The science of friction -- and its surprising impact on our lives | Jennifer Vail

Transcriber: Joseph Geni Reviewer: Camille Martínez

Tradutor: Raissa Mendes Revisor: Maricene Crus

I have to admit that it's a lot of fun

Confesso que é muito divertido quando as pessoas perguntam o que faço,

when people ask me what I do for my job,

porque respondo que literalmente esfrego coisas umas nas outras.

because I tell them I literally rub things together.

This sounds ridiculous,

Sei que soa ridículo

just rubbing things together.

simplesmente esfregar coisas,

But it has a technical name:

mas isso tem um nome técnico:

tribology.

tribologia.

T-r-i-b-o-l-o-g-y,

T-r-i-b-o-l-o-g-i-a,

from the ancient Greek word "tribos,"

do grego antigo "tribos",

which means "to rub."

que significa "esfregar".

It's a funny-sounding word you've probably never heard before,

Palavra engraçada da qual provavelmente nunca ouviram falar, mas, garanto,

but I promise you,

discovering it changes your experience with the physical world.

descobri-la muda nossa experiência com o mundo físico.

Tribology has given me amazing projects.

A tribologia me proporcionou projetos incríveis.

I've worked on materials that fly, and I've worked on dog food --

Trabalhei em materiais que voam e em comida de cachorro,

a combination that doesn't sound like one person has any business doing

combinação que pode indicar que não fiz muita coisa

in the span of just a couple years,

ao longo de alguns anos,

until you start to view the world through a tribological lens.

até começarmos a ver o mundo através de uma lente tribológica.

And I think you'll be surprised

E acho que vão se surpreender

at how significant a little bit of tribology can be

como um pouco de tribologia pode ser importante

in alleviating some very large problems.

para atenuar alguns problemões.

Tribology is the study of friction, wear and lubrication.

A tribologia é o estudo do atrito, do desgaste e da lubrificação.

You have all experienced all three of these things.

Todos aqui já experimentaram essas três coisas.

Remember the last time you tried to move a heavy object across the floor,

Lembram a última vez que tentaram arrastar um objeto pesado pelo chão

and you could just feel something resisting you?

e sentiram resistência?

That would be friction.

Isso seria o atrito.

Friction is the force that opposes motion.

Atrito é a força que se opõe ao movimento.

Wear is the loss or transfer of material.

Desgaste é a perda ou transferência de material.

It's the reason you have to replace your favorite shoes,

É o que nos faz comprar sapatos novos quando a sola dos nossos favoritos acaba.

because eventually the soles disappear.

Lubricants are used to reduce friction and wear.

Usam-se lubrificantes pra reduzir o atrito e desgaste.

They loosen up those stubborn rusted bolts that just otherwise will not budge.

Eles afrouxam parafusos enferrujados agarrados que não sairiam de outro jeito.

But tribology is also defined as the science of interacting surfaces

Mas a tribologia também se define

como a ciência da interação entre superfícies em movimento relativo.

in relative motion.

So, interacting surfaces in relative motion:

Superfícies interagindo em movimento relativo:

there are a lot of those in the world.

existem muitas no mundo.

As you're sitting there right now, are you wiggling your foot at all

Sentados aí agora, talvez estejam balançando os pés

ou se ajeitando na cadeira, adivinhem por quê?

or maybe shifting around in your seat?

Because guess what? Tribology is happening.

É a tribologia acontecendo.

Even the smallest shift in your seat

Mesmo o menor movimento na cadeira

involves two surfaces moving relative to each other.

envolve duas superfícies se movendo, uma em relação à outra.

And your tribological interaction for the shift

E, para tanto, sua interação tribológica

will be different than the person next to you.

será diferente daquela da pessoa ao seu lado.

This is because the clothes you're wearing

Isso ocorre porque as roupas que vestimos

change the friction between you and the seat.

mudam o atrito entre nós e o assento.

If you're wearing silk, it's a little easier to squirm around in the seat

É mais fácil se mexer na cadeira usando seda do que lã.

than if you're wearing wool.

E isso porque o atrito com a seda é menor.

That's because the friction is lower for silk.

If you're moving your ankle or wiggling your ankle at all,

Ao mexer o tornozelo,

did it make a popping sound?

vocês escutam um estalo?

