A GEOMETRIA DA NATUREZA UM ESTUDO DA FUNCIONALIDADE DAS FORMAS BIOLOGICAS PARA APLICACAO NO DESIGN

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A GEOMETRIA DA NATUREZA: UM ESTUDO DA 
FUNCIONALIDADE DAS FORMAS BIOLÓGICAS PARA 
APLICAÇÃO NO DESIGN 
 
Manoel Guedes Alcoforado 
UFPE, Núcleo de Design 
 manoelguedes@hotmail.com 
Roberto Alcarria do Nascimento 
UNESP, Pós-graduação em Design 
 alcarria@faac.unesp.br 
Aniceh Farah Neves 
UNESP, Pós-graduação em Design 
 aniceh@faac.unesp.br 
Resumo 
Diversos estudos apresentam relações matemáticas ou geométricas com 
elementos orgânicos e inorgânicos encontrados na natureza. Muitas delas 
tentam explicar a estética através do equilíbrio visual, gosto e da 
percepção. Contudo, na natureza podemos encontrar uma infinidade de 
princípios que podem ser utilizados também para o desenvolvimento de 
soluções funcionais e para nos alimentar com um repertório de princípios 
que podem favorecer a criação de produtos inovadores. Nesse sentido, 
esse artigo apresenta propostas metodológicas para pesquisa e aplicação 
desses princípios da natureza no projeto e exemplifica o método proposto 
com plantas cactáceas do sertão nordestino. 
 
Palavras-chave: design, geometria, natureza, biomimética 
Abstract 
Different studies presented mathematical or geometrical relationships with 
organic and inorganic elements found in nature. Many of them try to explain 
the aesthetic through visual equilibrium, taste and perception. However, in 
nature we can find a multitude of principles that can be used also for the 
development of functional solutions and to feed us with rich repertoire of 
principles that can favor the creation of innovative products. Thus, this 
article presents methodological proposals for research and application of 
these principles of nature in the design and exemplifies the proposed 
method with cactus plants of northeastern hinterland. 
 
Keywords: design, geometry, nature, biomimetics. 
 
 
1 Introdução 
Como sabemos na natureza encontramos relações matemáticas e geométricas 
relacionadas à seção de ouro e proporção divina (da proporção áurea 1:1,618) e da 
sequência de Fibonacci. Segundo Elam (1999) elas criam proporções e simetrias que 
podem explicar parte do equilíbrio visual, gosto e da percepção estética, que tornam 
os artefatos apreciável ao olhar humano e por isso, estudadas por designers para 
aplicação no desenho dos produtos. 
Contudo, a natureza não nos apresenta apenas as formas para utilizarmos em 
soluções estéticas, elas nos apresentam soluções formais, geométricas e práticas que 
evoluíram durante milhões de ano e que podem nos ajudar a resolver diversos 
problemas funcionais de nossos projetos, como: leveza, resistência, flexibilidade, 
aderência, aerodinâmica, fixação,... Além de nos alimentar com um repertório de 
princípios que em muito pode nos auxiliar a criar analogias durante processos de 
criação projetual. 
Nesse artigo iremos apresentar propostas metodológicas para pesquisa e 
aplicação de princípios da natureza no projeto. Exemplificaremos a sua aplicação 
pesquisando plantas cactáceas, presentes no sertão nordestino, buscando encontrar 
princípios geométricos, formais, estruturais, físicos, mecânicos e biológicos que 
possam, tanto criar conceitos a serem aplicados diretamente em soluções de 
problemas projetuais, como possam alimentar um repertório de princípios que 
estimulem a geração de novos produtos e produtos inovadores. 
2 A geometria da natureza 
Sobre essa evolução e as relações da geometria com a natureza orgânica e 
inorgânica, Ghyca (1953) afirma que em um estado final de equilíbrio os elementos 
como cristais, atingem configurações rígidas de equilíbrio de energias e simetria. Nos 
estudos, combinações de leis da teoria da partição homogênea e do espaço, se 
encontram sempre redes cúbicas e exagonais, nunca pentagonais. 
Da mesma forma em formações cristalinas e reino inorgânico a geometria 
encontrada são tetraedros, cubos, octaedros e derivados arquimedianos, com 
simetrias ortogonais e obliquas, contudo, nunca os corpos platônicos pentagonais, 
dodecaedro, icosaedro e derivados. As leis dos índices racionais excluem a 
possibilidade desses elementos aparecerem em formas cristalinas inorgânicas, sendo 
 
