A conscientização das indústrias, em especial o Setor Moveleiro, em relação ao meio ambiente, vem impulsionando as mesmas para o desenvolvimento de produtos com inovações sustentáveis. Dentro deste contexto o presente trabalho teve como objetivo estudar a biônica como ferramenta de trabalho de ecodesign, originando desenvolvimento sustentável na produção de produtos da Indústria Moveleira, em particular dobradiças (elementos de abertura e fechamento de portas em móveis). Utilizou-se biônica, que se caracteriza na procura de modelos na natureza que passaram por um processo evolutivo e seletivo de suas formas e funções. A metodologia da biônica foi aplicada na análise de dobradiças de abertura e fechamento de portas de móveis já existentes no mercado consumidor, em analogia com modelos da natureza, como estrutura craniana e mandibular de cobras e estrutura de patas (pereiópodos) de crustáceos. Este estudo resultou no desenvolvimento de um projeto conceitual de dobradiça com menos materiais e menor número de peças, com viabilidade técnica baseado nos conceitos de ecodesign e sustentabilidade.

A conscientização das indústrias, em especial o Setor Moveleiro, em relação ao meio ambiente, vem impulsionando as mesmas para o desenvolvimento de produtos com inovações sustentáveis. Dentro deste contexto o presente trabalho teve como objetivo estudar a biônica como ferramenta de trabalho de ecodesign, originando desenvolvimento sustentável na produção de produtos da Indústria Moveleira, em particular dobradiças (elementos de abertura e fechamento de portas em móveis). Utilizou-se biônica, que se caracteriza na procura de modelos na natureza que passaram por um processo evolutivo e seletivo de suas formas e funções. A metodologia da biônica foi aplicada na análise de dobradiças de abertura e fechamento de portas de móveis já existentes no mercado consumidor, em analogia com modelos da natureza, como estrutura craniana e mandibular de cobras e estrutura de patas (pereiópodos) de crustáceos. Este estudo resultou no desenvolvimento de um projeto conceitual de dobradiça com menos materiais e menor número de peças, com viabilidade técnica baseado nos conceitos de ecodesign e sustentabilidade.

A conscientização das indústrias, em especial o Setor Moveleiro, em relação ao meio ambiente, vem impulsionando as mesmas para o desenvolvimento de produtos com inovações sustentáveis. Dentro deste contexto o presente trabalho teve como objetivo estudar a biônica como ferramenta de trabalho de ecodesign, originando desenvolvimento sustentável na produção de produtos da Indústria Moveleira, em particular dobradiças (elementos de abertura e fechamento de portas em móveis). Utilizou-se biônica, que se caracteriza na procura de modelos na natureza que passaram por um processo evolutivo e seletivo de suas formas e funções. A metodologia da biônica foi aplicada na análise de dobradiças de abertura e fechamento de portas de móveis já existentes no mercado consumidor, em analogia com modelos da natureza, como estrutura craniana e mandibular de cobras e estrutura de patas (pereiópodos) de crustáceos. Este estudo resultou no desenvolvimento de um projeto conceitual de dobradiça com menos materiais e menor número de peças, com viabilidade técnica baseado nos conceitos de ecodesign e sustentabilidade.

