Design, biônica e novos paradigmas: uso de tecnologias 3D para análise e caracterização aplicadas em anatomia vegetal

Resumo

A metodologia da biônica parte da observação em diferentes escalas de materiais naturais e a consequente caracterização e aplicação dos ensinamentos da natureza em projetos de design e engenharia. Dentre os materiais naturais com propriedades mecânicas interessantes, encontra-se o bambu, pertencente ao grupo das gramíneas lenhosas, e caracterizado pela grande razão resistência por densidade. Dentre as características que conferem a resistência da planta encontra-se sua microestrutura, formada por feixes fibrosos longitudinais que envolvem elementos condutores ao longo do caule. A anatomia vegetal diz respeito ao estudo da microestrutura de plantas, onde são utilizados métodos clássicos de secionamento em amostras para observação microscópica dos tecidos e células constituintes. O designer deve estar na vanguarda de tecnologias para colaborar com o desenvolvimento de novas técnicas e aplicá-las na criação de novos produtos. Com o avanço das tecnologias 3D, novas técnicas de observação têm surgido para estudo de materiais, como a Microtomografia Computadorizada de Raios X (μCT) e a Modelagem por Deposição de Material Fundido (FDM). Nesse sentido, este trabalho apresenta os fundamentos básicos das técnicas de μCT e FDM, visando à caracterização da microestrutura interna do bambu. As técnicas são descritas e utilizadas para observação da microestrutura da planta, incluindo secionamento 3D do modelo virtual da amostra, obtido pelas imagens da μCT, e na representação das células constituintes. Por fim, o estudo apresenta o desenvolvimento de dois modelos físicos, impressos em FDM em escala 25:1, das regiões correspondentes aos feixes de fibras e aos elementos condutores. Os resultados permitiram visualizar em 3D a microestrutura da planta, auxiliando na compreensão de sua resistência, para aplicações em biônica. O estudo também apresentou a possibilidade de unir técnicas de μCT e FDM na geração de modelos virtuais e físicos para a observação aplicada à anatomia vegetal.