 
esses associados e observados nos serem vivos da botânica e da zoologia. F.M 
Jaeger apud Ghyca (1953) observou que tanto os animais quanto as plantas existe 
uma certa preferência pelas simetrias pentagonais relacionadas com a seção áurea, 
delimitando uma fronteira entre as formas inorgânicas e formas vivas. 
O autor afirma que embora exista uma tendência as formas pentagonais nos seres 
vivos não devemos tratar isso como uma ditadura absoluta como acontece no reino 
inorgânico. Em muitos casos o que se observa é uma geometria regida por uma 
estratégia da natureza no que se refere a economia de matéria e substâncias, em um 
sistema puramente físico-químico. Muitas espécies são geradas a partir de uma luta 
contra a gravidade terrestre. Sendo assim a natureza tem a buscar o equilíbrio com 
todas as forças de perturbações naturais as quais estão expostas, adaptando a 
fenômenos naturais como: vento, sol, chuva,... 
Bonell (1999) apresenta que razão áurea de a / b que resulta na divisão da 
metade da linha reta e extrema direita (ver fig. 1) que já teve diversos nomes ao longo 
do tempo, foi batizada por Luca Pacioli no Renascimento de Divina Proporção. Essa 
seção áurea foi batizada por ele e por Leonardo da Vinci de seção dourada ou seção 
de Ouro (que possui 1,618 como número de ouro). 
 
Figura 1: Desenho do processo de construção do retângulo áureo a partir do quadrado e construção 
de espiral logarítmico ligando os pontos áureos e que seguem o processo de crescimento de alguns 
elementos vivos da natureza. (fonte: Bonell, 1999) 
 
Segundo Ghyka (1953) devemos a Aristóteles o teorema fundamental sobre 
gnomon. O teorema afirma que para qualquer triângulo ABC podemos ter outro 
semelhante em seu interior. A medida que realizamos essa operação continuamente 
criamos o princípio do fractal e seu crescimento forma uma espiral logarítmica em 
progressão geométrica, semelhante ao crescimento homotético das conchas.(fig. 2) 
 
 
 
Figura 2: Teorema fundamental do Gnomo de Aristóteles que dá origem a um espiral logaritmo 
encontrado em diversos elementos da natureza viva. À esquerda geração geométrica do espiral com uso 
de triângulos, a direita conchas Amonita e Dolium Perdix (fonte: Ghyca, 1953) 
 
O pentágono também possui diversas razões áureas, relações matemáticas de 
números impares e pares e ainda, analogia com diversos elementos da natureza 
biológica, inclusive as proporções humanas, fatores que segundo Bonell (1999) o 
levou a ser escolhido como símbolo universal beleza, perfeição e amor. O autor 
apresenta as seguintes relações (1) AC / AB = AB / AG = AG / GH = Ø. (ver fig. 3) (2) 
relações áureas entre o lado do pentágono da diagonal estrelada (AC) com o lado do 
pentágono (AB), (3) a geração de triângulos isósceles sublimes internos ou seja 
formado por vértices com ângulo igual a 36°) (ex: Ângulo AFG) e (4) segmentos 
áureos gerados pela interseção das diagonais do desenho estrelado (ver fig. 5 
segmentos A e B). 
 
A B
 
Figura 3: Fractal a partir de pentágono estrelado com proporções áureas (cada duas pétalas 
inseridas no retângulo áureo) (fonte: Elam, 2010) , Figura 4: pentágono com linhas que ao se cruzarem 
geram segmentos áureos (fonte: Bonell, 1999) e Figura 5: Desenho de segmentos áureos gerados 
(fonte:autor) 
Segundo Ghyca (1953), outro esquema importante para analisar a geometria da 
natuereza se encontra na sucessão numérica de Fibonacci (1,2,3,5,8,13,21,34,55....) 
encontrada em diversos elementos vivos da natureza com plantas e animais. 
Encontramos relações entre asérie Fibonacci com a proporção áurea e com o 
 
 
pentágono. Como podemos observar em flores e em organismos marinhos. Na série 
de Fibonacci cada numero corresponde a soma de 2 números anteriores: 
(1,2,3=(1+2),5=(3+2),8=(3+5),13,21,34,55....) 
Elam (1999) apresenta exemplos do crescimento de pinhas e girassóis seguem a 
geometria de espirais que se movem no sentido horário e anti-horário. Suas 
interseções criam os espaços para as sementes (8 horárias e 13 anti-horárias na pinha 
e 21 e 34 no girassol). Números esses pertencentes à série de Fibonacci. (fig. 6) 
 