Este trabalho tem como objetivo gerar subsídios para futuros estudos que busquem desenvolver carenagens de miniveículos com eficiência energética. Para tanto, são realizados estudos de diversas técnicas que podem influenciar no melhor desempenho com redução de consumo considerando menor perda de energia no ciclo de vida do produto usando os princípios da Ecologia. A partir da fundamentação teórica, foi desenvolvida uma carenagem aplicando a metodologia de Biônica baseada na forma do Límulus que é o ser vivo mais antigo do planeta. Foram utilizados recursos de tecnologia computacional para captura de seu formato, e utilização de softwares paramétricas para realização de análises de elementos finitos testando a eficiência de sua forma. Posteriormente foi proposto um desenho com uso de acessórios aerodinâmicos para verificação de seus comportamentos, que atendeu aos requisitos do projeto, adequando às questões de ergonomia e legislação nacional de trânsito. Por fim, foi construído um protótipo em escala real para realização de testes práticos e demonstração de técnicas para sua execução. Os resultados obtidos servirão de referência como método de desenvolvimento para novos miniveículos que se propõem a ter eficiência energética. / This study aims to generate subsidies for future research about the development of car body for mini vehicle with energy efficiency. For such purpose, diverse techniques that may influence on better performance with consumption reduction were studied, considering lower loss of energy during the life cycle of the product using the principies of Ecology. Based on academic background, a car body was developed applying Bionics methodology, more specifically the shape of Limulus, which is the oldest live being on the planet. Resources from computational technology were used to capture its format, as well as parametric software for finite element analysis testing the efficiency of its shape. Subsequently a design was proposed using aerodynamics accessories to verify its behavior, which met the requirements of the project, adapting to ergonomic issues and national traffic legislation. Lastly, a prototype was built in real scale for implementation of practical tests and technique demonstration. The results obtained can be used as a reference of development method for new mini vehicles with the purpose of having energy efficiency.

Este trabalho tem como objetivo gerar subsídios para futuros estudos que busquem desenvolver carenagens de miniveículos com eficiência energética. Para tanto, são realizados estudos de diversas técnicas que podem influenciar no melhor desempenho com redução de consumo considerando menor perda de energia no ciclo de vida do produto usando os princípios da Ecologia. A partir da fundamentação teórica, foi desenvolvida uma carenagem aplicando a metodologia de Biônica baseada na forma do Límulus que é o ser vivo mais antigo do planeta. Foram utilizados recursos de tecnologia computacional para captura de seu formato, e utilização de softwares paramétricas para realização de análises de elementos finitos testando a eficiência de sua forma. Posteriormente foi proposto um desenho com uso de acessórios aerodinâmicos para verificação de seus comportamentos, que atendeu aos requisitos do projeto, adequando às questões de ergonomia e legislação nacional de trânsito. Por fim, foi construído um protótipo em escala real para realização de testes práticos e demonstração de técnicas para sua execução. Os resultados obtidos servirão de referência como método de desenvolvimento para novos miniveículos que se propõem a ter eficiência energética. / This study aims to generate subsidies for future research about the development of car body for mini vehicle with energy efficiency. For such purpose, diverse techniques that may influence on better performance with consumption reduction were studied, considering lower loss of energy during the life cycle of the product using the principies of Ecology. Based on academic background, a car body was developed applying Bionics methodology, more specifically the shape of Limulus, which is the oldest live being on the planet. Resources from computational technology were used to capture its format, as well as parametric software for finite element analysis testing the efficiency of its shape. Subsequently a design was proposed using aerodynamics accessories to verify its behavior, which met the requirements of the project, adapting to ergonomic issues and national traffic legislation. Lastly, a prototype was built in real scale for implementation of practical tests and technique demonstration. The results obtained can be used as a reference of development method for new mini vehicles with the purpose of having energy efficiency.

Este trabalho tem como objetivo gerar subsídios para futuros estudos que busquem desenvolver carenagens de miniveículos com eficiência energética. Para tanto, são realizados estudos de diversas técnicas que podem influenciar no melhor desempenho com redução de consumo considerando menor perda de energia no ciclo de vida do produto usando os princípios da Ecologia. A partir da fundamentação teórica, foi desenvolvida uma carenagem aplicando a metodologia de Biônica baseada na forma do Límulus que é o ser vivo mais antigo do planeta. Foram utilizados recursos de tecnologia computacional para captura de seu formato, e utilização de softwares paramétricas para realização de análises de elementos finitos testando a eficiência de sua forma. Posteriormente foi proposto um desenho com uso de acessórios aerodinâmicos para verificação de seus comportamentos, que atendeu aos requisitos do projeto, adequando às questões de ergonomia e legislação nacional de trânsito. Por fim, foi construído um protótipo em escala real para realização de testes práticos e demonstração de técnicas para sua execução. Os resultados obtidos servirão de referência como método de desenvolvimento para novos miniveículos que se propõem a ter eficiência energética. / This study aims to generate subsidies for future research about the development of car body for mini vehicle with energy efficiency. For such purpose, diverse techniques that may influence on better performance with consumption reduction were studied, considering lower loss of energy during the life cycle of the product using the principies of Ecology. Based on academic background, a car body was developed applying Bionics methodology, more specifically the shape of Limulus, which is the oldest live being on the planet. Resources from computational technology were used to capture its format, as well as parametric software for finite element analysis testing the efficiency of its shape. Subsequently a design was proposed using aerodynamics accessories to verify its behavior, which met the requirements of the project, adapting to ergonomic issues and national traffic legislation. Lastly, a prototype was built in real scale for implementation of practical tests and technique demonstration. The results obtained can be used as a reference of development method for new mini vehicles with the purpose of having energy efficiency.

