ELYTRA: Como a natureza moldará nosso futuro

Neste verão passei todo o mês de junho viajando pela Europa. A experiência foi verdadeiramente uma aventura turbulenta, mudando minha perspectiva sobre quase todas as facetas da condição humana. Em todas as cidades, de Dublin a Oslo e de Dresden a Paris, fiquei continuamente impressionado com as maravilhas históricas que cada cidade tinha para oferecer - mas o que não esperava era ver um vislumbre do futuro da vida urbana.

Ao visitar o Victoria and Albert Museum (amplamente conhecido como Museu V&A) em um dia extremamente quente, entrei relutantemente no pavilhão ao ar livre. Lá, fiquei surpreso ao ver uma exposição intitulada ELYTRA, um forte contraste com as exposições históricas e antropológicas do V&A. ELYTRA é uma inovação de engenharia que é eficiente, sustentável e pode provavelmente moldar o futuro dos nossos espaços recreativos públicos e da nossa arquitetura.

O que é ELITRA?

A estrutura chamada ELYTRA é uma exposição visitante de robótica desenvolvida pelos arquitetos Achim Menges e Moritz Dobelmann em colaboração com o engenheiro estrutural Jan Knippers e também com Thomas Auer, engenheiro climático. A exposição interdisciplinar demonstra o impacto futuro dos projetos inspirados na natureza na tecnologia, engenharia e arquitetura (Vitória e Alberto).

A exposição consistia em um robô desativado sentado sob o centro de uma complexa estrutura tecida que ele havia construído. As peças hexagonais da exposição são leves, mas fortes e duráveis.

Biomimética: o que você precisa saber

A estrutura hexagonal de cada peça do ELYTRA foi desenvolvida e aperfeiçoada através da Engenharia Biomimética, ou Biomimética. A biomimética é um campo definido por designs e adaptações de inspiração biológica derivadas da natureza.

A história da biomimética é vasta. Já em 1000 DC, os antigos chineses tentaram desenvolver tecido sintético inspirado na seda de aranha. Leonardo da Vinci inspirou-se nos pássaros ao projetar seus famosos projetos de máquinas voadoras.

Hoje, os engenheiros continuam olhando para a natureza para criar novas tecnologias. Os dedos pegajosos das lagartixas inspiram a habilidade de um robô de subir escadas e paredes. A pele de tubarão inspira trajes de banho aerodinâmicos e de baixo arrasto para atletas.

A biomimética é verdadeiramente uma área interdisciplinar e fascinante da ciência e tecnologia (Bhushan). O Instituto de Biomimética explora esse campo e fornece maneiras de se envolver.

A inspiração de ELYTRA

ELYTRA foi inspirado nas costas endurecidas dos besouros. Os élitros dos besouros protegem as asas delicadas e o corpo vulnerável do inseto (Enciclopédia da Vida). Esses duros escudos protetores deixaram perplexos engenheiros, físicos e biólogos.

Como esses élitros poderiam ser fortes o suficiente para permitir que o besouro voasse pelo solo sem danificar seu equipamento, ao mesmo tempo em que eram leves o suficiente para manter o vôo? A resposta está no projeto estrutural deste material. A seção transversal da superfície do élitro mostra que as conchas são compostas por pequenos feixes de fibras conectando as superfícies externa e interna, enquanto as cavidades abertas reduzem o peso total.

O professor Ce Guo, do Instituto de Estruturas Bioinspiradas e Engenharia de Superfícies da Universidade de Aeronáutica e Astronáutica de Nanjing, publicou um artigo detalhando o desenvolvimento de uma estrutura baseada nos fenômenos naturais dos élitros. As semelhanças entre a amostra do élitro e a estrutura do material proposta são impressionantes.

Os benefícios da biomimética

Elytra possui "excelentes propriedades mecânicas...como alta intensidade e resistência". Na verdade, esta resistência aos danos é também o que torna os designs biomiméticos como o ELYTRA tão sustentáveis ​​- tanto para o nosso ambiente como para a economia.

Apenas meio quilo de peso economizado em uma aeronave civil, por exemplo, reduzirá as emissões de CO2 ao diminuir o consumo de combustível. Esse mesmo quilo de material removido diminuirá o custo daquela aeronave em US$ 300. Ao aplicar esse biomaterial que economiza peso em uma estação espacial, meio quilo se traduz em mais de US$ 300,000 em economia.

A ciência poderá avançar imensamente quando inovações como Biomaterial de Guo pode ser aplicado para distribuir fundos de forma mais eficiente (Guo et.al). Na verdade, uma marca registrada da biomimética são os seus esforços em direção à sustentabilidade. Os objetivos do campo incluem “construir de baixo para cima, automontar, otimizar em vez de maximizar, usar energia livre, polinização cruzada, abraçar a diversidade, adaptar e evoluir, usar materiais e processos amigáveis ​​à vida, envolver-se em relações simbióticas e melhorar a biosfera.”

A atenção à forma como a natureza criou os seus materiais pode permitir que a tecnologia coexista de forma mais natural com a nossa terra e chamar a atenção para o quanto o nosso mundo foi danificado pela tecnologia “não natural” (Crawford).

Além da eficiência e sustentabilidade do ELYTRA, a exposição mostra um imenso potencial para a arquitetura e o futuro do espaço público recreativo, devido à sua capacidade de evolução. A estrutura é conhecida como “abrigo responsivo”, com muitos sensores interligados.

O ELYTRA contém dois tipos distintos de sensores que permitem coletar dados sobre o mundo que o rodeia. O primeiro tipo são as câmeras de imagem térmica. Esses sensores detectam anonimamente o movimento e as atividades das pessoas que aproveitam a sombra.

O segundo tipo de sensor são fibras ópticas que percorrem toda a exposição. Essas fibras coletam informações sobre o ambiente ao redor da estrutura, bem como monitoram o microclima abaixo da exposição. Explore mapas de dados da exposição SUA PARTICIPAÇÃO FAZ A DIFERENÇA.

A incrível realidade desta estrutura é que “o velame crescerá e mudará sua configuração ao longo da Temporada de Engenharia V&A em resposta aos dados coletados. A forma como os visitantes inibem o pavilhão acabará por informar como a copa cresce e o formato dos novos componentes (Victoria e Albert).

Dentro do pavilhão do Victoria and Albert Museum, ficou claro que a estrutura se expandiria para acompanhar a curva do pequeno lago. A lógica simples de permitir que as pessoas que utilizavam o espaço determinassem sua arquitetura era surpreendentemente profunda.