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

Transcriber: Joseph Geni Reviewer: Camille Martínez

Tradutor: Sofia Prates Revisora: Margarida Ferreira

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

Admito que é muito engraçado

when people ask me what I do for my job,

quando me perguntam o que faço,

porque digo-lhes que, literalmente, esfrego umas coisas nas outras.

because I tell them I literally rub things together.

This sounds ridiculous,

Parece ridículo,

just rubbing things together.

andar só a 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,

É uma palavra engraçada que provavelmente nunca ouviram, mas garanto-vos

but I promise you,

discovering it changes your experience with the physical world.

que descobri-la muda a nossa atitude para com o mundo físico.

Tribology has given me amazing projects.

A tribologia tem-me dado projetos incríveis.

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

Já trabalhei com materiais voadores e já trabalhei com comida para cães,

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

uma combinação que parece improvável de ser trabalhada

in the span of just a couple years,

por uma pessoa num período de poucos anos,

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

até começarem a ver o mundo numa perspetiva tribológica.

And I think you'll be surprised

Acho que ficarão surpreendidos

at how significant a little bit of tribology can be

com o papel que um pouco de tribologia pode desempenhar

in alleviating some very large problems.

no alívio de alguns problemas significativos.

Tribology is the study of friction, wear and lubrication.

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

You have all experienced all three of these things.

Já todos experienciaram estas três coisas.

Lembram-se da última vez que tentaram arrastar um objeto pesado pelo chão

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

and you could just feel something resisting you?

e sentiram uma certa resistência?

That would be friction.

Era a fricção.

Friction is the force that opposes motion.

A fricção é a força que se opõe ao movimento.

O desgaste é a perda ou transformação do material,

Wear is the loss or transfer of material.

que vos obriga a substituir os vossos sapatos favoritos,

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

because eventually the soles disappear.

porque, ao fim de algum tempo, a sola desaparece.

Os lubrificantes servem para reduzir a fricção e o desgaste.

Lubricants are used to reduce friction and wear.

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

Soltam os parafusos enferrujados que, de outra forma, não se mexeriam.

But tribology is also defined as the science of interacting surfaces

Mas a tribologia também é definida

como a ciência da interação de superfícies em movimento relativo.

in relative motion.

So, interacting surfaces in relative motion:

Interação de superfícies em movimento relativo:

there are a lot of those in the world.

há muitas no mundo.

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

Enquanto estão aí sentados, estão a bater o pé,

ou a movimentar-se no vosso lugar?

or maybe shifting around in your seat?

Porque, adivinhem... A tribologia está a acontecer.

Because guess what? Tribology is happening.

Even the smallest shift in your seat

Mesmo o mais pequeno movimento no assento,

involves two surfaces moving relative to each other.

envolve duas superfícies a moverem-se uma com a outra.

And your tribological interaction for the shift

E a vossa interação tribológica ao moverem-se

will be different than the person next to you.

é diferente da pessoa ao vosso lado.

This is because the clothes you're wearing

Isto porque as roupas que têm vestidas

change the friction between you and the seat.

alteram a fricção entre vocês e o assento.

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

Se são de seda, é mais fácil escorregar no assento,

than if you're wearing wool.

do que se forem de lã.

Isto porque a fricção é menor para a seda.

That's because the friction is lower for silk.

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

Quando movem o tornozelo, faz um barulho de estalo?

did it make a popping sound?

You've had that, right?

Já vos aconteceu, certo?

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

Levantam-se, mexem-se e há uma articulação que estala.

Thank you for that sound, tribology.

Obrigada por esse som, tribologia.

That sound can come from the fluid that lubricates your joints

Esse som pode vir do líquido que lubrifica as articulações,

just moving around.

só por se mexerem.

You're essentially releasing gas bubbles in that fluid.

Estão a lançar bolhas de gás nesse líquido.

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

Esse som também pode vir dos tendões a mexerem-se, sobrepondo-se.

Pretty common in the ankle,

É muito comum nos tornozelos por isso, quem gosta de abanar os pés,

so any of my fellow foot-wigglers out there

may suddenly find themselves curious about the tribology of tendons.

pode ficar curioso acerca da tribologia dos tendões.

But how does one become a tribologist like me?

Mas como é que se podem tornar tribologistas como eu?

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

Começa em criança, claro.

I was a ballerina growing up.

Eu era bailarina em pequena.

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

Cheguei ao nível em que dançava em bicos de pés, ou "en pointe".

or "en pointe."