A modelagem de geometrias da natureza pode ser um processo complexo devido ás características orgânicas dos elementos. Propõe-se com essa dissertação identificar geometrias espaciais que sigam o padrão de crescimento espiral observado na natureza, utilizando as Tecnologias 3D como ferramentas para o processo de projeto. Para a execução do trabalho foram investigadas os Métodos de Biônica, Crescimento Espiral e a Sequência de Fibonacci, Engenharia Reversa e Design Paramétrico. O processo de representação dos elementos foi realizado em conformidade com a Metodologia para o Desenvolvimento de Produtos Baseados no Estudo da Biônica com o acréscimo das tecnologias de digitalização tridimensional e de processamento de nuvem de pontos, complementado pela parametrização de superfícies à base de curvas. Foram utilizados três processos para modelagem de curvas paramétricas representadas (i) pelo desenho de linhas sobre a malha digitalizada em 3D, (ii) por programação visual no software Grasshopper e (iii) por programação com scripts Python. Foi avaliada como melhor alternativa para o Design Paramétrico a utilização da programação visual otimizada com a programação por scripts, a qual apresentou melhor aproximação entre as curvas analisadas. Estudos de casos realizados com elementos da natureza (abacaxi e pinha) demonstraram a viabilização do método. Desta maneira a sistematização do conhecimento permitirá a proposição de um modelo paramétrico baseado na Biônica para fase inicial de inspiração e concepção de alternativas do projeto de produto. / Modeling the geometries of nature can be a complex process due to the organic characteristics of the elements. It is proposed with this dissertation to identify spatial geometries that follow the pattern of spiral growth observed in nature, using 3D Technologies as tools for the design process. For the execution of the work were investigated the Bionics, Spiral Growth and Fibonacci Sequence, Reverse Engineering and Parametric Design. The process of representation of the elements was carried out in accordance with the Methodology for the Development of Products Based on the Study of the Bionics with the addition of the technologies of three-dimensional digitization and processing of cloud of points, complemented by the parameterization of surfaces based on curves. Three methods were used for modeling parametric curves represented by (i) the drawing of lines on the 3D scanned mesh, (ii) by visual programming in the Grasshopper software and (iii) by programming with Python scripts. It was evaluated as the best alternative for Parametric Design the use of optimized visual programming with programming by scripts, which presented better approximation between the analyzed curves. Case studies carried out with nature elements (pineapple and pine cone) demonstrated the viability of the method. In this way the systematization of the knowledge will allow the proposition of a parametric model based on the Bionics for the initial phase of inspiration and design of alternatives of the product design.