You've had that, right?

Já passaram por isso, né?

You get up, you move around, and some joint cracks or pops.

Levantamos, nos movemos, e a articulações estalam.

Thank you for that sound, tribology.

Esse som ocorre graças à tribologia.

That sound can come from the fluid that lubricates your joints

Ele pode vir do fluido que lubrifica as articulações quando nos movemos.

just moving around.

You're essentially releasing gas bubbles in that fluid.

Basicamente liberamos bolhas de gás nesse fluido.

That sound can also come from the tendons simply moving over each other.

Esse som também pode vir do simples movimento dos tendões uns sobre os outros.

Pretty common in the ankle,

É muito comum no tornozelo,

so any of my fellow foot-wigglers out there

então meus colegas com pés inquietos aí

may suddenly find themselves curious about the tribology of tendons.

de repente podem se interessar sobre a tribologia dos tendões.

But how does one become a tribologist like me?

Mas como alguém se torna tribologista, como eu?

It starts when you're a kid, of course.

Começa quando criança, claro.

I was a ballerina growing up.

Eu era bailarina.

I reached the level where I was dancing on my toes,

Cheguei a dançar na ponta dos pés,

or "en pointe."

ou "en pointe".

Now, when you're dancing en pointe, you're wearing those amazing shoes,

Para isso, usamos sapatilhas incríveis,

but they can be slippery on the stage.

mas elas podem ser escorregadias no palco.

The last thing you want to do when you're trying to dance on your toes

A última coisa que queremos ao dançar na ponta dos pés

é escorregar e cair.

is to slip and fall.

So we had boxes of stuff called rosin.

Daí, tínhamos caixas de resina.

We would step into the rosin, put a light coating on our shoes.

Pisávamos na resina, para colocar uma camada na sapatilha.

Rosin comes from tree sap

A resina vem da seiva das árvores

and, in its powdered form, makes things less slippery.

e, na forma de pó, torna as coisas menos escorregadias.

You learned real fast as a dancer

Bailarinos aprendem bem rápido a quantidade certa a ser usada,

how much was the right amount to put on your shoes,

porque, se não colocarem o suficiente, provavelmente vão escorregar

because if you didn't put enough on, you were probably going to slip

devido ao baixo atrito entre a sapatilha e o palco.

due to the low friction between your shoe and the stage.

Best case scenario,

E, no melhor dos casos, você é só a bailarina desajeitada no palco,

you're the clumsy ballerina on stage,

but the worst case scenario would be an injury.

mas o pior cenário é uma lesão.

Already, I was optimizing and manipulating friction.

Ali, eu já estava otimizando e manipulando o atrito.

You see, I was destined to be a tribologist.

Vejam bem, eu estava destinada a ser tribologista.

(Laughter)

(Risos)

But you were also a junior tribologist.

Mas todos fomos pequenos tribologistas.

When you used crayons or colored pencils,

Ao usar giz de cera ou lápis de cor,

you knew that the harder you pressed, the darker the color.

sabíamos que, quanto maior a pressão no papel, mais escura a cor,

You also knew this meant you were going to have to sharpen

e que isso significava ter de apontar esse lápis mais frequentemente,

that crayon or colored pencil more frequently,

por ele estar se desgastando mais rápido.

because it was wearing down faster.

Now let's talk about those enticing shiny waxed floors

E que tal aqueles pisos encerados sedutores e brilhantes

that you just had to slide across.

onde tínhamos de deslizar de qualquer jeito?

You knew if you put on a pair of socks,

Sabíamos que, usando meias, íamos deslizar muito bem naquele chão.

you were going to get a really good slide across that floor.

Mas nem pensar em tentar isso descalços.

Good luck trying to do that barefoot.

Master manipulators of friction.

Manipuladores mestres do atrito.

All kids are tribologists.

Todas as crianças são tribologistas. E quanto a nós, adultos?

What about us as adults?

At some point today, you brushed your teeth.

Num dado momento hoje vocês escovaram os dentes.

I hope.

Assim espero.

(Laughter)

(Risos)

This is tribology in action.

Isso é a tribologia em ação.