Figura 6 : imagens da construção geométrica de Pinhas e Girassóis que utilizam número de espirais 
que seguem a série de Fibonacci (fonte: Elam, 1999 ) 
 
A pesquisa e observação da natureza certamente nos fornecerá muito mais do 
que um repertório de formas, relações geométricas e matemáticas que podem ser 
aplicados nos artefatos desenvolvidos pelos designers para deixá-los melhores 
esteticamente. Ela pode nos fornecer princípios: físicos, geométricos, mecânicos e 
químicos que podem ajudar diversas áreas do conhecimento a encontrar soluções 
funcionais para problemas e a desenvolver idéias inovadoras. Na sessão seguinte, 
iremos abordar alguns métodos e metodologias para abstração da natureza e 
aplicação dos princípios pesquisados no projeto. 
3 Aplicando os princípios geométricos e funcionais da Natureza no 
Design 
Diversos campos de estudo se utilizam da natureza como fonte de inspiração para 
a busca de soluções de problemas, a Engenharia, o Design, a Medicina, a Física,... 
Embora existam termos específicos para cada uma delas: Biomecânica, Engenharia 
Biomética, Biofísica, Biônica, um termo vem sendo comumente usado para integrar 
todas elas a Biomimética ou Design inspirado pela biologia, como uma ponte entre a 
biologia e a engenharia. 
Segundo Vattam, Helms & Goel (2010) o processo criativo de analogia entre o 
contexto biológico e a inspiração do design para solução de problemas tem conduzido 
soluções inovadoras em tecidos, robores biomiméticos, materiais que reproduzem 
comportamentos das superfícies biológicas com nanotecnologia, sustentabilidade 
social,... 
 
 
Os autores observam 2 grande grupos de processos de uso da inspiração da 
natureza no design: 
 Analogia dirigida aos problemas: nesse modo os designers definem o 
problema e posteriormente buscam na natureza elementos que possam 
resolver o problema proposto. 
 Analogia dirigida as soluções: Nesse modo os designers pesquisam 
extensivamente na natureza princípios que possam orientar o 
desenvolvimento de novos projetos a partir das necessidade ou problemas 
existentes. 
 
Figura 7 : dois processos para aplicação de estratégias da natureza como inspiração no design (a) 
dirigida ao problemas e (b) dirigida as soluções (fonte: Vattam, Helms e Goel, 2010) 
 
Segundo Mak & Shu (2004), Design biomimético examina analogias biológicas 
para resolver problemas. Isso pode ser feito através da observação de fenômenos 
biológicos para aplicação em soluções de design. 
A biomimética tem sido incluída como estratégia no processo criativo através de 
métodos como TRIZ (Teoria para resolução de problemas inventivos), que busca 
resolver conflitos entre aspectos relevantes do projeto em busca de soluções 
verdadeiramente inovadoras. 
Um dos aspectos mais difíceis nesse processo é criar uma analogia entre o que 
está se descobrindo na natureza com a possibilidade de associação para a solução de 
problemas de projeto existentes. Nesse sentido Mak & Shu (2004), buscam na sua 
investigação sobre abstrações da natureza e analogia com o design, apresentar um 
método para sua efetiva utilização. As categorias de abstrações são: 
 Formas: investiga as formas da natureza, por que elas existem e como 
elas funcionam. 
 Comportamento: Descrevem as formas biológicas e seus processos 
correspondentes, o que é interessante, como acontece as ações e como 
elas são realizadas. 
 
 
 Princípios: Essa é a principal categoria, elas descrevem os fenômenos 
que apresentam os princípios, as reações por trás de um fenômeno 
particular da natureza. 
Princípios
Comportamento
Formas
Por que? Como?
 