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

Quando dançamos "en pointe", usamos aquelas sapatilhas maravilhosas,

but they can be slippery on the stage.

que 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 quando dançamos em bicos de pés,

é escorregar e cair.

is to slip and fall.

So we had boxes of stuff called rosin.

Tínhamos caixas de uma coisa chamada resina.

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

Púnhamos o pé na resina, pondo uma pequena camada nas sapatilhas.

Rosin comes from tree sap

A resina vem da seiva de árvores

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

e, quando em pó, faz com que as coisas fiquem menos escorregadias.

Nós, bailarinas, aprendíamos rapidamente

You learned real fast as a dancer

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

a quantidade certa a pôr nas sapatilhas,

se não puséssemos o suficiente, provavelmente escorregaríamos,

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

devido à falta de fricção entre a sapatilha e o palco.

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

Best case scenario,

Na melhor das hipóteses, éramos a bailarina trapalhona no palco,

you're the clumsy ballerina on stage,

but the worst case scenario would be an injury.

mas na pior das hipóteses seria uma lesão.

Already, I was optimizing and manipulating friction.

Aí já estava a otimizar e a manipular a fricção.

You see, I was destined to be a tribologist.

Como veem, eu estava destinada a ser uma tribologista.

(Laughter)

(Risos)

But you were also a junior tribologist.

Vocês também foram pequenos tribologistas.

When you used crayons or colored pencils,

Quando usavam lápis de cera ou de cor,

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

sabiam que, quanto mais força fizessem, mais forte seria a cor.

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

Também sabiam que precisavam de afiar os lápis

that crayon or colored pencil more frequently,

mais frequentemente, porque se gastavam mais rápido.

because it was wearing down faster.

Now let's talk about those enticing shiny waxed floors

Falemos daqueles sedutores soalhos, brilhantes e encerados,

that you just had to slide across.

nos quais tínhamos de deslizar.

You knew if you put on a pair of socks,

Sabíamos que, se calçássemos umas meias,

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

deslizaríamos pelo soalho muito mais facilmente.

Good luck trying to do that barefoot.

Mas nem pensar tentarmos fazê-lo descalços.

Master manipulators of friction.

Seus manipuladores da fricção!

All kids are tribologists.

As crianças são todas tribologistas. Mas, e nós, os adultos?

What about us as adults?

At some point today, you brushed your teeth.

Já hoje lavaram os dentes?

I hope.

Espero que sim.

(Laughter)

(Risos)

This is tribology in action.

Isto é a tribologia em ação.

The toothpaste and toothbrush are working to remove or wear

A pasta e a escova de dentes servem para remover ou desgastar

the plaque from your teeth.

a placa dos dentes.

For the record, my dad is a dentist.

A propósito, o meu pai é dentista.

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

Nunca pensei vir a trabalhar na mesma área.

But one day, we found ourselves speaking the same language

Mas, um dia, demos por nós a falar a mesma língua,

quando trabalhei no desenvolvimento de um teste

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

para investigar a remoção da placa.

Sounded simple enough,

Parecia simples, até começar a pensar como uma tribologista,

until I started to look at it as a tribologist,

and then it became incredibly complex.

e aí, tornou-se incrivelmente complexo.

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

Temos os materiais duros, os nossos dentes,

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

materiais moles, como as gengivas, a pasta ou a escova de dentes.

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

Há a lubrificação, sob a forma de saliva e água,

the dynamics of the person doing the brushing and more.

a dinâmica da pessoa a lavar os dentes e mais ainda.

I promise if we put diamonds in your toothpaste,

Garanto que, se pusermos diamantes na nossa pasta de dentes,

you're going to remove that plaque.

vamos remover aquela placa indesejada.

Probably going to remove your teeth as well.

E provavelmente remover os dentes, também.

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

Tem de haver um meio termo 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.

Lavamos os dentes porque comemos.

Eating is another routine thing we all do.

Comer é outra rotina que temos.

Seems simple enough.

Parece simples.

But it's another field of tribology,

Mas é outro campo da tribologia e não é assim tão simples.

and it's not so simple.

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

Temos a comida, que se vai partir e desgastar enquanto comemos

e essa comida interage com os dentes, com a língua,

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

your saliva, your throat.

com a saliva, com a garganta.

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

Todas estas interações influenciam o ato de comer.

