TEDxDelft
Erik Schlangen: A "self-healing" asphalt
Erik Schlangen: Um asfalto "auto-reparador"
Filmed:
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Estradas pavimentadas são bonitas de se olhar, mas elas são facilmente danificadas e caras de reparar. Erik Schlangen demonstra um novo tipo de asfalto poroso feito de materiais simples com uma característica surpreendente: quando rachado, ele pode ser "reparado" graças ao aquecimento por indução. (Filmado no TEDxDelft.)
Erik Schlangen - Experimental micromechanics pioneer
Erik Schlangen is a civil engineer and pioneer of experimental micromechanics, who focuses on making industrial materials more durable. Full bio
Erik Schlangen is a civil engineer and pioneer of experimental micromechanics, who focuses on making industrial materials more durable. Full bio
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(Hammer)
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(Batida de martelo)
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(Laughter)
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4034
(Risos)
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(Microwave beeps) (Laughter)
2
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5924
(Bipes de micro-ondas) (Risos)
01:31
You probably all agree with me
3
75696
2025
Todos vocês provavelmente concordam comigo
01:33
that this is a very nice road.
4
77721
2775
que esta é uma estrada muito boa.
01:36
It's made of asphalt,
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80496
2159
Ela é feita de asfalto,
01:38
and asphalt is a very nice material to drive on,
6
82655
3234
e asfalto é um material muito bom sobre o qual dirigir,
01:41
but not always, especially not on these days as today,
7
85889
4134
mas não sempre, especialmente não em dias como hoje,
01:45
when it's raining a lot.
8
90023
1851
quando está chovendo muito.
01:47
Then you can have a lot of splash water in the asphalt.
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91874
2948
Neste caso você pode ter muita água parada no asfalto.
01:50
And especially if you then ride with your bicycle,
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94822
2294
E especialmente se nesse momento você estiver andando com sua bicicleta,
01:53
and pass these cars, then that's not very nice.
11
97116
3945
e passar por estes carros, então pode não ser muito agradável.
01:56
Also, asphalt can create a lot of noise.
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101061
3110
Além disso, asfalto pode produzir muito barulho.
02:00
It's a noisy material,
13
104171
1614
É um material barulhento,
02:01
and if we produce roads like in the Netherlands,
14
105785
2444
e se nós produzimos estradas como na Holanda,
02:04
very close to cities, then we would like a silent road.
15
108229
4132
muito perto das cidades, então nós gostaríamos de uma estrada silenciosa.
02:08
The solution for that is to make roads
16
112361
3269
A solução para isso é fazer estradas
02:11
out of porous asphalt.
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115630
2177
de asfalto poroso.
02:13
Porous asphalt, a material that we use now
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117807
1991
Asfalto poroso, um material que nós usamos agora
02:15
in most of the highways in the Netherlands,
19
119798
2959
na maioria das rodovias na Holanda,
02:18
it has pores and water can just rain through it,
20
122757
3444
possui poros e a água pode chover através dele,
02:22
so all the rainwater will flow away to the sides,
21
126201
2901
de forma que toda água de chuva escorra para os lados,
02:25
and you have a road that's easy to drive on,
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129102
2089
e você tenha uma estrada mais fácil de trafegar,
02:27
so no splash water anymore.
23
131191
1930
e portanto sem água que espirra.
02:29
Also the noise will disappear in these pores.
24
133121
3162
Também o barulho desaparecerá nestes poros.
02:32
Because it's very hollow, all the noise will disappear,
25
136283
3023
Por ser bastante oco, todo barulho desaparecerá,
02:35
so it's a very silent road.
26
139306
2588
desta maneira é uma estrada muito silenciosa.
02:37
It also has disadvantages, of course,
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141894
3545
Ela também tem desvantagens, claro,
02:41
and the disadvantage of this road is that raveling can occur.
28
145439
4162
e a desvantagem desta estrada é que a erosão pode ocorrer.
02:45
What is raveling? You see that in this road
29
149601
2925
O quê é erosão? Vocês veem que nesta estrada
02:48
that the stones at the surface come off.
30
152526
2621
os pedriscos na superfície se soltam.
02:51
First you get one stone, then several more,
31
155147
5278
Primeiro você tem um pedrisco, depois vários outros,
02:56
and more and more and more and more,
32
160425
1742
e mais e mais e mais e mais,
02:58
and then they -- well, I will not do that. (Laughter)
33
162167
3567
e então eles -- bom, eu não farei isso. (Risos)
03:01
But they can damage your windshield,
34
165734
2914
Mas eles podem danificar seu para-brisa,
03:04
so you're not happy with that.