Figura 8: Método para descrição da Hierarquia das abstrações a partir da investigação dos 
fenômenos da Natureza para aplicação no design (fonte: MAK e SHU, 2004) 
 
Vasconcelos (2010) apresenta uma metodologia que consiste em uma matrix de 
análise funcional, estrutural e morfológica para se verificar a viabilidade de aplicação. 
 Análise funcional - É o estudo sobre o sistema físico e mecânico natural 
procurando compreender qual é a função? e como funciona o sistema? 
 Análise morfológica - Estuda o por que da forma, a inter-relações para a 
geometria, observa e compreende as suas texturas 
 Análise estrutural - Estuda a organização das partes que constituem o 
elemento natural verificando a habilidade em resistir a determinados stress 
 Análise de Viabilidade - estuda as possibilidades de aplicação das 
características anteriores em projetos e produtos. 
Mak & Shu (2004), apresentam também quatro tipos de relações similares 
observadas entre os conceitos gerados (project) e os fenômenos biológicos (biology): 
 Implementação literal: Aplica o fenômeno biológico de forma idêntica 
como esse se apresenta na natureza. Ex: um produto que protege a pele. 
 Transferência Biológica: Não aplica o fenômeno biológico diretamente, 
mas em algo que possa reproduzir o mesmo fenômeno. Ex: Aplicar o 
produto na composição de um tecido que protege a pele 
 Analogia: Usa apenas o princípio do fenômeno para desenvolver algo 
similar, ou seja, nem usa diretamente o fenômeno, nem aplica ele em algo 
que reproduza, apenas considera o princípio. Ex: criar um adesivo que crie 
uma segunda pela para protegê-la. 
 Anomalia: permite criar outros conceitos diferentes a partir da 
interpretação de princípios dos fenômenos da natureza. Ex: um princípio de 
 
 
defesa da pela pode orientar a criação de diversas soluções que defendam 
a pela, como uma sombrinha. 
 
Figura 9: tipos de similiaridade (fonte: Mak e Shu, 2004) 
 
LIUA & JIANG apresentam o resultado de vários estudos que descrevem 
princípios e propriedades de elementos vivos da natureza e que podem orientar a 
geração de idéias e para solução de problemas projetuais por analogia no design e na 
engenharia, entre eles: 
Material Biológico Funções Autores 
 
Asa de Borboleta 
Super hidrofobicidade, 
aderência direcional, 
estrutural cor, a auto-limpeza 
química, 
Y.M. Zheng, X.F. Gao, L. 
Jiang (2007) 
O. Sato, S. Kubo, Z.Z. Gu, 
Acc. Chem. (2009) 
 
Nácar 
 
Propriedades mecânicas, cor 
estrutural, 
X.F. Gao, X. Yan, X. Yao, L. 
Xu, K. Zhang, J.H. Zhang, B. 
Yang, 
L. Jiang (2007) 
G. Mayer (2005) 
Asa de Cigarra Anti-refleção,Super 
hidrofobicidade, 
T.L. Sun, L. Feng, X.F. Gao, 
L. Jiang, (2005) 
 
A seda de captura da aranha 
 
propriedades mecânicas de 
encolhimento, 
adesividade e elasticidade 
Y.M. Zheng, H. Bai, Z.B. 
Huang, X.L. Tian, F.Q. Nie, Y. 
Zhao,J. Zhai, L. Jiang (2010) 
N. Becker, E. Oroudjev, S. 
Mutz, J.P. Cleveland, P.K. 
Hansma, 
C.Y.Hayashi, D.E. Makarov, 
H.G. Hansma, (2003) 
B.O. Swanson, T.A. 
Blackledge, C.Y. Hayash, 
(2007) 
Perna do Passolargo na água Durável e robusto super 
hidrofobicidade, 
X.F. Gao, L. Jiang, (2004) 
 
 
 
Pétala de rosa 
 
super hidrofobicidade, cor 
estrutural, alta adesão 
 
L. Feng, Y.A. Zhang, J.M. Xi, 
Y. Zhu, N. Wang, F. Xia, L. 
Jiang (2008) 
L. Feng, Y.A. Zhang, M.Z. Li, 
Y.M. Zheng, W.Z. Shen, L. 
Jiang(2010) 
B. Bhushan, E.K. Her, (2010) 
Tabela 1: materiais biológicos e possibilidade de integração com funções. 
 
