Cientistas apresentam inovações desenvolvidas com base na natureza

Workshop “Bioinspiration - Quando a natureza inspira a humanidade | Quand la nature inspire l'humanité

Se olharmos ao nosso redor é impossível ignorar que temos imitado a natureza nas suas várias manifestações e utilidades para facilitar o dia a dia da nossa sociedade, ao aplicarmos os seus princípios e estratégias no desenvolvimento de novas estruturas, processos ou dispositivos. Escadas em caracol, fatos inspirados em morcegos que nos permitem planar, tecidos impermeáveis que mimetizam o comportamento das folhas de lótus, sistemas submarinos de comunicação acústica inspirados em golfinhos. Entre centenas, senão milhares de outros exemplos.

A esta estratégia dá-se o nome de “Bioinspiração” e é esse o tema central do Workshop “Bioinspiration - Quando a natureza inspira a humanidade | Quand la nature inspire l'humanité”, que o Museu Nacional de História Natural e da Ciência, da Universidade de Lisboa organiza, em colaboração com o Muséum National d'Histoire Naturelle (MNHN) no dia 27 de maio, no âmbito da Temporada Portugal-França 2022.

O Workshop, que decorrerá entre as 9h30 e as 18h30, no Auditório Manuel Valadares, no MUHNAC-ULisboa, contará com a presença de investigadores e outros profissionais que desenvolvem os seus trabalhos nas áreas do design, arquitetura e planeamento urbano, em Portugal e em França, usando os princípios biológicos e a natureza como fonte de inspiração para criar e inovar. Este workshop será́ uma oportunidade para a promoção do estabelecimento de sinergias nacionais e bilaterais com França.

Como antevisão do que podemos assistir no Workshop, falámos com os investigadores que através das respostas a três perguntas nos explicam no que consistem os seus trabalhos e que aplicabilidades terão no futuro.

 

Luísa Ferreira Nunes, Professora na Escola Superior Agrária do Instituto Superior de Castelo Branco (ESACB-IPCB) e investigadora no Centro de Ecologia Aplicada do Instituto Superior da Agronomia da ULisboa.

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MUHNAC-ULisboa: No que consiste a sua investigação?

Luisa Ferreira Nunes: A minha investigação é feita com base na biomimética sistémica, inspirada em florestas, para construção de modelos de atuação em situações de crises, sobretudo em relação a catástrofes naturais. O meu trabalho é identificar os sistemas e as estratégias naturais de restauro e resiliência ecológica e adaptá-las a situações de destruição urbana, por exemplo em caso de abalos sísmicos.  Essa identificação é feita a partir de muitas horas passadas no campo a observar e registar formas naturais que os sistemas florestais desenvolvem para recuperarem após uma perturbação. 

 

MUHNAC-ULisboa: Qual é a bioinspiração para este trabalho?

Luisa Ferreira Nunes: Ecologia de insetos e ecologia de florestas.

 

MUHNAC-ULisboa:  Qual será a aplicabilidade no futuro?

Luisa Ferreira Nunes: Aplica-se a situações de crise após catástrofes, sobretudo em meio urbano e em conjunto com a proteção civil. 

 

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Carlos Rego, Head of Design & Biomimicry no Logoplaste Innovation Lab.

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MUHNAC-ULisboa: No que consiste a sua investigação?

Carlos Rego: O foco do meu trabalho é o de integrar Design e Biomimicry Thinking no processo de inovação de desenvolvimento de novas soluções de embalagem. Relativamente à área de Biomimicry em particular, o enfoque é pesquisar modelos naturais que sejam a base de sistemas estruturais que otimizem as embalagens reduzindo a quantidade de matéria prima e energia necessárias para as produzir, integrando-as simultaneamente num ciclo de economia circular e regenerativa.

 

MUHNAC-ULisboa: Qual foi a bioinspiração para este trabalho?

Carlos Rego: Nos treze anos de integração de Biomimicry no nosso processo de inovação, temos estudado inúmeros modelos naturais, do sistema vascular das plantas, e a forma como se processa o seu crescimento, à biomecânica de esqueletos de organismos unicelulares.

 

MUHNAC-ULisboa: Qual será a aplicabilidade no futuro?