The toothpaste and toothbrush are working to remove or wear

A pasta e a escova de dentes trabalham pra remover ou desgastar

the plaque from your teeth.

a placa nos nossos dentes.

For the record, my dad is a dentist.

Aliás, meu pai é dentista.

Never thought my career was going to circle back to the family business.

Nunca pensei que minha carreira se viraria para os negócios da família.

But one day, we found ourselves speaking the same language

Mas um dia nos encontramos falando a mesma língua

quando fui incumbida de desenvolver um teste pra investigar remoção de placa.

when I was tasked with developing a test to investigate plaque removal.

Sounded simple enough,

Parecia uma coisa simples,

until I started to look at it as a tribologist,

até começar a analisar como tribologista,

and then it became incredibly complex.

e então se tornou incrivelmente complexo.

You have hard materials -- those would be your teeth --

Temos materiais duros, que seriam os dentes;

soft materials like your gums, the toothpaste, the toothbrush.

materiais macios, como as gengivas, a pasta e a escova de dentes.

There's lubrication -- the form of saliva and water --

Há a lubrificação, a forma da saliva e da água;

the dynamics of the person doing the brushing and more.

a dinâmica da pessoa escovando os dentes e muito mais.

I promise if we put diamonds in your toothpaste,

Posso garantir que, se colocarmos diamantes na pasta de dente,

you're going to remove that plaque.

ela vai remover a placa.

Probably going to remove your teeth as well.

Mas provavelmente vai remover os dentes também.

So there's a fine balance to be had between wearing the plaque away

Portanto, é preciso buscar um equilíbrio entre desgastar a placa

and not damaging your teeth and gums.

e não danificar os dentes e as gengivas.

We're brushing our teeth because we ate.

Escovamos os dentes porque comemos.

Eating is another routine thing we all do.

Comer é outra coisa rotineira que todos fazemos, e parece bem simples.

Seems simple enough.

But it's another field of tribology,

Mas é outro campo da tribologia,

and it's not so simple.

e não é tão simples assim.

You have the food, which will break and wear while you're eating,

Temos a comida, que será triturada e desgastada enquanto comemos,

and that food is interacting with your teeth, your tongue,

e ela interage com os dentes, a língua,

your saliva, your throat.

a saliva e a garganta.

And all of those interactions are going to influence your experience of eating.

E todas essas interações vão influenciar a experiência de comer.

I think you can all recall a moment where you tried something new

Acho que todos se lembram de quando experimentaram algo novo

and you just found yourself going,

e pensaram assim:

"Well, it tastes alright.

"O sabor, tudo bem, mas não gosto da textura".

I really don't like that texture."

Tribologists are looking at lubricity, the coefficient of friction,

Os tribologistas observam a lubrificação e o coeficiente de atrito,

as ways to connect mouth feel and texture to what you're experiencing,

para conectar a sensação na boca e a textura ao que estamos experimentando,

so that if we're changing the formulations of what we're eating and drinking

de modo que, se mudarmos as formulações de alimentos e bebidas,

alterando assim o teor de açúcar ou gordura,

so the sugar content or fat content are different,

how does that change mouth feel?

como isso muda na boca?

How do we quantify that?

Como quantificar isso?

This is what tribologists are looking to solve.

Esse é o tipo de coisa que os tribologistas tentam resolver.

And while my colleagues were in one corner of this lab

Enquanto meus colegas estavam num canto do laboratório

looking at the fat content of yogurt,

estudando o teor de gordura do iogurte,

I was in another corner

eu ficava em outro, estudando comida de cachorro.

studying dog food.

That lab smelled really good, by the way, let me tell you.

A propósito, o cheiro no nosso laboratório era ótimo.

We all brush our teeth on a regular basis.

Todos escovamos os dentes regularmente.

How many of us brush our pets' teeth?

Mas quantos escovam os dentes dos animais de estimação?

Animals as adults commonly get periodontal disease,

Animais adultos costumam ter doença periodontal,

so we really should be brushing their teeth,

então deveríamos escovar seus dentes; mais donos de animais estão fazendo isso.

and more pet owners are starting to do this.

Minha melhor amiga é boa em escovar os dentes do gato dela.

I know my best friend is really great at brushing her cat's teeth, somehow.