Os autores apresentam detalhes da superfície da folha do Lotus que possue 
microcavidades distribuídas randomicamente com 5-9 nm de diâmetro coberta por 
uma fina camada de uma nanoestrutura de 120nm de diâmetro) (Fig. 10) Essa 
estrutura confere uma alto contato com a água (hidrofóbica) e uma baixa aderência. 
Esse princípio funcional deu origem à pinturas alto limpantes baseadas em folhas da 
planta Lotus com auxilio da nanotecnologia. 
 
Figura 10 : Imagem da folha lótus em tamanho real e com diferentes níveis de aproximação 
microscópica que revelam propriedades constituídas pela organização geométrica dos seus elementos 
superficiais. (fonte: Liua & Jiang, 2011). 
 
Outro exemplo apresentado pelos autores é da pesquisa da borboleta morpho que 
possui um reconhecido brilho azulado cintilante, são superhidrofóbica, autolimpante e 
fluorecente. Sua estrutura possui múltiplas micro-escamas, estrutura de múltiplas 
escalas fotônicas, com estrutura unidirecional que permitem direcionar o fluxo de 
água, e criar um efeito ótico citilante a partir dos vapores gerados nessa estrutura com 
pigmentos fotônicos que funcionam como refletores. (ver fig. 11) 
 
 
 
 
Figura 11 : imagem da folha lótus em tamanho real e com diferentes níveis de aproximação 
microscópica que revelam propriedades constituídas pela organização geométrica dos seus elementos 
superficiais. (fonte: Liua & Jiang, 2011). 
 
Ferramentas para o desenvolvimento de cortes tem se inspirado em aspectos 
funcionais da natureza a partir do estudo de elementos biológicos e observação da 
natureza. SHU et al (2011) apresenta o exemplo de ferramentas de corte desenvolvida 
a partir do mosquito probóscide, dentes de roedores e piranhas. Uma tromba mosquito 
que consiste em uma bainha exterior cobrindo um estilete interior que tem uma linha 
de entalhes de um lado, por exemplo foi fonte de inspiração para o desenvolvimento 
de ferramentas e peças de perfuração.(fig. 12) 
 
Figura 12 : geometria da tromba do mosquito probóscide e sua aplicação em ferramentas de corte e 
furação. (fonte: SHU et al, 2011) 
 
Outra analogia funcional inspirada na natureza tem sua origem na necessidade de 
melhorar a aerodinâmica dos veículos da Chrysler e reduzir consequentemente o 
gasto com combustíveis contribuindo para a sustentabilidade. A estratégia foi procurar 
no mar animais que tivessem um baixo coeficiente de arrasto na água que pudessem 
ter a sua geometria estudada para aplicação no design. O peixe Box, peixe tropical, foi 
o escolhido por ter essas propriedades desejadas. 
Podemos citar ainda outros exemplos, como a aplicação da biologia para soluções 
mecânicas como equipamento de endoscopia e robôs inspirados em tentáculos de 
animais. Eles seguem o mesmo princípio usando peças padrão tais como molas, 
cabos, anéis e tubos. 
 
 
 
Figura 13 : aplicação Aerodinâmica pela Mercedes Bens e Daimler Chrysler (fonte: DaumlerChrysler) 
 
Figura 14 e Figura 15 : árvores de metal que suportam o telhado do aeroporto de stuttgart 
(fonte: www.stuttgart-airport.com) e Robô flexível inspirado pelos tentáculos de elefantes 
(fonte: http://robots.wonderhowto.com) 
 
4 A Geometria da Natureza do Agreste Pernambucano: princípios e 
aplicações no design 
O Cacto é planta espinhosa da família das cactáceas conhecidas por suportar 
ambientes extremamente quentes ou áridos, armazenando água em seu tecido. Elas 
podem ser dividida em 3 diferentes gêneros:. Segundo Lucena et al (2012) são 5 as 
espécies mais encontradas em comunidades rurais do sertão são: Cereus jamacaru 
(mandacaru), Pilosocereus gounellei (xiquexique), Nopalea cochenillifera, Pilosocereus 
chrysostele (facheiro) e Melocactus bahiensis (coroa de frade). Essas plantas 
representam uma grande importância regional, principalmente por: possuírem 
propriedades medicinais e para fabricação de produtos de higiene e representarem um 
importantíssimo alimento para foragem do gado, principalmente no período de seca. 
Visando investigar e observar essa espécie, que é um dos símbolos da resistência 
do sertão nordestino, utilizaremos a metodologia de abstração da natureza de Mak & 
Shu (2004) e a matriz de análise de Vasconcelos (2010) que propõe uma analise 
 
 
funcional, estrutural, morfológica e de viabilidade do elemento pesquisa, ambas 
apresentadas anteriormente, de forma a identificar nas cactáceas as seguintes 
categorias de abstrações e análises apresentadas a seguir: 
 
