Metodologia Integrada para Inovação em Materiais e Sustentabilidade

Metodologia Integrada para Inovação em Materiais e Sustentabilidade

Villiger, Ana Patrícia Telles Nunes; Leão, Alcides Lopes; Barata, Tomas Queiroz Ferreira

Artigo:

O cenário contemporâneo é marcado pela emergência global de crises ambientais, sociais impulsionadas por padrões de produção e consumo lineares, o que torna imperativa a busca por alternativas sustentáveis no desenvolvimento de novos materiais e tecnologias. Oestudo de materiais no Design configura-se como uma área em expansão para pesquisas, práticas projetuais e inovações; alinhado ao Design Regenerativo e Sustentável, que prioriza o uso de recursos de fontes renováveis, reciclagem, e aproveitamento e valorização de resíduos de diferentes cadeias produtivas, promovendo a redução dos impactos ambientais e sociais e contribuindo para a economia circular. A inovação pode ocorrer em soluções materiais, processos e estratégicas de ecossistemas. (Wahl, 2016); (Bistagnio, 2011). A complexidade inerente à sustentabilidade, envolve simultaneamente dimensões ambientais, sociais, econômicas e tecnológicas, exige um planejamento metodológico abrangente e holístico, capaz produzir soluções eficazes, responsáveis e éticas (Ritell & Webber, 1973). Nesse contexto de desenvolvimento de materiais sustentáveis para o Design, esta pesquisa adota uma abordagem sistêmica e transdisciplinar, de natureza experimental, exploratória e investigativa, integrando métodos quantitativos e qualitativos. Assim considera a conexão de diversos campos do conhecimento, como a Ciência dos Materiais, Engenharias, Ciências Sociais dentre outros. A metodologia adotada foi baseada em multimétodos articulados, integrando os princípios da Design Science Research (DSR), do Material Driven Design (MDD) e do Business Model Canvas (BMC). Essa integração considera a concepção do artefato, os processos produtivos e a implementação de um modelo de negócio circular, até a inserção do produto no mercado, mantendo o foco nos aspectos da sustentabilidade e propondo a redução dos impactos ambientais, sociais e econômicos. Isso permite articular rigor científico e relevância prática, promovendo uma visão ampliada e integrada de todo processo projetual chegando até a avaliação dos impactos sociais e ambientais ao longo do ciclo de vida do produto (Pêgo, 2021). (Figura 1). A sua aplicação inicia-se em Fundamentação Teórica, através de Revisão Sistemática da Literatura (RSL), com o objetivo de mapear e analisar o estado da arte sobre a produção de materiais e o contexto. Essa etapa é importante pois embasará decisões de desenvolvimento com dados científicos consolidados, seguindo as diretrizes metodológicas (Creswell 2014). O processo experimental da produção do material, envolve etapas de concepção, prototipagem, testagem, avaliação e a análise do produto final. A orientação será conduzida pela metodologia de Design Science Research (DSR), que foca na criação e avaliação de artefatos voltados à problemas práticos (Hevner et al., 2004). Os protótipos serão submetidos a ensaios físicos e mecânicos utilizando dados quantitativos para avaliar seu desempenho, conforme as normas técnicas da Associação Brasileira de Normas Técnicas, (ABNT), garantindo que os resultados sejam comparáveis e confiáveis. Os testes realizados com o material, após sua caracterização, seguirão a metodologia Material Driven Design (MDD), que orienta o desenvolvimento de novos produtos a partir das propriedades intrínsecas, do comportamento e das características específicas do material. O MDD busca explorar o potencial do material disponível em conformidade com suas qualidades estruturais e sensoriais (Karana, Hekkert & Kandachar, 2009), elaborando, assim, diretrizes de aplicação e uso. A viabilidade econômica e a sustentabilidade do negócio foram exploradas através de ferramentas de estruturação, como o Business Model Canvas (Osterwalder & Pigneur, 2010). Recurso que permite organizar a proposta de valor, o diferencial competitivo, a estrutura de custos e os segmentos de clientes, planejamento de fornecedores e parcerias estratégicas, ampliando, assim, a sustentabilidade do negócio no mercado.

