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14 Gennaio 2021

Bionica e Biomimicry per il miglioramento dei prodotti e dei processi

 

Il biodisegno é un termine che è stato coniato da Janine Benius del  Biomimicry Institute nel 1997. Il termine si riferisce a un  miglioramento che prende spunto dalla natura, per ottimizzare i processi, i materiali e le tecnologie umane o le caratteristiche degli stessi dal punto di vista sostenibile.

Vengono riportati alcuni esempi, per meglio comprendere alcune applicazioni del tema. Per la realizzazione dell’auto bionica, Mercedes Benz e Chrysler hanno lavorato ad uno studio specifico per aumentare l’aerodinamica, la sicurezza, il comfort e  la compatibilità ambientale dei veicoli. Nelle immagini viene mostrato lo studio aerodinamico nella galleria del vento e in un software di simulazione di elementi finiti.

Studio aerodinamico nella galleria del vento

Il termine  bionica è prettamente ingegneristico e fa riferimento soprattutto all’ottimizzazione del design diretta all’incremento dell’efficacia e dell’efficienza di un sistema tecnico senza necessariamente prendere in considerazione la sostenibilità. Il termine fu coniato dal Major John Steele delle Forze Armate dell’unità spaziale degli Stati Uniti.

In Giappone, lo Shinkansen Serie 500 è un treno per linee veloci, di proprietà di JR West in servizio presso le compagnie ferroviarie e, fino al 2010, JR Central. È il modello di Shinkansen più potente mai costruito che innalza il limite di velocità per la serie.  Il modello del treno segue  gli standard ambientali per il rumore. Il treno prende ispirazione dal becco del Martin King Pescatore che all’entrare in acqua per la pesca riduce al minimo la propagazione delle onde e passa così inosservato ai pesci che caccia. Allo stesso modo, il treno all’entrare nelle gallerie riduce al minimo la pressione dell’aria evitando la creazione del rumore irradiato dall’altra parte della galleria.

 

Le pinne delle balene megattere (Megaptera novaeangliae) hanno bordi d’attacco ondulati, che presentano una dinamica dei fluidi superiore ai bordi d’attacco tipicamente lisci delle nostre ali, turbine e altri tipi di lame. Nonostante siano lunghe 40-50 piedi e pesino quasi 80.000 libbre, le megattere nuotano in cerchi abbastanza stretti  di soli cinque piedi di diametro, che racchiudono le loro prede. La sorprendente destrezza della balena è dovuta principalmente alle caratteristiche delle pinne non convenzionali, che hanno grandi protuberanze dall’aspetto irregolare chiamate tubercoli sui loro bordi d’attacco.

I test in galleria del vento condotti su modelli di pinne megattere con e senza tubercoli all’avanguardia hanno dimostrato i miglioramenti fluidodinamici apportati dai tubercoli, come una sbalorditiva riduzione del 32% della resistenza, un miglioramento dell’8% della portanza e un aumento del 40% dell’angolo di attacco rispetto alle penne  lisce prima dello stallo. Una società chiamata WhalePower sta applicando queste lezioni alla progettazione di turbine eoliche e ventilatori di tutti i tipi – ventilatori da soffitto industriali e altri sistemi HVAC, ventilatori di computer, ecc. – per migliorarne l’efficienza, la sicurezza e l’economicità.

Dyrecta Lab in qualità di Istituto di ricerca che opera nel settore della ricerca industriale e sviluppo sperimentale è da sempre attenta all’uso della tecnologia e della conoscenza per ideare nuove applicazioni atte a migliorare la vita reale

 

 

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