 
Figura 16: Espécies de cactos do sertão nordestino: (a) Facheiro; (b) e (c) xique xique; (d) 
Mandacaru; (e) e (f) coroa de frade. (fonte: Google.com) 
 
 
Imagens Tipo de análise (1 à 4) (4) Viabilidade 
 
 
(1) Funcional 
Folhas e Espinhos? 
Eles cercam toda planta e possuem 
a função principal de proteger o 
vegetal de possíveis predadores e 
reduzir a perda de água pela 
transpiração. 
Caule 
Essa planta possui uma modificação 
caulinar chamada de Cladódio, onde 
ramos e de caules permitem 
armazenar clorofila e grande 
quantidade e realizam a fotossíntese 
Alguns aspectos podem 
ser destacados nas 
análises funcionais, 
morfológicas e 
estruturais das 
cactáceas que podem 
gerar princípios com 
viabilidade para 
aplicação em projetos: 
1) Sistema de espinhos 
que protegem o vegetal 
a
bcdf
 
 
 
e troca gasosa da planta. 
Os Caules são cerosos para impedir 
a perda de água. 
Os caules são estrelados, cascudos, 
grossos e suculento de forma a 
reduzir a superfície de contato com o 
sol e armazenar a água escassa 
decorrente da chuva e evitar a sua 
evaporação. 
Folhas 
Os cactos sempre possuem folhas. 
Contudo, essas folhas possuem área 
superficial reduzida para diminuir a 
transpiração e a perda de água. 
Flores 
Quase todas apresentam floração 
noturna uma vez que são polinizadas 
por insetos ou pequenos animais 
noturnos. 
Raizes 
São rasas e espalhadas.São 
bastante ramificadas logo abaixo do 
solo e concentra bastante sal para 
perder pouca água e quando a 
umidade se elevar a planta possa 
absovê-la imediatamente na maior 
quantidade possível. 
de predadores; 
2) Sistema de 
armazenar água que 
permite ajustar o seu 
diâmetro ao longo do 
tempo chegando até a 
formatos esféricos para 
armazenar uma maior 
quantidade de água 
pela planta. 
3) Sistema de proteção 
da água armazenada 
através de folhas 
pequenas, caule 
ondulado-estrelado, e 
espinhos, que reduzem 
a superfície de contato 
com sol e assim a 
transpiração e trocas da 
planta com o meio 
ambiente. 
4) Sistema de 
recolhimento de água 
através de raízes 
superficiais e 
ramificadas que 
acumulam sal e facilitam 
a absorção da umidade; 
 
 
 
 
 
(2) Morfológica 
 
As Folhas 
São reduzidas, modificadas em 
espinhos, reunidos em um ponto 
saliente ou deprimido, que constitui a 
aréola. 
As flores 
São em regra radialmente simétricas. 
Podem ser : tubular, campanulada 
ou plana. Possuem de 5 a 50 
pétalas. 
Caule: 
É quase sempre cilíndrico podendo 
chegar a ser esférico, possui uma 
superfície estrelada quase sempre 
em número impar (5, 9, 11) 
5) Flores que abrem 
apenas a noite e com 
isso evitam a perda de 
umidade da planta com 
o calor do dia. 
6) Estrutura Bastante 
resistente por conter um 
caule grosso,com uma 
camada cascuda de 
trama bastante 
resistente, cilindrica-
estrelada que amplia a 
resistência do seu 
caule. 
7) a casca do seu caule 
possui uma composição 
química cerosa que 
reduz a troca de 
umidade de perda de 
água 
 
 
 
 
(3) Estrutural 
Caules 
Variam de baixos e globulares a 
altos e colunares. 
Possuem Grande resistência por 
conter uma superfície de material 
ceroso, cascudo, espesso e ainda 
reforçado por inúmeras dobras 
arranjadas de forma cilíndrica 
estrelada. 
Espinhos 
Se apresentam reunidos com um 
ponto (espinho) com maior saliência 
e resistência. Essa base amplia a 
resistência do espinho principal. 
Raízes 
Criam uma rede de sustentação 
inferior, rasa (algumas de apenas 
10cm), porém com diâmetro que 
pode atingir mais de 2m, facilitando a 
sua estruturação. 
 
