A ciência da fricção e o seu surpreendente impacto nas nossas vidas
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0:01 - 0:03Admito que é muito engraçado
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0:03 - 0:05quando me perguntam o que faço,
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0:05 - 0:08porque digo-lhes que, literalmente,
esfrego umas coisas nas outras. -
0:09 - 0:10Parece ridículo,
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0:10 - 0:12andar só a esfregar coisas.
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0:13 - 0:16Mas isso tem um nome técnico:
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0:17 - 0:18tribologia.
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0:18 - 0:22T-r-i-b-o-l-o-g-i-a,
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0:22 - 0:24do grego antigo "tribos",
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0:24 - 0:25que significa "esfregar".
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0:26 - 0:29É uma palavra engraçada que provavelmente
nunca ouviram, mas garanto-vos -
0:29 - 0:33que descobri-la muda a nossa
atitude para com o mundo físico. -
0:33 - 0:36A tribologia tem-me dado
projetos incríveis. -
0:36 - 0:40Já trabalhei com materiais voadores
e já trabalhei com comida para cães, -
0:40 - 0:44uma combinação que parece
improvável de ser trabalhada -
0:44 - 0:46por uma pessoa
num período de poucos anos, -
0:46 - 0:49até começarem a ver o mundo
numa perspetiva tribológica. -
0:50 - 0:52Acho que ficarão surpreendidos
-
0:52 - 0:55com o papel que um pouco
de tribologia pode desempenhar -
0:55 - 0:57no alívio de alguns
problemas significativos. -
0:59 - 1:02A tribologia é o estudo da fricção,
do desgaste e da lubrificação. -
1:04 - 1:06Já todos experienciaram estas três coisas.
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1:07 - 1:10Lembram-se da última vez que tentaram
arrastar um objeto pesado pelo chão -
1:10 - 1:13e sentiram uma certa resistência?
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1:13 - 1:14Era a fricção.
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1:15 - 1:18A fricção é a força
que se opõe ao movimento. -
1:18 - 1:20O desgaste é a perda
ou transformação do material, -
1:21 - 1:24que vos obriga a substituir
os vossos sapatos favoritos, -
1:24 - 1:26porque, ao fim de algum tempo,
a sola desaparece. -
1:26 - 1:29Os lubrificantes servem
para reduzir a fricção e o desgaste. -
1:29 - 1:32Soltam os parafusos enferrujados
que, de outra forma, não se mexeriam. -
1:34 - 1:36Mas a tribologia também é definida
-
1:36 - 1:39como a ciência da interação de superfícies
em movimento relativo. -
1:41 - 1:44Interação de superfícies
em movimento relativo: -
1:45 - 1:47há muitas no mundo.
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1:47 - 1:50Enquanto estão aí sentados,
estão a bater o pé, -
1:50 - 1:51ou a movimentar-se no vosso lugar?
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1:51 - 1:54Porque, adivinhem...
A tribologia está a acontecer. -
1:55 - 1:57Mesmo o mais pequeno movimento no assento,
-
1:57 - 1:59envolve duas superfícies
a moverem-se uma com a outra. -
2:00 - 2:03E a vossa interação tribológica
ao moverem-se -
2:03 - 2:05é diferente da pessoa ao vosso lado.
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2:05 - 2:07Isto porque as roupas que têm vestidas
-
2:07 - 2:09alteram a fricção entre vocês e o assento.
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2:09 - 2:12Se são de seda, é mais fácil
escorregar no assento, -
2:12 - 2:14do que se forem de lã.
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2:14 - 2:16Isto porque a fricção é menor para a seda.
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2:17 - 2:21Quando movem o tornozelo,
faz um barulho de estalo? -
2:22 - 2:24Já vos aconteceu, certo?
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2:24 - 2:26Levantam-se, mexem-se
e há uma articulação que estala. -
2:26 - 2:28Obrigada por esse som, tribologia.
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2:30 - 2:33Esse som pode vir do líquido
que lubrifica as articulações, -
2:33 - 2:34só por se mexerem.
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2:34 - 2:37Estão a lançar bolhas
de gás nesse líquido. -
2:38 - 2:41Esse som também pode vir dos tendões
a mexerem-se, sobrepondo-se. -
2:41 - 2:45É muito comum nos tornozelos
por isso, quem gosta de abanar os pés, -
2:45 - 2:49pode ficar curioso
acerca da tribologia dos tendões. -
2:51 - 2:54Mas como é que se
podem tornar tribologistas como eu? -
2:55 - 2:56Começa em criança, claro.
-
2:57 - 2:58Eu era bailarina em pequena.