35
168648
1790
e você não vai ficar feliz com isto.
03:06
And finally, this raveling can also lead to more and more damage.
36
170438
3990
E finalmente, esta ersão pode também levar a mais e mais danos.
03:10
Sometimes you can create potholes with that.
37
174428
2616
Às vezes buracos são criados por causa disso.
03:12
Ha. He's ready.
38
177044
4061
Ha. Ele está pronto.
03:17
Potholes, of course, that can become a problem,
39
181105
3185
Buracos, claro, podem vir a ser um problema,
03:20
but we have a solution.
40
184290
1543
mas nós temos a solução.
03:21
Here you see actually how the damage appears in this material.
41
185833
3258
Aqui vocês podem ver realmente como o dano aparece neste material.
03:24
It's a porous asphalt, like I said, so you have only
42
189091
2000
É um asfalto poroso, como eu disse, então você tem apenas
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a small amount of binder between the stones.
43
191091
2772
uma pequena quantidade de aglutinador entre os pedriscos.
03:29
Due to weathering, due to U.V. light, due to oxidation,
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193863
3319
Devido ao desgaste, devido à luz U.V., devido à oxidação,
03:33
this binder, this bitumen,
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197182
2728
este aglutinador, este betume,
03:35
the glue between the aggregates is going to shrink,
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199910
2673
a cola entre os agregadores irá encolher,
03:38
and if it shrinks, it gets micro-cracks,
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202583
1945
e se ela encolhe, ela adquire microfissuras,
03:40
and it delaminates from the aggregates.
48
204528
1722
e separa-se em lâminas dos agregadores.
03:42
Then if you drive over the road, you take out the aggregates --
49
206250
2560
Desta maneira se você dirige sobre a estrada, você retira os agregadores
03:44
what we just saw here.
50
208810
2996
o que nós acabamos de ver aqui.
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To solve this problem, we thought of self-healing materials.
51
211806
3814
Para resolver este problema, nós pensamos em materiais auto-repadores.
03:51
If we can make this material self-healing,
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215620
2661
Se nós conseguirmos fazer este material se auto-reparar,
03:54
then probably we have a solution.
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218281
3193
então provavelmente nós teremos a solução.
03:57
So what we can do is use steel wool just to clean pans,
54
221474
4594
Desta maneira o que nós podemos fazer é usar palha de aço apenas para limpar panelas,
04:01
and the steel wool we can cut in very small pieces,
55
226068
3485
e a palha de aço nós podemos cortá-la em pedaços muito pequenos,
04:05
and these very small pieces we can mix to the bitumen.
56
229553
3904
e estes pedaços muito pequenos nós podemos misturar ao betume.
04:09
So then you have asphalt
57
233457
1745
Desta forma você tem asfalto
04:11
with very small pieces of steel wool in it.
58
235202
3067
com pedaços muito pequenos de palha de aço nele.
04:14
Then you need a machine, like you see here,
59
238269
2791
Então você precisa de uma máquina, como esta que vocês veem aqui,
04:16
that you can use for cooking -- an induction machine.
60
241060
3139
que pode ser utilizada para cozinhar -- uma máquina de indução.
04:20
Induction can heat, especially steel; it's very good at that.
61
244199
4049
Indução pode aquecer, especialmente aço; ela é muito boa nisso.
04:24
Then what you do is you heat up the steel,
62
248248
2682
Então o que você faz é aquecer este aço,
04:26
you melt the bitumen,
63
250930
1491
derreter o betume,
04:28
and the bitumen will flow into these micro-cracks,
64
252421
2566
e o betume fluirá para dentro destas microfissuras,
04:30
and the stones are again fixed to the surface.
65
254987
3207
e os pedriscos estão novamente fixadas à superfície.
04:34
Today I use a microwave because I cannot take
66
258194
3962
Hoje eu usei um micro-ondas porque eu não posso trazer
04:38
the big induction machine here onstage.
67
262156
2237
a grande máquina de indução aqui no palco.
04:40
So a microwave is a similar system.
68
264393
2880
Então o micro-ondas é um sistema parecido.
04:43
So I put the specimen in, which I'm now going to take out
69
267273
3645
Desta forma eu coloquei a amostra dentro, e vou retirá-la agora
04:46
to see what happened.