Carlos Rego: Acredito inequivocamente que só poderemos reverter os efeitos da crise climática e assegurar o futuro das gerações vindouras abandonando o modelo centralizado unicamente na satisfação cega das necessidades humanas e aprendendo ativa e conscientemente com a Natureza.

 

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Steven Ware, ArtBuild Architects
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MUHNAC-ULisboa: No que consiste a sua investigação?

Steven Ware: Empregamos a biomimética como uma estratégia de design que interliga áreas bio relacionadas como seleção de materiais, otimização de energia e integração da biodiversidade. Acreditamos que os edifícios devem aspirar imitar organismos vivos em vez de serem “máquinas nas quais vivemos”, o paradigma e modelo de muitos arquitetos do século XX. A biomimética ajuda-nos a identificar novas formas de melhorar e adaptar as ambições éticas e estéticas de um edifício.

 

MUHNAC-ULisboa: Qual foi a bioinspiração para este trabalho?

Steven Ware: Alguns de nossos trabalhos já foram entregues e outros estão em fase de Investigação e Desenvolvimento. Projetamos fachadas termicamente otimizadas inspiradas em padrões de pele de zebra, sistemas de proteção solar inspirados nos movimentos násticos observados em plantas (movimentos que ocorrem em resposta a um estímulo) e estruturas de madeira inspiradas em ossos de pássaros e troncos de bananeiras.

 

MUHNAC-ULisboa: Qual será a aplicabilidade no futuro?

Steven Ware: Muitos já estão aplicados, mas esperamos aumentar as aplicações com a ajuda de parceiros industriais. Os projetos vão inevitavelmente evoluir com melhorias na ciência dos materiais e da aplicação de ferramentas digitais. O sector imobiliário precisa desesperadamente de melhorias no que diz respeito às suas credenciais de carbono e a biomimética é um catalisador para nos ajudar neste esforço coletivo.

 

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Marlene Teixeira Couceiro, estudante de doutoramento em Design na Faculdade de Arquitetura e Belas Artes da ULisboa.
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MUHNAC-ULisboa: No que consiste a sua investigação?

Marlene Teixeira Couceiro: Trata-se de um projeto de investigação no âmbito do Design de Produto desenvolvido em colaboração com a empresa de revestimentos cerâmicos GresPanaria Lda. Pretendemos minimizar o desconforto térmico da cerâmica, independentemente da região/zona climática, se aplicado no interior/exterior, através da alteração da cor.

 

MUHNAC-ULisboa: Qual foi a bioinspiração para este trabalho?

Marlene Teixeira Couceiro: Vários estudos mostram que a cor na Arquitetura influencia a temperatura dos ambientes. Parece-nos possível através da aplicação de pigmentos termocrómicos melhorar em termos de conforto térmico e eficiência energética os edifícios. Desejamos obter uma forma de revestimento com reação análoga à do camaleão: alterar a sua cor/características em resposta a diferentes condições térmicas/ambientais. No Inverno, cores mais escuras, para uma maior absorção da radiação solar e no verão cores mais claras, para uma maior reflexão da radiação solar.

 

MUHNAC-ULisboa: Qual será a aplicabilidade no futuro?

Marlene Teixeira Couceiro: A nossa investigação tem como objetivo geral procurar gerar melhorias visuais, técnicas e ambientais dos revestimentos cerâmicos, melhorando a interação entre o utilizador e o espaço, através da aplicação de novos materiais. Ao melhorar o comportamento térmico e energético dos edifícios sem aumentar o consumo de energia, iremos melhorar as condições de vida (saúde, produtividade e redução de despesas) e valorizar patrimonialmente os edifícios, contraindo mais-valias materiais e imateriais.

 

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Guillian Graves,  fundador, designer e CEO da Big Bang Project agency.

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MUHNAC-ULisboa: No que consiste a sua investigação?

Guillian Graves: Graças ao design – um design que coloca a utilização, os utilizadores e o ambiente no centro da reflecção – o meu objetivo é basear-me nas Ciências da Vida para responder de forma criativa aos grandes desafios do presente e do futuro. Para dar resposta a estes desafios, fundei e dirigi a agência Big Bang Project, que se especializou em investigação e desenvolvimento de inovações bioinspiradas. (…) Dependendo do problema em questão, as soluções bio-inspiradas que desenhamos podem assumir diferentes formas. Podem ser incorporadas em novos materiais, produtos (bens e serviços), experiências, locais, formas de organização, etc.