Good luck trying to do that with my cat.

Mas nem me fale quando é meu gato.

So what pet food suppliers are trying to do

Daí, a indústria de comida para animais tenta incorporar

is incorporate plaque removal in things like treats.

removedores de placa nos biscoitos.

If you have a dog,

Quem tem cachorro

you may have observed that you give a dog a treat,

deve ter observado que, ao dar um biscoito pra ele,

and it magically seems to disappear after just one bite.

o petisco parece desaparecer magicamente numa mordida.

So the added challenge here is:

Portanto, o desafio aqui é:

How do you remove plaque when you have one bite?

como remover a placa com apenas uma mordida?

I developed a benchtop test to study this problem,

Desenvolvi um teste de bancada para estudar o problema

and to do so, I had to mimic the oral system of dogs:

e, para tanto, tive de imitar o sistema oral dos cães:

their teeth, plaque, saliva.

os dentes, a placa, a saliva.

And I used friction and wear measurements

E usei medidas de atrito e desgaste

to study the effectiveness of that treat on removing plaque.

para estudar a eficácia desse tratamento na remoção de placas.

If you're sitting there right now thinking about the last time

Para quem está aí pensando na última vez

que deixou de escovar os dentes do seu cão, "de nada".

you didn't brush your dog's teeth, you're very welcome.

Mas qual é a relevância da tribologia?

But what's the big deal with tribology?

Let me give you one more example.

Vou dar mais um exemplo.

No matter where you are right now, you got to this location somehow.

Não importa onde esteja agora, você chegou a esse local de alguma forma.

Maybe you walked or rode your bike,

Talvez a pé ou de bicicleta,

but for most people in this room, you probably came in a car.

mas, para a maioria das pessoas aqui, provavelmente de carro.

Just think about all the tribological systems in a car.

Basta pensar em todos os sistemas tribológicos de um carro.

You have your personal interactions with the car,

Temos interações pessoais com o carro, interações do carro com a pista,

the car's interactions with the road

e tudo que há sob o capô e no motor.

and everything under the hood and in the drivetrain.

Some routine maintenance is directly connected to tribology.

Qualquer manutenção de rotina está diretamente ligada à tribologia.

You know how many miles your tires are recommended for using

Checamos a quilometragem recomendada para os pneus

before you replace them.

antes de substituí-los.

You regularly check the treads on those tires.

Verificamos regularmente os sulcos deles.

You're actively monitoring the wear of your tires.

Monitoramos ativamente o desgaste dos pneus.

Tribology is the study of wear and friction,

A tribologia é o estudo do desgaste e atrito

and with tires, friction can be the difference between a safe arrival

e, com pneus, o atrito pode ser a diferença entre uma viagem segura

and a car accident.

e um acidente de carro.

This is because the friction between your tires and the road

Isso ocorre porque o atrito entre os pneus e a estrada

will influence your acceleration, your deceleration

vai influenciar a aceleração, a desaceleração

and your stopping distance.

e a distância para frenagem.

As a driver, you instinctively already know how important friction is,

Como motorista, sabemos instintivamente da importância do atrito,

because you know that when the roads are wet,

estamos cientes de que a pista molhada é mais perigosa, pois fica escorregadia.

they're more dangerous because they're slippery.

This is because the water is reducing the friction

Isso ocorre porque a água reduz o atrito entre os pneus e a estrada.

between your tires and the road.

You may recall that friction is the force that opposes motion,

Lembre-se de que o atrito é a força que se opõe ao movimento,

so water reducing that force means it's now easier for you to move,

portanto, quando a água reduz essa força, fica mais fácil nos mover,

hence it's more slippery when the roads are wet.

ficando mais escorregadio quando as estradas estão molhadas.

Something else to consider

Outra coisa a considerar

is that overcoming friction takes energy,

é que vencer o atrito requer energia.

so you're losing energy to friction.

Então, perdemos energia para o atrito.

This is one way your tires can influence your fuel efficiency.

Essa é uma forma que os pneus podem influenciar a eficiência do combustível.

And, in fact, did you know that about one-third of the fuel

E, de fato, sabiam que cerca de um terço do combustível

that you put into your internal combustion engine vehicle

colocado em seu veículo com motor de combustão interna

will be spent overcoming friction?

será gasto superando o atrito?