A análise biônica é uma ferramenta versátil que apresenta grande potencial tecnológico tanto em aplicações industriais como bens de consumo, pois através dela, o designer, pesquisa e busca na biologia indicações e orientações de elementos e mecanismos funcionais e formais que possibilitem o desenvolvimento de produtos. Assim, produtos que necessitem de conforto térmico, impermeabilização de paredes, lajes, telhas e produtos afins ou mesmo problemas como a retirada de resíduos do fundo de embalagens têm na análise biônica soluções inteligentes e otimizadas pela natureza. Desta forma, esta pesquisa teve o objetivo de analisar a morfologia da planta aquática Salvinia Molesta no intuito de investigar a capacidade de repelência da água na superfície da folha, para posteriormente reproduzir suas propriedades visando o desenvolvimento de produtos que necessitem de superfícies impermeáveis. Para esta análise foram realizados distintos métodos de caracterização: microscopia via microscópio estereoscópico, microscopia eletrônica de varredura - MEV, medida do ângulo de contato, medida da histerese do ângulo de contato e análise por dispersão de energia - EDS. Após a compilação destas informações foi desenvolvida uma simulação computacional 3D a qual serviu tanto para a demonstração quanto para uma melhor compreensão do mecanismo de funcionamento da capacidade de repelência de água da planta Salvinia Molesta. A caracterização por microscopia eletrônica de varredura apresentou a estrutura do tricoma onde por sua vez, identificou os locais onde havia presença e ausência de ceras nos tricomas da planta. A medida do ângulo de contato da superfície da folha é um dado de importante, pois define a capacidade de absorção de água na superfície da planta. Os resultados de caracterização indicaram a hidrofobicidade da Salvinia Molesta que até o momento não havia sido mencionado pela literatura. Esta pesquisa foi ainda precedida de uma metodologia biônica que conduziu em uma pesquisa sistemática onde avaliou a necessidade, os potenciais e as limitações da planta Salvinia Molesta podendo ser esta metodologia aplicada no estudo biônico de plantas em geral. / The bionic analysis is a versatile tool that shows great technological potential either in industrial applications as well as in consumption goods because by its usage the designer researches and seeks in Biology indications and orientations of elements, and functional and formal mechanisms that enable the development of products. Thus, products that need thermal comfort, proofing of walls, slab stones, tiles, and similar products or even problems with the removal of residues from the bottom of packages have got in bionic analysis intelligent solutions optimized by nature. This research aims to analyze the morphology of the aquatic plant Salvinia Molesta with the purpose to investigate the capacity of water repellence on the surface of the leave in order to later reproduce its properties aiming at the development of products that necessitate impermeable surfaces. For this analysis there has been carried out distinct characterization methods, such as: stereoscopical microscopy, scanning electron microscopy - SEM, measurement of the contact angle, measurement of the hysteresis of the angle, and analysis by energy dispersion system - EDS. After the compilation of these data a 3D computer simulation was developed which served as a demonstration as well as a better comprehension of the mechanism on the way the water repellence capacity of Salvinia Molesta works. The characterization by scanning electron microscopy showed the structure of the hair where it identified the places where there were the presence and absence of waxes on the plant’s hairs. The measurement of the contact angle of the leave surface is an important data because it defines the capacity of water absorption on the surface of the plant. The characterization results indicate Salvinia Molesta’s hydrophobicity which had not been mentioned in the literature up to now. This research was also preceded by a bionic methodology which conducted in a systematic research where Salvinia Molesta’s necessity, potentials, and limitations were evaluated, enabling this methodology to be applied in the bionic study of plants in general.