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

Penso que todos se lembram de um momento em que experimentaram algo novo

and you just found yourself going,

e ficaram do género:

"Well, it tastes alright.

"Bem, não sabe mal, mas não gosto nada da textura."

I really don't like that texture."

Tribologists are looking at lubricity, the coefficient of friction,

Os tribologistas estão a estudar a lubrificação, o coeficiente da fricção,

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

como uma maneira de ligar o que sentimos na boca e textura, ao que experienciamos.

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

E se mudarmos a composição do que comemos e bebemos,

se a quantidade de açúcar ou de gordura se alterar,

so the sugar content or fat content are different,

how does that change mouth feel?

como é que isso altera o que sentimos?

How do we quantify that?

Como é que quantificamos isto?

This is what tribologists are looking to solve.

É isso que os tribologistas querem resolver.

And while my colleagues were in one corner of this lab

Enquanto os meus colegas estavam num canto do laboratório

looking at the fat content of yogurt,

a analisar a gordura dos iogurtes,

I was in another corner

eu estava noutro canto a estudar comida de cão.

studying dog food.

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

Aquele laboratório cheirava mesmo bem, digo-vos.

We all brush our teeth on a regular basis.

Todos lavamos os dentes regularmente.

How many of us brush our pets' teeth?

Mas quantos de nós é que lavam os dentes dos seus animais?

Animals as adults commonly get periodontal disease,

É comum que os animais, em adultos, tenham periodontite,

portanto devíamos lavar-lhes os dentes

so we really should be brushing their teeth,

e há cada vez mais donos de animais a fazer isso.

and more pet owners are starting to do this.

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

Sei de uma amiga minha que lava os dentes do seu gato.

Good luck trying to do that with my cat.

Nunca conseguiria fazer isso ao meu.

So what pet food suppliers are trying to do

Os fabricantes de comida de animais estão a tentar incorporar nos biscoitos

is incorporate plaque removal in things like treats.

produtos que removam a placa.

If you have a dog,

Se têm um cão, talvez já tenham reparado que, se lhe dão um biscoito,

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

and it magically seems to disappear after just one bite.

ele desaparece magicamente numa dentada.

So the added challenge here is:

O desafio adicional é: como remover a placa numa só dentada?

How do you remove plaque when you have one bite?

I developed a benchtop test to study this problem,

Desenvolvi um teste para estudar esta questão.

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

Para isso, tive de reproduzir a cavidade oral dos cães:

their teeth, plaque, saliva.

os dentes, a placa, a saliva.

And I used friction and wear measurements

Usei medições de fricção e desgaste

to study the effectiveness of that treat on removing plaque.

para testar a eficácia desse biscoito na remoção da placa.

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

Se estão a pensar na última vez que não lavaram os dentes do vosso cão,

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

não têm de quê.

But what's the big deal with tribology?

Mas qual é a importância da tribologia?

Let me give you one more example.

Vou dar-vos mais um exemplo.

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

Estejam onde estejam, chegaram a essa localização de alguma forma,

Maybe you walked or rode your bike,

talvez a pé ou de bicicleta, mas a maior parte das pessoas aqui, foi de carro.

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

Just think about all the tribological systems in a car.

Pensem em todos os sistemas tribológicos num carro.

You have your personal interactions with the car,

Temos as nossas interações com o carro, as interações do carro com a estrada

the car's interactions with the road

e tudo o que acontece debaixo do capô e no seu sistema.

and everything under the hood and in the drivetrain.

Some routine maintenance is directly connected to tribology.

Algumas das manutenções de rotina estão diretamente ligadas à tribologia.

You know how many miles your tires are recommended for using

Sabemos os quilómetros recomendados para os pneus, antes de os substituir.

before you replace them.

You regularly check the treads on those tires.

Vemos regularmente as estrias dos pneus.

You're actively monitoring the wear of your tires.

Estamos sempre a acompanhar o desgaste dos pneus.

Tribology is the study of wear and friction,

A tribologia é o estudo do desgaste e fricção.

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

E, com os pneus, a fricção pode ser a diferença entre uma chegada segura

and a car accident.

e um acidente de viação.

This is because the friction between your tires and the road

Isto porque a fricção entre os pneus e a estrada

will influence your acceleration, your deceleration

influencia a aceleração, a desaceleração e a distância de paragem.

and your stopping distance.

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

Enquanto condutores, sabemos instintivamente a importância da fricção,

because you know that when the roads are wet,

porque sabemos que as estradas molhadas são mais perigosas,

they're more dangerous because they're slippery.

porque estão escorregadias.

