Biomimetic approach for experimentation and digital fabrication with bio-based material: the lightness and resistance of the Agave Sisalana

  • Rodrigo Barbosa de Araújo
  • Amilton José Vieira de Arruda
  • Jorge Lino Alves
  • Paulo Carvalho Araújo
Palabras clave: Biomimetismo ; Bioinspiración ; Agave ; Diseño paramétrico ; Fabricación digital ; Saltamontes ; Diseño de materiales ; Fibras naturales ; Materiales bioinspirados ; Impresión 3D

Resumen

La bioinspiración en las estrategias de diseño de la naturaleza alineadas con la fabricación digital, tienen gran relevancia para la resolución de problemas con un enfoque en la aplicación sistemática de información biológica para la emulación de elementos naturales. Actualmente, las posibilidades están dadas por las últimas tecnologías, sistemas de producción y el desarrollo de nuevas estructuras y materiales. Esta investigación explora la investigación de la biología, el uso de la computación paramétrica y la fabricación digital, incluyendo experimentos con materiales sostenibles como dimensiones inseparables del diseño bioinspirado. Las fibras de Agave Sisalana tienen excelentes propiedades de ligereza y resistencia proporcionadas por el patrón estructural de las paredes celulares y sus propiedades materiales. Presentarse como un sistema natural de inspiración biomimética y experimentación de materiales bioinspirados.

Citas

Akos, G. & Parsons, R. (2014). Grasshopper primer 3° ed. Studio Mode, LLC.

Aurenhammer, F. (1991). Voronoi Diagrams - A Survey of a Fundamental Geometric Data Structure. Institute fur Informationsverarbeitung Technische Universitat Graz, Schiet stattgasse 4a, Austria.

Araújo, R. (2015). Biomimética e artefatos para ambientes aquáticos – estratégias de leveza e resistência inspiradas na estrutura celular do agave. Ed. Novas Edições Acadêmicas, Omni Scriptum Publishing Group - Beau Bassin.

Ashby, M.; Johnson, K. (2011). Materiais e Design: Arte e Ciências da Seleção de Materiais do Design do Produto. 2. ed. Rio de Janeiro: Campus.

Baumeister, D. (2014). Biomimicry Resource Handbook. A seed of Best Practices. Ed. Biomimicry 3.8 - Missoula, Montana.

Benyus, J. (2003) Biomimética: Inovação inspirada pela natureza. Ed. Pensamento-Cultrix.

Bhushan, B.(2009). Lessons from nature – an overview. Disponível em: http://rsta.royalsocietypublishing.org

Byrne, G.; Dimitrov, D.; Monostori, L.; Teti, R.; Houten, F.; Wertheim, R. (2018). Biologicalisation: Biological Transformation in Manufacturing. CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology. Volume 21, May 2018, Pages 1-32. https://doi.org/10.1016/j.cirpj.2018.03.003

Callister, W. (2000). Ciência e engenharia dos materiais – Uma introdução. 5ed. Rio de Janeiro, LTC Ed.

Carneiro, J. (2017). Caracterização de acessos de sisal usando descritores da planta e da fibra. Tese doutorado. Programa de pós-graduação em recursos genéticos vegetais - Universidade Estadual de Feira de Santana - BA.

Cohen, Y. & Reich, Y. (2016). Biomimetic Design Method for Innovation and Sustainability. Springer International Publishing - doi:10.1007/978-3-319-33997-9 - Switzerland.

Damodaram, R. (2018). Bio-Mimetic Design With 3d Printable Composites. Thesis Master of Science. South Dakota State University.

Daya, T. (2017). Facilitating Sustainable Material Decisions: A Case Study of 3D Printing Materials. Tese de doutorado. UC Berkeley Electronic Theses and Dissertations.

Gleich, A.; Pade, C.; Petschow, U.; Pissarskoi, E. (2002). Potentials and Trends in Biomimetics. Springer. New York.

Martin, A., Martins. M., Mattoso, L., Silva, O. (2009). Caracterização química e estrutural de fibra de sisal da variedade Agave Sisalana - Polímeros: Ciência e Tecnologia, vol. 19, nº 1, p. 40-46, SP

Müller, R.; Abaid, N.; Boreyko, J. B.; Fowlkes, C.; Goel, A. K.; Grimm, C.; Jung, S.; Kennedy, B.; Murphy, C.; Cushing, N. D.; Han, J.(2018). Biodiversifying Bioinspiration. Bioinspiration & Biomimetics - IOP Science, Volume 13, Number 5.

Mwaikambo, L. & Ansell, M. (2002). Chemical modification of hemp, sisal, jute, and kapok fibers by alkalization. Journal of Applied Polymer Science, 84(12), 2222-2234. https://doi.org/10.1002/app.10460

Nowak, A. (2015). Application of Voronoi diagrams in contemporary architecture and town planning - Challenges of Modern Technology. vol. 6, no. 2. 30-34. Oxman, N.; Ortiz, C.; Gramazio, F.; Kohler, M. (2015). Computer-Aided Design. Elsevier, Volume 60.

Pauw I. (2015). Nature-Inspired Design - Strategies for Sustainable Product Development. PhD thesis Delft University of Technology, Delft, the Netherlands.

Rael, R. & Fratello, V. (2018). Printing Architecture - Innovate Recipes for 3D printing - of emerging objects. Princeton Architectural Press; Illustrated edition.

Rattes, R. (2015). Biomimética aplicada ao Metadesign: Geração de Máquinas Abstratas com base no estudo do Mandacaru. Dissertação para obtenção de Grau de Mestre em Design. Universidade Federal de Pernambuco. Recife.

Sapuan, S.M.; et al. (2006). Mechanical properties of woven banana fiber reinforced epoxy composites. Mat. Des., v. 27, pag. 689-693.

Schumacher, P. (2021 Maio) Patrik Schumacher on parametricism – ‘Let the style wars begin’ 2010. https://www.architectsjournal.co.uk/practice/culture/patrik-schumacher-on-parametricism-let-the-style-wars-begin

Soares, T. & Arruda, A. (2018). Novas estratégias da biomimética: as analogias no biodesign e na bioarquitetura. Mix Sustentável. Florianópolis. v.4 - n.1 - p.73-82 – março.

Taiz, L.; Zeiger, E. (2004). Fisiologia vegetal. Porto Alegre: Artmed

Tedeschi, A. (2014). AAD Algorithms-Aided Design. Parametric strategies using grasshopper. ed. Le Penseur. Wimmer, R.; Koddenberg, T.; Steyrer, B. (2015). 3D Printing and Wood. International Conference Wood Science and Engineering in the Third Millennium - ICWS, DOI: 10.13140/RG.2.1.2483.6563

Publicado
2021-12-28
Cómo citar
Barbosa de Araújo, R., Vieira de Arruda, A. J., Lino Alves, J., & Carvalho Araújo, P. (2021). Biomimetic approach for experimentation and digital fabrication with bio-based material: the lightness and resistance of the Agave Sisalana. Cuadernos Del Centro De Estudios De Diseño Y Comunicación, (149). https://doi.org/10.18682/cdc.vi149.5526