Tabela 2: critérios de abstração da natureza criada a partir da metodologias de Mak & Shu (2004) 
 
 
Por que ? Abstrações Como? observação 
 Comportamento As cactáceas possuem uma estrutura grande 
resistência estrutural e ao calor, com espinhos 
que criam uma proteção adequada contra 
predadores, um caule que consegue armazenar 
e manter de forma eficiente a água em seu 
interior, um sistema natural que protege a 
umidade da planta e realiza trocas gasosas e de 
fotossíntese e a sua raiz permite captar umidade 
do ambiente mesmo em condições extremas de 
calor, escassez de água e baixa umidade de 
forma a manter-la viva. 
Princípios A análise do conteúdo biológico e das suas 
atividades revelam que a planta possui um 
sistema avançado para captar água e umidade, 
suas raízes são rasas e ramificadas, acumulam 
sal e com isso consegue captar de forma 
eficiente qualquer umidade do ambiente.O seu 
caule é suculento, ou seja, são engrossados para 
permitir acumular água no período chuvoso e 
úmido para sobreviver no período seco. Possui 
um sistema que impede a perda de umidade pela 
transpiração e pela sua superfície, através da 
redução das folhas, caule especo, cascudo, 
 
 
ceroso e impermeável, com ondulações que 
reduzem a superfície de exposição a luz solar. 
Em sua maioria possuem floração e transpiração 
noturna, que reduzem a exposição ao calor e 
perda de umidade. 
Formas O exame das formas geométricas e funções dos 
elementos das cactáceas: caule, espinho, raiz, 
flor e fruto, revela que formas cilíndricas e 
esféricas estreladas que permitem armazenar 
água, com sucos que reduzem a superfície de 
exposição ao calor e ao sol, espinhos 
organizados em aureolas com espinho central 
maior que protegem a planta de ataques de 
predadores e captam umidade do ambiente. 
Trama da textura da casca do caule bastante 
resistente. Flores radialmente simétricas em 
formas tubulares, campanulada ou planas. 
 
Tabela 3: critérios de analogia da natureza criada a partir da matriz de análise de Vasconcelos (2010) 
 
A partir da construção da tabela 2 e 3 podemos perceber que a natureza biológica 
das cactáceas apresentam diversos princípios, formas e mecanismos que podem ser 
aplicadas para a solução de problemas projetuais, para concepção de novos produtos 
e materiais. O ponto principal observado é a estratégia natural para manutenção da 
vida da planta em condições climáticas tão extremas de calor e insolação como as do 
clima do sertão nordestino. Um sistema completo de captação, armazenamento e 
manutenção/gerenciamento da água, complementado por um sistema estrutural de 
defesa contra predadores e intempéries naturais. 
5 Considerações e conclusões 
O artigo apresentado deixa claro a importância da sistematização do processo de 
pesquisa em design. Nele verificamos que no campo de pesquisa da biomimética 
aplicada ao Design, vários trabalhos e pesquisadores propõem métodos e 
metodologias que podem ser combinadas para se alcançar de forma satisfatória o 
objetivo projetual desejado. 
Nesse trabalho, verificamos também a riqueza do conteúdo biológico 
disponibilizado pela natureza. Ela apresenta uma infinidade seres e elementos 
orgânicos e inorgânicos que evoluíram e se adaptaram ao meio ambiente durante 
milhões de anos e que certamente podem nos fornecer as melhores soluções e 
princípios para os problemas projetuais. 
Outro aspecto importante que podemos ressaltar é a importância de ir além dos 
aspectos formais disponibilizados pela natureza visando uma aplicação estética no 
design, é preciso buscar os princípios chaves desses elementos, sejam eles: 
 
 
geométricos, formais, estruturais, físicos, mecânicos, químicos e biológicos, pois esses 
conceitos certamente irão nos ajudar no processo criativo de solução de problemas, 
de geração de novos produtos e de criação de produtos inovadores. 
Agradecimentos 
Ao programa de pós-graduação em Design da UNESP e à Fundação de Amparo a 
Ciência e Tecnologia de Pernambuco – FACEPE. 
Referências 
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