This is because the water is reducing the friction

Isto porque a água reduz a fricção entre os pneus e a estrada.

between your tires and the road.

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

Lembrem-se que a fricção é a força que se opõe ao movimento,

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

e a água que reduz essa força faz com que a movimentação seja mais fácil,

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

assim, quando as estradas estão molhadas, são mais escorregadias.

Something else to consider

Outra coisa a considerar é que superar a fricção requer energia,

is that overcoming friction takes energy,

so you're losing energy to friction.

então, perdemos energia para a fricção.

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

Assim, os pneus influenciam a eficiência do combustível.

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

Sabiam que, de facto, cerca de um terço do combustível que põem no vosso veículo

that you put into your internal combustion engine vehicle

will be spent overcoming friction?

será gasto a superar a fricção?

One-third.

Um terço.

Tribology research has helped us reduce friction

A pesquisa tribológica ajudou-nos a reduzir a fricção e, portanto,

and therefore increase fuel efficiency and reduce emissions.

a aumentar a eficiência do combustível e a reduzir as emissões.

Holmberg and Erdemir have actually done some great studies

Holmberg e Erdemir fizeram grandes estudos a provar o impacto da pesquisa tribológica

showing the impact tribology research can have

on reducing our energy consumption.

na redução do consumo de energia.

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

E descobriram que, dentro de 20 anos, teremos a oportunidade de reduzir

we had the opportunity to reduce

the energy consumption of passenger vehicles

o consumo de energia dos veículos de passageiros, até 60%.

up to 60 percent.

When you think about all the cars in the world,

Pensando em todos os carros do mundo, é muita energia a ser poupada.

that's a lot of energy we can save.

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

É parte dos quase 9% do nosso consumo de energia atual global

that the authors identified tribology can help us save.

que os autores descobriram que a tribologia nos pode ajudar a poupar.

That's a significant amount of energy.

É uma grande quantidade de energia.

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

Então, olhando para os números, a tribologia consegue feitos incríveis.

My colleagues have identified up to 20 quads of energy

Os meus colegas identificaram 20 "quads" de energia que podemos poupar, só nos EUA.

we can save across the US alone.

To put this in perspective:

Por outras palavras:

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

Um "quad" de energia equivale a 180 milhões de barris de petróleo

and tribology can help us save 20 times that.

e a tribologia pode ajudar-nos a poupar 20 vezes isso.

This is through new materials, new lubricants,

Isto através de novos materiais, lubrificantes, "designs",

novel component design,

doing things like making wind turbines more efficient and reliable.

fazendo coisas como tornar turbinas eólicas mais eficientes e fiáveis.

This happened just by putting 31 people in a room

Isto aconteceu por se juntarem 31 pessoas numa sala,

who viewed the world through a tribology lens.

que veem o mundo através de uma perspetiva tribológica.

Imagine the opportunities that will reveal themselves

Imaginem as oportunidades que vão aparecer,

as more of us start to see tribology all around.

quando formos mais a ver tribologia em tudo.

My favorite projects right now are in aerospace applications.

Os meus projetos favoritos agora são as aplicações aeroespaciais.

I love reducing wear and friction in these challenging environments.

Adoro reduzir o desgaste e fricção nestes ambientes desafiadores.

I can make materials and parts

Posso fazer materiais e elementos,

that will reduce the friction in moving components and engines

que vão reduzir a fricção nos componentes móveis e motores,

so that they have less force opposing their motion.

para terem menos força a opor-se ao seu movimento.

Less force to move means they require less power,

Menos força para se mover, significa que requerem menos combustível,

so you can use a smaller actuator,

podemos usar um atuador mais pequeno, que pesará muito menos,

which would weigh less,

which saves fuel.

o que poupará combustível.

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

Também posso fazer elementos que duram mais tempo, com menos desgaste.

This will reduce material waste

Reduzirá o desperdício de material

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

e significa que manufaturemos os elementos com menos frequência.

so we're saving energy in manufacturing.

Poupamos energia na manufatura.

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

Incentivo-vos a começarem a ver a tribologia no mundo à vossa volta

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

e a pensarem em como melhorariam

as interações com as superfícies com que lidam,

Even the smallest improvements

mesmo as pequenas mudanças podem fazer a diferença.

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 no nosso mundo.

Thank you.

Obrigada.

(Applause)

(Aplausos)