-
2:58 - 3:02Cheguei ao nível em que dançava
em bicos de pés, ou "en pointe". -
3:03 - 3:06Quando dançamos "en pointe",
usamos aquelas sapatilhas maravilhosas, -
3:06 - 3:08que podem ser escorregadias no palco.
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3:09 - 3:11A última coisa que queremos quando
dançamos em bicos de pés, -
3:11 - 3:13é escorregar e cair.
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3:13 - 3:16Tínhamos caixas de uma coisa
chamada resina. -
3:16 - 3:19Púnhamos o pé na resina,
pondo uma pequena camada nas sapatilhas. -
3:19 - 3:21A resina vem da seiva de árvores
-
3:21 - 3:24e, quando em pó, faz com que
as coisas fiquem menos escorregadias. -
3:25 - 3:27Nós, bailarinas, aprendíamos rapidamente
-
3:27 - 3:29a quantidade certa a pôr nas sapatilhas,
-
3:29 - 3:32se não puséssemos o suficiente,
provavelmente escorregaríamos, -
3:32 - 3:34devido à falta de fricção
entre a sapatilha e o palco. -
3:35 - 3:38Na melhor das hipóteses,
éramos a bailarina trapalhona no palco, -
3:39 - 3:42mas na pior das hipóteses seria uma lesão.
-
3:43 - 3:47Aí já estava a otimizar
e a manipular a fricção. -
3:47 - 3:50Como veem, eu estava destinada
a ser uma tribologista. -
3:50 - 3:52(Risos)
-
3:53 - 3:55Vocês também foram pequenos tribologistas.
-
3:56 - 3:58Quando usavam lápis de cera ou de cor,
-
3:58 - 4:01sabiam que, quanto mais força fizessem,
mais forte seria a cor. -
4:01 - 4:04Também sabiam que precisavam
de afiar os lápis -
4:04 - 4:07mais frequentemente,
porque se gastavam mais rápido. -
4:09 - 4:12Falemos daqueles sedutores soalhos,
brilhantes e encerados, -
4:12 - 4:14nos quais tínhamos de deslizar.
-
4:14 - 4:16Sabíamos que, se calçássemos umas meias,
-
4:16 - 4:19deslizaríamos pelo soalho
muito mais facilmente. -
4:19 - 4:21Mas nem pensar tentarmos
fazê-lo descalços. -
4:21 - 4:24Seus manipuladores da fricção!
-
4:26 - 4:29As crianças são todas tribologistas.
Mas, e nós, os adultos? -
4:31 - 4:33Já hoje lavaram os dentes?
-
4:34 - 4:35Espero que sim.
-
4:35 - 4:36(Risos)
-
4:36 - 4:38Isto é a tribologia em ação.
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4:38 - 4:41A pasta e a escova de dentes
servem para remover ou desgastar -
4:41 - 4:42a placa dos dentes.
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4:44 - 4:46A propósito, o meu pai é dentista.
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4:46 - 4:49Nunca pensei vir a trabalhar
na mesma área. -
4:49 - 4:52Mas, um dia, demos por nós
a falar a mesma língua, -
4:52 - 4:54quando trabalhei
no desenvolvimento de um teste -
4:54 - 4:56para investigar a remoção da placa.
-
4:56 - 5:00Parecia simples, até começar
a pensar como uma tribologista, -
5:01 - 5:03e aí, tornou-se incrivelmente complexo.
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5:03 - 5:06Temos os materiais duros,
os nossos dentes, -
5:06 - 5:09materiais moles, como as gengivas,
a pasta ou a escova de dentes. -
5:09 - 5:12Há a lubrificação,
sob a forma de saliva e água, -
5:12 - 5:16a dinâmica da pessoa
a lavar os dentes e mais ainda. -
5:16 - 5:19Garanto que, se pusermos
diamantes na nossa pasta de dentes, -
5:19 - 5:21vamos remover aquela placa indesejada.
-
5:21 - 5:23E provavelmente remover os dentes, também.
-
5:24 - 5:27Tem de haver um meio termo
entre desgastar a placa -
5:27 - 5:29e não danificar os dentes e as gengivas.
-
5:31 - 5:33Lavamos os dentes porque comemos.
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5:33 - 5:35Comer é outra rotina que temos.
-
5:35 - 5:36Parece simples.
-
5:36 - 5:39Mas é outro campo da tribologia
e não é assim tão simples. -
5:40 - 5:43Temos a comida, que se vai partir
e desgastar enquanto comemos -
5:43 - 5:46e essa comida interage
com os dentes, com a língua, -
5:46 - 5:47com a saliva, com a garganta.