 

MUHNAC-ULisboa: Qual foi a bioinspiração para este trabalho?

 Guillian Graves: O desempenho ambiental das chaleiras tradicionais é muitas vezes insatisfatório. Através de uma abordagem que combina design industrial e bioinspiração, o designer Guillian Graves e o bioengenheiro Mishka Mélo desenvolveram uma alternativa sustentável e eficiente à chaleira tradicional: Nautile. As formas, materiais, a estrutura e mecanismos internos assim como o processo de produção desta chaleira elétrica e de combustão foram inspirados na natureza por forma a minimizar o seu consumo energético, responsável por 80% do seu impacto ambiental. Na natureza, o nautilus move-se ao longo do oceano ao controlar de forma precisa o volume de água que enche as diferentes cavidades da sua concha. Com base neste principio, a Nautile integra quatro tanques internos. Cada um tem a dimensão de uma chávena e tem um formato esférico, que é ótimo para limitar a perda de calor, permitindo que o utilizador encha apenas o que precisa e desta forma gaste apenas a energia necessária.  As térmitas regulam a temperatura do seu habitat através de uma complexa arquitetura. Com base neste principio, a Nautile incorpora uma estrutura semelhante. Uma chaminé central e uma série de canais que correm ao longo do objeto imprenso tridimensionalmente. Estes canais permitem que o utilizador aqueça um volume de água rápida e eficientemente através do mínimo de energia. O tucano tem um bico leve e robusto que lhe permite regular a temperatura corporal, e o urso polar protege-se do frio através de pelos côncavos e isolantes. Com base nestes princípios, a Nautile tem uma camada isolante que abrange o volume de água que deve aquecer. É composta por uma estrutura favo de mel e inúmeras cavidades no material cerâmico, que por si é isolante. Permite ao utilizador manter a água quente o máximo tempo possível para que a água não tenha de ser reaquecida. Com base nestes quatro princípios, um mecanismo interno controla a temperatura da água desejada e permite ao utilizador selecionar a temperatura ideal para beber enquanto poupa energia.

 

MUHNAC-ULisboa: Qual será a aplicabilidade no futuro?

Guillian Graves: A curto prazo, a Nautile será uma chaleira fácil de usar e com um alto desempenho com reduzido impacto ambiental. Provando que a natureza pode ser uma fonte de inspiração para desenhar mais inovações sustentáveis. (Conheça outros projetos da Big Bang Project agency)

 

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Eduardo Blanco, estudante de doutoramento no Ceebios e no Museu de História Natural Paris
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MUHNAC-ULisboa: No que consiste a sua investigação?

Eduardo Blanco: Eu investigo como o funcionamento dos ecossistemas pode ser utilizado no processo de conceção do projeto urbano. O propósito é de passarmos de uma lógica vigente, onde existem grandes impactos negativos na natureza, para uma lógica de impactos positivos compartilhados entre sociedade e natureza. Na pesquisa, o objetivo é entender como um ecossistema saudável produz benefícios para a natureza e para os humanos (os serviços ecossistémicos, como a regulação do clima e a produção de matérias primas) e identificar oportunidades de ação e soluções à serem integradas no projeto urbano (como vegetalização, infiltração da agua de chuva e reutilização dos materiais de construção). 

 

MUHNAC-ULisboa: Qual foi a bioinspiração para este trabalho?

Eduardo Blanco: Neste trabalho inspirámo-nos no funcionamento dos ecossistemas, mais especificamente nas teorias em ecologia sobre como eles produzem serviços ecossistémicos e benefícios para a sociedade.

 

MUHNAC-ULisboa: Qual será a aplicabilidade no futuro?

Eduardo Blanco: o trabalho resultou numa ferramenta que auxilia o processo de conceção do projeto urbano. Ajuda a equipa de conceção a definir prioridades de acordo com o local do projeto, a escolher soluções para promover os impactos positivos e a calcular este impacto através de uma série de indicadores quantitativos. Esta ferramenta poderá ser utilizada pelas equipas de conceção e na formação dos futuros arquitetos e urbanistas.

 

Texto por Lúcia Vinheiras Alves