado em pássaros Jatos
Os pássaros podem aumentar a distância de seu voo em mais de 70% com o uso da forma em V. Os cientistas descobriram que quando um bando assume a familiar formação em V quando um pássaro bate as asas, ele cria uma pequena corrente ascendente que levanta o pássaro para trás.
À medida que cada ave passa, eles adicionam sua energia ao golpe, ajudando todos os pássaros a manter o vôo. Ao girar seu pedido pela pilha, eles espalham o esforço.
Um grupo de pesquisadores da Universidade de Stanford acredita que as companhias aéreas de passageiros poderiam economizar combustível adotando a mesma tática. A equipe, liderada pelo professor Ilan Kroo, prevê cenários em que jatos dos aeroportos da Costa Oeste se encontram e voam em formação a caminho de seus destinos na Costa Leste.
Ao viajar em forma de V com aviões se revezando na frente como fazem os pássaros, Kroo e seus pesquisadores acham que as aeronaves podem usar 15% menos combustível em comparação com voos solo.
9. rebarba e velcro
O velcro é um exemplo amplamente conhecido de biomimética. Você pode ter usado sapatos com tiras de velcro quando jovem e certamente pode esperar usar o mesmo tipo de sapato na aposentadoria.
O velcro foi inventado pelo engenheiro suíço George de Mestral em 1941, depois que ele removeu rebarbas de seu cachorro e decidiu dar uma olhada em como eles funcionavam.
Os pequenos ganchos encontrados no final das agulhas de rebarba o inspiraram a criar o agora onipresente velcro. Pense bem: sem esse material, o mundo não conheceria o Velcro jumping, um esporte em que pessoas vestidas com trajes completos de velcro tentam jogar o corpo o mais alto possível na parede.
10. Asas de Borboleta e Energia Solar
A borboleta “rosa comum” aquece seu corpo absorvendo a luz do sol com suas asas. Ao estudar suas asas sob um microscópio eletrônico, os pesquisadores descobriram buracos em seus corpos que dispersavam a luz do sol e os mantinham aquecidos.
Com esse mecanismo, os pesquisadores criaram um filme fino de silício que lembrava um modelo 3D da asa de uma borboleta e o aplicaram a uma célula de energia solar, melhorando seu design em geral. Esta nova célula de energia pode muitas vezes absorver mais luz solar em condições de pouca luz. Ao usar essa tecnologia em uma posição na indústria solar, os engenheiros podem ajudar as comunidades e as empresas locais a aumentar seus energia Sustentável uso.
Conclusão
Tenho esperança de que, à medida que os cientistas olham mais para o mundo natural para responder às perguntas humanas, eles começam a ver, cada vez mais, que a ideia severamente errônea da evolução é impossível. Agora é a sua vez de criar uma inovação baseada em algo encontrado na natureza! Seja tão criativo quanto quiser e, com a permissão de seus pais
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Ahamefula Ascension é consultor imobiliário, analista de dados e redator de conteúdo. Ele é o fundador da Hope Ablaze Foundation e graduado em Gestão Ambiental em uma das prestigiadas faculdades do país. Ele é obcecado por leitura, pesquisa e escrita.