-
5:47 - 5:52Todas estas interações
influenciam o ato de comer. -
5:52 - 5:56Penso que todos se lembram de um momento
em que experimentaram algo novo -
5:56 - 5:58e ficaram do género:
-
5:59 - 6:02"Bem, não sabe mal,
mas não gosto nada da textura." -
6:04 - 6:07Os tribologistas estão a estudar
a lubrificação, o coeficiente da fricção, -
6:07 - 6:13como uma maneira de ligar o que sentimos
na boca e textura, ao que experienciamos. -
6:13 - 6:16E se mudarmos a composição
do que comemos e bebemos, -
6:16 - 6:18se a quantidade de açúcar
ou de gordura se alterar, -
6:19 - 6:21como é que isso altera o que sentimos?
-
6:21 - 6:23Como é que quantificamos isto?
-
6:23 - 6:26É isso que os tribologistas
querem resolver. -
6:26 - 6:29Enquanto os meus colegas
estavam num canto do laboratório -
6:29 - 6:31a analisar a gordura dos iogurtes,
-
6:31 - 6:33eu estava noutro canto
a estudar comida de cão. -
6:34 - 6:36Aquele laboratório
cheirava mesmo bem, digo-vos. -
6:37 - 6:39Todos lavamos os dentes regularmente.
-
6:39 - 6:42Mas quantos de nós é que
lavam os dentes dos seus animais? -
6:43 - 6:46É comum que os animais,
em adultos, tenham periodontite, -
6:46 - 6:48portanto devíamos lavar-lhes os dentes
-
6:48 - 6:50e há cada vez mais
donos de animais a fazer isso. -
6:50 - 6:53Sei de uma amiga minha
que lava os dentes do seu gato. -
6:53 - 6:55Nunca conseguiria fazer isso ao meu.
-
6:56 - 6:59Os fabricantes de comida de animais
estão a tentar incorporar nos biscoitos -
6:59 - 7:01produtos que removam a placa.
-
7:01 - 7:05Se têm um cão, talvez já tenham reparado
que, se lhe dão um biscoito, -
7:05 - 7:08ele desaparece
magicamente numa dentada. -
7:08 - 7:12O desafio adicional é:
como remover a placa numa só dentada? -
7:13 - 7:16Desenvolvi um teste
para estudar esta questão. -
7:16 - 7:18Para isso, tive de reproduzir
a cavidade oral dos cães: -
7:18 - 7:22os dentes, a placa, a saliva.
-
7:22 - 7:24Usei medições de fricção e desgaste
-
7:24 - 7:27para testar a eficácia desse biscoito
na remoção da placa. -
7:29 - 7:32Se estão a pensar na última vez
que não lavaram os dentes do vosso cão, -
7:32 - 7:34não têm de quê.
-
7:34 - 7:36Mas qual é a importância da tribologia?
-
7:37 - 7:39Vou dar-vos mais um exemplo.
-
7:40 - 7:44Estejam onde estejam, chegaram
a essa localização de alguma forma, -
7:44 - 7:48talvez a pé ou de bicicleta, mas a maior
parte das pessoas aqui, foi de carro. -
7:49 - 7:52Pensem em todos os sistemas
tribológicos num carro. -
7:52 - 7:56Temos as nossas interações com o carro,
as interações do carro com a estrada -
7:56 - 7:59e tudo o que acontece debaixo do capô
e no seu sistema. -
7:59 - 8:03Algumas das manutenções de rotina
estão diretamente ligadas à tribologia. -
8:04 - 8:08Sabemos os quilómetros recomendados
para os pneus, antes de os substituir. -
8:08 - 8:10Vemos regularmente as estrias dos pneus.
-
8:11 - 8:15Estamos sempre a acompanhar
o desgaste dos pneus. -
8:16 - 8:19A tribologia é o estudo
do desgaste e fricção. -
8:19 - 8:23E, com os pneus, a fricção pode ser
a diferença entre uma chegada segura -
8:23 - 8:24e um acidente de viação.
-
8:24 - 8:27Isto porque a fricção
entre os pneus e a estrada -
8:27 - 8:32influencia a aceleração,
a desaceleração e a distância de paragem. -
8:32 - 8:36Enquanto condutores, sabemos
instintivamente a importância da fricção, -
8:36 - 8:39porque sabemos que as estradas
molhadas são mais perigosas, -
8:39 - 8:40porque estão escorregadias.