One-third.

Um terço.

Tribology research has helped us reduce friction

A pesquisa em tribologia nos ajudou a reduzir o atrito

and therefore increase fuel efficiency and reduce emissions.

e, portanto, aumentar a eficiência do combustível e reduzir emissões.

Holmberg and Erdemir have actually done some great studies

Holmberg e Erdemir realizaram excelentes estudos mostrando o impacto

showing the impact tribology research can have

da pesquisa tribológica na redução do consumo de energia.

on reducing our energy consumption.

And they found that, looking over the span of 20 years,

E eles descobriram que, num período de 20 anos,

we had the opportunity to reduce

tivemos a oportunidade de reduzir

the energy consumption of passenger vehicles

o consumo de energia de veículos de passageiros

up to 60 percent.

em até 60%.

When you think about all the cars in the world,

Quando pensamos em todos os carros do mundo,

that's a lot of energy we can save.

é muita energia que se pode economizar.

It's part of the nearly nine percent of our current global energy consumption

Fala-se em quase 9% do nosso atual consumo global de energia

that the authors identified tribology can help us save.

o que a tribologia pode nos ajudar a economizar, segundo esses pesquisadores.

That's a significant amount of energy.

É uma quantidade significativa de energia, por isso, quando vemos esses números,

So when you look at the numbers, tribology can do some amazing things.

a tribologia pode fazer coisas incríveis.

My colleagues have identified up to 20 quads of energy

Meus colegas identificaram até 20 quads de economia de energia, somente nos EUA.

we can save across the US alone.

To put this in perspective:

Nesta perspectiva,

one quad of energy is roughly equivalent to 180 million barrels of oil,

um quad de energia equivale mais ou menos a 180 milhões de barris de petróleo,

and tribology can help us save 20 times that.

e a tribologia pode nos ajudar a economizar 20 vezes isso.

This is through new materials, new lubricants,

Isso se dá através de novos materiais e lubrificantes,

novel component design,

novo design de componentes

doing things like making wind turbines more efficient and reliable.

e coisas como turbinas eólicas mais eficientes e confiáveis.

This happened just by putting 31 people in a room

É o resultado de reunir 31 pessoas numa sala

who viewed the world through a tribology lens.

para observar o mundo através de uma lente tribológica.

Imagine the opportunities that will reveal themselves

Imaginem as oportunidades que se revelarão

as more of us start to see tribology all around.

quando mais pessoas começarem a ver a tribologia ao redor.

My favorite projects right now are in aerospace applications.

Meus projetos favoritos agora são aplicações aeroespaciais.

I love reducing wear and friction in these challenging environments.

Adoro reduzir o desgaste e o atrito nesses ambientes desafiadores.

I can make materials and parts

Posso fazer materiais e peças

that will reduce the friction in moving components and engines

que reduzam o atrito em componentes e motores em movimento,

so that they have less force opposing their motion.

para que haja menos força opondo-se ao movimento deles.

Less force to move means they require less power,

Menos força para se mover significa exigir menos energia,

so you can use a smaller actuator,

e usar um atuador menor, menos pesado,

which would weigh less,

which saves fuel.

o que economiza combustível.

I can also help make parts that last longer through lower wear.

Também posso ajudar a fazer peças que duram mais com menor desgaste.

This will reduce material waste

Isso reduz o desperdício de material

and also means we're manufacturing the parts less frequently,

e também significa fabricar peças com menos frequência.

so we're saving energy in manufacturing.

Então estamos economizando energia na fabricação.

I encourage you to start seeing tribology in the world around you

Encorajo todos a começar a ver tribologia no mundo ao redor

and to think about how you would improve those interacting surfaces you experience.

e a pensar como melhorar as superfícies em interação que experimentamos.

Even the smallest improvements

Mesmo as menores melhorias realmente contam.

really add up.

Tribology may be a funny-sounding word,

"Tribologia" pode ser uma palavra engraçada,

but it has a huge impact on our world.

mas tem um impacto enorme em nosso mundo.

Thank you.

Obrigada.

(Applause)

(Aplausos)