A descoberta e o aprendizado das estratégias da natureza permitem ao homem ampliar as suas capacidades de invenções, através da absorção de informações, catalisação dos conhecimentos dos estudos biológicos dos elementos naturais e transformação em produtos e soluções para o dia-a-dia. Essa capacidade vem a ser chamado de biônica. Através da observação da natureza, percebeu-se que os líquens possuíam função de aderência. Neste sentido, utilizou-se esse elemento para projetar texturas com o intuito de melhorar a fixação da argamassa de revestimento sobre painéis de concreto. Assim sendo, foram utilizadas tecnologias de digitalização 3D para a aquisição dos dados topográficos do córtex inferior dos líquens, com o intuito de se criar um modelo capaz de ampliar a aderência da argamassa ao substrato. Esses dados resultaram em uma textura para a aplicação em moldes capazes de estampar o concreto. Os equipamentos utilizados para isso foram o escâner tridimensional a laser, o microscópio estereoscópico e o microscópio eletrônico de varredura. Para a gravação da textura no molde foi utilizado uma fresadora CNC. Após o molde confeccionado, foi possível realizar ensaios de resistência de aderência à tração, através da confecção do concreto texturizado e aplicação da argamassa. Foi testada a textura do Líquen em três diferentes níveis de escalas (100%, 87,5% e 62,5%) e comparadas à textura de Chapisco convencional. Os resultados obtidos com o ensaio mostraram que a utilização das texturas Líquens atendem as normas ABNT quanto à exigência de resistência de aderência à tração das argamassas de revestimento sobre as superfícies de concreto. / The discovery and learning of nature’s strategies allow mankind to increase his invention capability, through absorbing information, catalyzing the knowledge of the biologic studies of natural elements and transforming it in products and solutions to the daily life. This capability is called bionics. Through the observation of nature, it was perceived that the lichens have an adherence function. This way, that element was used to design textures with the intention of improving the fixation of the mortar coating on concrete panels. Thus, 3D digitization technologies were used in the acquisition of topographic data of the lower cortex of lichens, with the intention of creating a model capable of increasing the mortar’s adherence to the substratum. The data resulted in a texture for the application in molds capable of stamping the concrete. The equipment used for this were the three-dimensional laser scanner, the stereoscopic microscope and scanning electron microscope. For the imprinting of the texture in the mold was used a CNC milling machine. After the mold was done, it was possible to test the tensile bond strength, through the making of the textured concrete and mortar application. The Lichen’s texture was tested in three different scale levels (100%, 87.5% and 62.5%) and compared to the texture of conventional Roughcast. The results obtained with the test show that utilizing lichens’ textures meet the ABNT standards regarding the requirement of tensile bond strength of the mortar coating on concrete surfaces.

A modelagem de geometrias da natureza pode ser um processo complexo devido ás características orgânicas dos elementos. Propõe-se com essa dissertação identificar geometrias espaciais que sigam o padrão de crescimento espiral observado na natureza, utilizando as Tecnologias 3D como ferramentas para o processo de projeto. Para a execução do trabalho foram investigadas os Métodos de Biônica, Crescimento Espiral e a Sequência de Fibonacci, Engenharia Reversa e Design Paramétrico. O processo de representação dos elementos foi realizado em conformidade com a Metodologia para o Desenvolvimento de Produtos Baseados no Estudo da Biônica com o acréscimo das tecnologias de digitalização tridimensional e de processamento de nuvem de pontos, complementado pela parametrização de superfícies à base de curvas. Foram utilizados três processos para modelagem de curvas paramétricas representadas (i) pelo desenho de linhas sobre a malha digitalizada em 3D, (ii) por programação visual no software Grasshopper e (iii) por programação com scripts Python. Foi avaliada como melhor alternativa para o Design Paramétrico a utilização da programação visual otimizada com a programação por scripts, a qual apresentou melhor aproximação entre as curvas analisadas. Estudos de casos realizados com elementos da natureza (abacaxi e pinha) demonstraram a viabilização do método. Desta maneira a sistematização do conhecimento permitirá a proposição de um modelo paramétrico baseado na Biônica para fase inicial de inspiração e concepção de alternativas do projeto de produto. / Modeling the geometries of nature can be a complex process due to the organic characteristics of the elements. It is proposed with this dissertation to identify spatial geometries that follow the pattern of spiral growth observed in nature, using 3D Technologies as tools for the design process. For the execution of the work were investigated the Bionics, Spiral Growth and Fibonacci Sequence, Reverse Engineering and Parametric Design. The process of representation of the elements was carried out in accordance with the Methodology for the Development of Products Based on the Study of the Bionics with the addition of the technologies of three-dimensional digitization and processing of cloud of points, complemented by the parameterization of surfaces based on curves. Three methods were used for modeling parametric curves represented by (i) the drawing of lines on the 3D scanned mesh, (ii) by visual programming in the Grasshopper software and (iii) by programming with Python scripts. It was evaluated as the best alternative for Parametric Design the use of optimized visual programming with programming by scripts, which presented better approximation between the analyzed curves. Case studies carried out with nature elements (pineapple and pine cone) demonstrated the viability of the method. In this way the systematization of the knowledge will allow the proposition of a parametric model based on the Bionics for the initial phase of inspiration and design of alternatives of the product design.