-
8:41 - 8:44Isto porque a água reduz a fricção
entre os pneus e a estrada. -
8:44 - 8:47Lembrem-se que a fricção
é a força que se opõe ao movimento, -
8:47 - 8:51e a água que reduz essa força faz
com que a movimentação seja mais fácil, -
8:51 - 8:54assim, quando as estradas
estão molhadas, são mais escorregadias. -
8:54 - 8:58Outra coisa a considerar é que
superar a fricção requer energia, -
8:59 - 9:01então, perdemos energia para a fricção.
-
9:02 - 9:05Assim, os pneus influenciam
a eficiência do combustível. -
9:05 - 9:10Sabiam que, de facto, cerca de um terço
do combustível que põem no vosso veículo -
9:11 - 9:13será gasto a superar a fricção?
-
9:14 - 9:15Um terço.
-
9:15 - 9:18A pesquisa tribológica ajudou-nos
a reduzir a fricção e, portanto, -
9:18 - 9:21a aumentar a eficiência do combustível
e a reduzir as emissões. -
9:22 - 9:26Holmberg e Erdemir fizeram grandes estudos
a provar o impacto da pesquisa tribológica -
9:26 - 9:28na redução do consumo de energia.
-
9:28 - 9:33E descobriram que, dentro de 20 anos,
teremos a oportunidade de reduzir -
9:33 - 9:37o consumo de energia
dos veículos de passageiros, até 60%. -
9:38 - 9:41Pensando em todos os carros do mundo,
é muita energia a ser poupada. -
9:42 - 9:47É parte dos quase 9% do nosso
consumo de energia atual global -
9:47 - 9:51que os autores descobriram que
a tribologia nos pode ajudar a poupar. -
9:52 - 9:54É uma grande quantidade de energia.
-
9:54 - 9:58Então, olhando para os números,
a tribologia consegue feitos incríveis. -
9:59 - 10:03Os meus colegas identificaram 20 "quads"
de energia que podemos poupar, só nos EUA. -
10:04 - 10:05Por outras palavras:
-
10:05 - 10:11Um "quad" de energia equivale
a 180 milhões de barris de petróleo -
10:11 - 10:13e a tribologia pode ajudar-nos
a poupar 20 vezes isso. -
10:14 - 10:18Isto através de novos materiais,
lubrificantes, "designs", -
10:19 - 10:22fazendo coisas como tornar turbinas
eólicas mais eficientes e fiáveis. -
10:23 - 10:26Isto aconteceu por se juntarem
31 pessoas numa sala, -
10:26 - 10:28que veem o mundo através
de uma perspetiva tribológica. -
10:29 - 10:32Imaginem as oportunidades
que vão aparecer, -
10:32 - 10:34quando formos mais
a ver tribologia em tudo. -
10:35 - 10:38Os meus projetos favoritos agora
são as aplicações aeroespaciais. -
10:38 - 10:42Adoro reduzir o desgaste e fricção
nestes ambientes desafiadores. -
10:42 - 10:44Posso fazer materiais e elementos,
-
10:44 - 10:47que vão reduzir a fricção
nos componentes móveis e motores, -
10:47 - 10:50para terem menos força
a opor-se ao seu movimento. -
10:51 - 10:54Menos força para se mover,
significa que requerem menos combustível, -
10:54 - 10:58podemos usar um atuador mais pequeno,
que pesará muito menos, -
10:58 - 10:59o que poupará combustível.
-
11:00 - 11:03Também posso fazer elementos
que duram mais tempo, com menos desgaste. -
11:03 - 11:05Reduzirá o desperdício de material
-
11:05 - 11:09e significa que manufaturemos
os elementos com menos frequência. -
11:09 - 11:11Poupamos energia na manufatura.
-
11:11 - 11:14Incentivo-vos a começarem a ver
a tribologia no mundo à vossa volta -
11:14 - 11:16e a pensarem em como melhorariam
-
11:16 - 11:19as interações com as superfícies
com que lidam, -
11:19 - 11:22mesmo as pequenas mudanças
podem fazer a diferença. -
11:23 - 11:26Tribologia pode ser uma palavra engraçada,
-
11:26 - 11:29mas tem um impacto enorme no nosso mundo.
-
11:29 - 11:31Obrigada.
-
11:31 - 11:33(Aplausos)
- Title:
- A ciência da fricção e o seu surpreendente impacto nas nossas vidas
- Speaker:
- Jennifer Vail
- Description:
-
Tribologia: é uma palavra engraçada que talvez nunca tenham ouvido, mas que pode mudar a maneira como veem e interagem com o mundo físico, diz a engenheira mecânica, Jennifer Vail. Dando lições de tribologia, o estudo da fricção e do desgaste, Vail descreve os surpreendentes diversos impactos que tem na nossa vida e como pode contribuir para um mundo melhor.
- Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TEDTalks
- Duration:
- 11:47
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