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

Abstract

O designer deve trabalhar com o estado da arte em tecnologias na aplicação de diferentes técnicas tanto para a criação de produtos inovadores como para auxiliar na geração de novos conhecimentos. A metodologia da biônica parte da interação entre diferentes disciplinas, de modo a estudar elementos naturais, caracterizando-os e os aplicando em projetos de design e engenharia. Por sua vez, a anatomia vegetal trata do estudo da microestrutura de plantas, sendo utilizados métodos clássicos de secionamento de amostras para observação microscópica, levando à interpretação de tecidos e células constituintes. Com o avanço das tecnologias 3D, novas técnicas têm surgido para observação e análise de materiais, como a Microtomografia Computadorizada de Raios X (μCT) e a Modelagem por Deposição de Material Fundido (FDM), contudo tais meios permanecem pouco explorados em ciências biológicas e de plantas. Nesse sentido, este trabalho apresenta uma nova abordagem de utilização de técnicas de μCT e FDM, utilizando o bambu para caracterização de sua microestrutura As técnicas são empregadas em análise anatômica, incluindo secionamento 3D do modelo virtual da amostra, obtido pelas imagens da μCT, e em análises qualitativas. Por fim, o estudo apresenta o desenvolvimento de dois modelos físicos, impressos em FDM em escala 25:1, de diferentes tipos de tecidos vegetais. Os resultados permitiram a visualização 3D da microestrutura da amostra, auxiliando tanto na compreensão de sua morfologia quanto em um melhor entendimento de sua resistência, para aplicações em projetos. É apresentada a possibilidade de unir as técnicas de μCT e FDM na geração de modelos virtuais e físicos para a observação aplicada à anatomia vegetal. Apropriando-se dos conhecimentos de biônica, tem-se que o designer pode e deve atuar para promover mudanças de paradigmas em demais áreas do conhecimento, por meio de novas tecnologias de alta resolução.

Designers must work with state of the art technologies in the application of different techniques both on the creation of innovative products as well as on the generation of new knowledge. Bionics methodology is based on the interaction of different disciplines, in order to study natural elements, characterizing and applying them in design and engineering projects. On the other hand, plant anatomy deals with the study of the microstructure of plants, using classic methods of sample sectioning for microscopic observation, leading to the interpretation of tissues and constituent cells. With the advancement of 3D technologies, new techniques have emerged for observation and analysis of materials, such as X-Ray Microcomputed tomography (μCT) and Fused Deposition Modeling (FDM), however, these resources remain little explored in biological and plant sciences. In this sense, this work presents a new approach to the use of μCT and FDM techniques, using bamboo to characterize its microstructure Both techniques are employed in anatomical analysis, including 3D sectioning of the virtual sample model, obtained by μCT images, in addition to qualitative analyses. Finally, the study presents the development of two physical models, printed by FDM on a 25:1 scale, of different types of plant tissues. The results allowed the 3D visualization of the microstructure of the sample, assisting both the comprehension of its morphology and a better understanding of its resistance, for project applications. It is presented the possibility of merging the techniques of μCT and FDM in the generation of virtual and physical models for observation applied to the plant anatomy. By taking advantage of bionics knowledge, it is observed that the designer can and should act to promote paradigm shift within other fields of knowledge, by means of new high-resolution technologies.