O cenário contemporâneo é marcado pela emergência global de crises ambientais, sociais impulsionadas por padrões de produção e consumo lineares, o que torna imperativa a busca por alternativas sustentáveis no desenvolvimento de novos materiais e tecnologias. Oestudo de materiais no Design configura-se como uma área em expansão para pesquisas, práticas projetuais e inovações; alinhado ao Design Regenerativo e Sustentável, que prioriza o uso de recursos de fontes renováveis, reciclagem, e aproveitamento e valorização de resíduos de diferentes cadeias produtivas, promovendo a redução dos impactos ambientais e sociais e contribuindo para a economia circular. A inovação pode ocorrer em soluções materiais, processos e estratégicas de ecossistemas. (Wahl, 2016); (Bistagnio, 2011). A complexidade inerente à sustentabilidade, envolve simultaneamente dimensões ambientais, sociais, econômicas e tecnológicas, exige um planejamento metodológico abrangente e holístico, capaz produzir soluções eficazes, responsáveis e éticas (Ritell & Webber, 1973). Nesse contexto de desenvolvimento de materiais sustentáveis para o Design, esta pesquisa adota uma abordagem sistêmica e transdisciplinar, de natureza experimental, exploratória e investigativa, integrando métodos quantitativos e qualitativos. Assim considera a conexão de diversos campos do conhecimento, como a Ciência dos Materiais, Engenharias, Ciências Sociais dentre outros. A metodologia adotada foi baseada em multimétodos articulados, integrando os princípios da Design Science Research (DSR), do Material Driven Design (MDD) e do Business Model Canvas (BMC). Essa integração considera a concepção do artefato, os processos produtivos e a implementação de um modelo de negócio circular, até a inserção do produto no mercado, mantendo o foco nos aspectos da sustentabilidade e propondo a redução dos impactos ambientais, sociais e econômicos. Isso permite articular rigor científico e relevância prática, promovendo uma visão ampliada e integrada de todo processo projetual chegando até a avaliação dos impactos sociais e ambientais ao longo do ciclo de vida do produto (Pêgo, 2021). (Figura 1). A sua aplicação inicia-se em Fundamentação Teórica, através de Revisão Sistemática da Literatura (RSL), com o objetivo de mapear e analisar o estado da arte sobre a produção de materiais e o contexto. Essa etapa é importante pois embasará decisões de desenvolvimento com dados científicos consolidados, seguindo as diretrizes metodológicas (Creswell 2014). O processo experimental da produção do material, envolve etapas de concepção, prototipagem, testagem, avaliação e a análise do produto final. A orientação será conduzida pela metodologia de Design Science Research (DSR), que foca na criação e avaliação de artefatos voltados à problemas práticos (Hevner et al., 2004). Os protótipos serão submetidos a ensaios físicos e mecânicos utilizando dados quantitativos para avaliar seu desempenho, conforme as normas técnicas da Associação Brasileira de Normas Técnicas, (ABNT), garantindo que os resultados sejam comparáveis e confiáveis. Os testes realizados com o material, após sua caracterização, seguirão a metodologia Material Driven Design (MDD), que orienta o desenvolvimento de novos produtos a partir das propriedades intrínsecas, do comportamento e das características específicas do material. O MDD busca explorar o potencial do material disponível em conformidade com suas qualidades estruturais e sensoriais (Karana, Hekkert & Kandachar, 2009), elaborando, assim, diretrizes de aplicação e uso. A viabilidade econômica e a sustentabilidade do negócio foram exploradas através de ferramentas de estruturação, como o Business Model Canvas (Osterwalder & Pigneur, 2010). Recurso que permite organizar a proposta de valor, o diferencial competitivo, a estrutura de custos e os segmentos de clientes, planejamento de fornecedores e parcerias estratégicas, ampliando, assim, a sustentabilidade do negócio no mercado.

Palavras-chave: Design de Produtos; Materiais Sustentáveis, Metodologias Design de Produtos; Materiais Sustentáveis, Metodologias

DOI: 10.5151/1JPPD-0034

Referências bibliográficas

• [1] BISTAGNINO, Luigi. Design Sistemico: Progettare la sostenibilità e l'innovazione. Bra: Slow Food Editore, 2011.
• [2] CRESWELL, John W. Research design: Qualitative, quantitative, and mixed methods approaches. 4th ed. Thousand Oaks: SAGE Publications, 2014.
• [3] HEVNER, Alan R.; MARCH, Salvatore T.; PARK, Jinsoo; RAM, Sudha. Design Science in Information Systems Research. MIS Quarterly, Minneapolis, v. 28, n. 1, p. 75-105, mar. 2004.
• [4] KARANA, Elvin; HEKKERT, Paul; KANDACHAR, Prabhu. A Framework for Material Driven Design. In: NORDIC DESIGN RESEARCH CONFERENCE, 2009, Oslo. Anais [...]. Oslo: Nordes, 2009.
• [5] OSTERWALDER, Alexander; PIGNEUR, Yves. Business Model Generation. Hoboken: Wiley, 2010.
• [6] PÊGO, Kátia Andréa Carvalhaes. Design Sistêmico: Por uma Sustentabilidade Ampliada. In: ______. Ecovisões projetuais: pesquisas em design e sustentabilidade no Brasil. v. 2. São Paulo: Blucher, 2021. p. 145-162.
• [7] WAHL, Daniel Christian. Designing Regenerative Cultures. Llandysul: Triarchy Press, 2016.

Como citar:

Villiger, Ana Patrícia Telles Nunes; Leão, Alcides Lopes; Barata, Tomas Queiroz Ferreira; "Metodologia Integrada para Inovação em Materiais e Sustentabilidade", p-90-92. In: 1º JPPD. São Paulo: Blucher, 2026.
ISSN 23186968, DOI 10.5151/1JPPD-0034