Disciplina é uma parceria entre o Instituto de Biociências e a Faculdade de Arquitetura e Urbanismo e de Design da USP, oferecida como optativa livre para alunos de todos os cursos da Universidade

Izabel Leão
Jornal da USP

Com o objetivo de capacitar estudantes para desenvolver inovações inspiradas em processos e sistemas biológicos, o Instituto de Biociências (IB) da USP lançou a disciplina Fundamento de Biomimética, disponível para todos os cursos de graduação da Universidade como optativa livre, sem pré-requisitos. A disciplina foi idealizada pela professora Denise Selivon Scheepmaker, do Departamento de Genética Evolutiva do IB, em colaboração com o professor Luis Antonio Jorge da Faculdade de Arquitetura e Urbanismo e de Designs (FAU) da USP. “É uma área essencialmente interdisciplinar, já que as soluções podem ser aplicadas a inúmeras áreas do conhecimento. A disciplina conta neste início com estudantes de mais de dez unidades da USP”, relata a professora.

A criação da disciplina, de acordo com Denise, reflete a necessidade de interdisciplinaridade na pesquisa e no desenvolvimento tecnológico. “A ementa do curso foi estruturada para promover a colaboração entre estudantes das áreas de biológicas, exatas e humanas. A disciplina busca simular o ambiente de centros de pesquisa, onde profissionais de diferentes especialidades trabalham juntos”, ressalta.

A procura pelo curso superou o número de vagas disponíveis, o que sinaliza o interesse das novas gerações por um desenvolvimento tecnológico que considere a sustentabilidade, explica a professora. O programa do curso, segundo Denise, inclui aulas teóricas e práticas, palestras e trabalhos em equipe. O objetivo é que os estudantes exercitem a comunicação entre diferentes áreas e proponham projetos tecnológicos biomiméticos.

Os temas abordados incluem: conceituação e história da Biomimética; distinção entre Biomimicry e Biomimetics; os diferentes níveis da Biomimética; bases biológicas dos sistemas biomiméticos (seleção natural e deriva; adaptação; convergências adaptativas; restrições evolutivas; design ótimo); extração dos princípios da natureza para outras áreas de conhecimento; transposição dos padrões naturais extraídos para padrões abstratos, visando ao desenvolvimento ou melhoria de tecnologias; viabilização de sistemas biomiméticos (parcerias público/privadas).

Iniciativa pioneira

A Biomimética vem sendo tema de pesquisa e ensino em universidades ao redor do mundo. A disciplina da USP é uma iniciativa pioneira na América do Sul ao reunir estudantes de diferentes cursos para atuar em um campo de alto potencial econômico, ambiental e social.

A professora destaca que o primeiro passo para desenvolver o conhecimento na área é a observação cuidadosa. Em seguida, é fundamental compreender de forma aprofundada as funções e os modos de atuação da natureza. “Quando você cria uma tecnologia que amplia seus sentidos, passa a enxergar a natureza de uma forma completamente nova”, afirma.

Um exemplo clássico dessa abordagem é o velcro. Em 1941, o engenheiro suíço Georges de Mestral, após um passeio com seu cachorro, notou que pequenas sementes ficavam presas às suas roupas e aos pelos do animal. Ele dedicou sete anos ao estudo dos carrapichos globulares para entender seu funcionamento e transformá-lo em uma alternativa prática ao zíper, explica Denise. Com o avanço das pesquisas, Mestral desenvolveu uma estrutura de ganchos de nylon, que alcançou sucesso comercial em 1967, especialmente com as primeiras missões espaciais à Lua. O velcro foi adotado por facilitar o manuseio pelos astronautas durante as expedições.

Outros exemplos de uso da biomimética:

Despoluição de água
Foi desenvolvida uma tecnologia biomimética inovadora que imita o mecanismo de captura de presas pela anêmona-do-mar (Actinia), com seus tentáculos. Os cientistas criaram um tipo especial de nanopartícula que funciona de forma parecida. Essa “nanopartícula-tentáculo” consegue capturar e remover diferentes tipos de sujeira e poluentes da água em apenas uma etapa, tornando o processo de limpeza da água mais rápido e eficiente.

Construção civil
Pesquisadores desenvolveram um método eletroquímico que utiliza CO₂ para formar minerais de carbonato de cálcio ao redor de estruturas impressas em 3D, imitando o processo de biomineralização dos corais. Esse processo resulta em compósitos minerais-poliméricos com alta resistência mecânica, tenacidade à fratura, resistência ao fogo e capacidade de reparo de fissuras. A tecnologia representa um avanço significativo na captura de carbono e na produção de materiais sustentáveis.

Transportes
Pesquisadores desenvolveram uma película ultrafina que imita as escamas do tubarão, as quais possuem microrranhuras que reduzem o atrito na água. O mesmo princípio pode ser aplicado na redução de atrito com o ar. Assim, a película, aplicada à fuselagem de aviões, diminui o consumo de combustível e a consequente emissão de toneladas de CO₂ por ano.

Energia
No início dos anos 2000, pesquisadores desenvolveram hélices otimizadas, imitando as nadadeiras da baleia-jubarte, que melhoram a eficiência do movimento. As hélices foram aplicadas em turbinas de geração de energia eólica, aumentando a eficiência e tornando essa fonte de energia mais competitiva. A tecnologia recentemente vem sendo aprimorada e aplicada em outros produtos, como ventiladores industriais, sistemas de exaustão e refrigeração, com redução significativa do consumo energético.

Para conferir as informações sobre a disciplina Fundamentos da Biomimética oferecida aos estudantes da USP clique aqui.