A natureza como modelo: esqueletos e formas de peixe inspiram os construtores de automóveis

É verdade que muita coisa aconteceu desde a invenção do automóvel em 1886. Mas em comparação com quatro mil milhões de anos de evolução, isso é pouco mais do que um piscar de olhos. A natureza tem frequentemente soluções muito melhores.

Isto é um design ou pode desaparecer? Quando Klaus Millerferli segura nas mãos as cúpulas dos amortecedores do novo Mercedes EQXX, pode pensar que cometeu um erro.

A peça metálica volumosa e desestruturada parece mais um caixote do lixo do que uma peça de vanguarda. E o facto de o eixo dianteiro do transportador de tecnologia eléctrica ser supostamente suportado por ela é difícil de acreditar para o gestor de projeto.

Mas Millerferli segura a peça fundida na sua mão com o maior apreço e regozija-se com o seu baixo peso e forma arejada. Porque não só é extremamente estável, como também pesa menos quatro quilos do que um componente convencional.

Criados de acordo com o modelo da natureza - esqueletos feitos de carbono

"Para isso, construímo-lo de acordo com o modelo da natureza", diz o engenheiro. Em vez de ser desenvolvido na prancheta de desenho com o mesmo software no computador que é usado para gerar os monstros para jogos de computador - não desenhado, mas literalmente crescido - ele parece, portanto, um esqueleto.

E, tal como os ossos dos seres humanos ou dos animais, a parte estrutural é extremamente estável nos pontos cruciais, mas não necessita de material em excesso em lado nenhum e é, por isso, particularmente leve.

A Millerferli segue assim uma tendência que é atualmente muito popular entre os criadores de automóveis. Na luta pelo menor peso possível e pela maior autonomia, inspiram-se na natureza. Isto é particularmente evidente no Mission R, com o qual a Porsche está a dar forma ao carro de corrida elétrico do futuro.

Em vez de construir uma estrutura e depois cobri-la com uma carroçaria, o carro de dois lugares transporta um esqueleto de carbono que é visível de longe e cujas aberturas, abertas como uma treliça, permitem visões e vistas bastante invulgares - especialmente no tejadilho.

"A forma e a função juntam-se de forma perfeita", diz o designer Peter Varga. "Porque este chamado exoesqueleto não só é particularmente leve e estável, como também tem um aspeto espetacular."

Tartaruga e o crânio de um dinossauro

Outros tiveram esta ideia antes da Porsche: No prestador de serviços de desenvolvimento Edag, em Wiesbaden, por exemplo, existe o veículo de transporte tecnológico Genesis. O seu corpo é modelado numa carapaça de tartaruga da impressora 3D.

Ou o desportivo de dois lugares do Instituto Fraunhofer de Engenharia de Fabrico e Automação (IPA) em Estugarda. Para garantir que não ultrapassa os 500 quilos e que oferece proteção suficiente contra acidentes, o crânio do Simosaurus teve de servir de modelo para a estrutura da carroçaria.

Por fim, os investigadores encontraram alguns paralelismos interessantes: Durante a caça, o osso foi submetido a uma tensão semelhante à do chassis quando conduz numa pista acidentada. E quando a mandíbula se fechava ao comer, actuavam forças semelhantes às de um acidente, explicam os especialistas do IPA.

Gingar em terra e elegante na água

Para além da construção leve e da segurança, é sobretudo a aerodinâmica que se inspira na natureza. "Quando se trata de resistência ao fluxo, a evolução já produziu algumas formas sensacionais", diz Teddy Woll, responsável pelo túnel de vento na Daimler. Por exemplo, o pinguim.

Em terra, pode parecer lento e o seu andar não é eficiente nem estético. "Mas na água, ninguém o consegue enganar", diz Woll, que poderia falar durante horas sobre pássaros e peixes. Por isso, não é de admirar que alguns dos pormenores dos nossos carros se assemelhem a asas ou barbatanas, ou que toda a forma imite um peixe.

Mas também há limites, nomeadamente no conflito entre a aerodinâmica e a estética, admite Woll. Lembra-nos o peixe-cofre que serviu de modelo ao Bionic Car dos suábios em 2005. O peixe é particularmente aerodinâmico e o carro inspirado nele é incrivelmente eficiente, com um valor Cd de 0,19.

Mas a beleza é uma história diferente. Apesar de se adequar perfeitamente a uma carrinha compacta ou a um SUV, é pouco provável que esta forma agrade ao público em geral - e há muito que desapareceu da sala de provas dos designers.

Efeito flor de lótus para limpar as casas de banho e os flancos dos pneus

Estruturas corporais como um esqueleto ósseo, partes estruturais crescidas e linhas de design como os corpos dos peixes - por muito novas que estas ideias possam ser, a biónica é uma coisa antiga. Quer se trate de automóveis, aviação ou tecnologia doméstica, a natureza tem vindo a fornecer o modelo para realizações práticas desde tempos imemoriais.

Um dos exemplos mais populares da transferência da natureza para a fábrica é o chamado efeito de flor de lótus, com o qual as folhas da planta se armaram contra a sujidade.

Os investigadores conseguiram transferir o princípio das pequenas saliências, responsáveis pelo escoamento da água e, consequentemente, das partículas de sujidade da superfície da planta, para superfícies artificiais. Isto garante que os lavatórios ou as sanitas estejam sempre limpos. Em breve, esta propriedade tornará supérfluas as lavagens de automóveis para os fabricantes de tintas, e os fabricantes de pneus querem manter os lados dos seus pneus limpos.

O tubarão eficiente como modelo para automóveis mais eficientes

Mas não são apenas as flores que inspiram os investigadores, mas também as escamas dos peixes. Os investigadores da BMW, por exemplo, analisaram de perto a pele do tubarão há alguns anos. Perfis especiais podem reduzir a resistência à fricção até três por cento.

A ideia era que se estes perfis fossem transferidos para uma folha de alumínio e colados à chapa metálica, o consumo de combustível poderia ser reduzido em conformidade. No entanto, os bávaros não prosseguiram com esta ideia.

Isto não é invulgar: porque os ideais biónicos colidem frequentemente com outros requisitos do automóvel - quer se trate de custos, de implementação na produção ou simplesmente de gosto: "Porque nem tudo o que a biónica nos dita em termos de design, por exemplo, agradaria aos consumidores", diz o aerodinamicista da Mercedes, Woll, contando a disputa construtiva em curso com os designers.

A biónica não foi, portanto, posta de parte. Pelo contrário: as abordagens de desenvolvimento existentes nem sempre conseguem ter em conta os muitos desafios que a indústria automóvel enfrenta atualmente. Por isso, estão a ser procuradas soluções noutros sectores, incluindo a biónica: "A biónica fornece inspiração e abordagens interessantes para as soluções", afirma a porta-voz da BMW, Julia Jung.

Fonte: Esqueletos e formas de peixe inspiram os construtores de automóveis / Nürnberger Nachrichten (18.10.2022)