70
270918
3252
para ver o que aconteceu.
04:50
So this is the specimen coming out now.
71
274170
2493
Portanto esta é a amostra saindo agora.
04:52
So I said we have such an industrial machine in the lab
72
276663
4393
Eu disse que nós temos um máquina industrial assim no laboratório
04:56
to heat up the specimens.
73
281056
2272
para aquecer as amostras.
04:59
We tested a lot of specimens there,
74
283328
2090
Nós testamos muitas amostras lá,
05:01
and then the government, they actually saw our results,
75
285418
3175
e então no governo, eles realmente viram nossos resultados,
05:04
and they thought, "Well, that's very interesting. We have to try that."
76
288593
3950
e pensaram, "Bem, isto é muito interessante. Nós temos que tentar isto."
05:08
So they donated to us a piece of highway,
77
292543
2316
Então doaram um pedaço de rodovia para nós,
05:10
400 meters of the A58, where we had to make
78
294859
3487
400 metros da A58, onde nós tivemos que realizar
05:14
a test track to test this material.
79
298346
2510
uma faixa de teste para testar este material.
05:16
So that's what we did here. You see where we were making the test road,
80
300856
3532
Então foi o que nós fizemos aqui. Vocês veem onde nós estávamos realizando o teste na estrada,
05:20
and then of course this road will last several years
81
304388
4498
e depois, claro, esta estrada durará por muitos anos
05:24
without any damage. That's what we know from practice.
82
308886
3288
sem qualquer dano. Isto é o que nós sabemos pela prática.
05:28
So we took a lot of samples from this road
83
312174
2779
Pegamos então diversas amostras desta estrada
05:30
and we tested them in the lab.
84
314953
2269
e as testamos no laboratório.
05:33
So we did aging on the samples,
85
317222
2917
Então, nós envelhecemos as amostras,
05:36
did a lot of loading on it, healed them with our induction machine,
86
320139
3612
colocamos bastante carga nelas, as reparamos com nossa máquina de indução,
05:39
and healed them and tested them again.
87
323751
2826
e as reparamos e testamos novamente.
05:42
Several times we can repeat that.
88
326577
1904
Nós podemos repetir isto muitas vezes.
05:44
So actually, the conclusion from this research is that
89
328481
2225
Portanto a conclusão desta pesquisa é que
05:46
if we go on the road every four years
90
330706
3318
se nós formos na estrada a cada quatro anos
05:49
with our healing machine -- this is the big version
91
334024
2880
com nossa máquina reparadora -- esta é a versão grande
05:52
we have made to go on the real road --
92
336904
1905
nós conseguimos ir na estrada real --
05:54
if we go on the road every four years
93
338809
1870
se nós formos na estrada a cada quatro anos
05:56
we can double the surface life of this road,
94
340679
3750
nós podemos dobrar a vida da superfície desta estrada,
06:00
which of course saves a lot of money.
95
344429
2177
o que, claro, economiza muito dinheiro.
06:02
Well, to conclude, I can say
96
346606
2177
Bem, para concluir, eu posso dizer
06:04
that we made a material
97
348783
2756
que nós fizemos um material
06:07
using steel fibers, the addition of steel fibers,
98
351539
3780
usando fibras de aço, a adição de fibras de aço,
06:11
using induction energy to really
99
355319
2509
usando energia de indução para realmente
06:13
increase the surface life of the road,
100
357828
2667
aumentar a vida da superfície da estrada,
06:16
double the surface life you can even do,
101
360495
1750
dobrar a vida da superfície pode até ser feito,
06:18
so it will really save a lot of money with very simple tricks.
102
362245
3664
então isto realmente economizará muito dinheiro com truques muito simples.
06:21
And now you're of course curious if it also worked.
103
365909
3473
E agora vocês claro devem estar curiosos se isto também funcionou.
06:25
So we still have the specimen here. It's quite warm.
104
369382
3103
Então, nós ainda temos a amostra aqui. Está bem quente.
06:28
Actually, it still has to cool down first
105
372485
2579
Na verdade, ela ainda tem de resfriar primeiro
06:30
before I can show you that the healing works.
106
375064
2340
antes que eu possa mostrar a vocês que a reparação realmente funciona.
06:33
But I will do a trial.
107
377404
2868
Mas eu farei um teste.
06:36
Let's see. Yeah, it worked.
108
380272
2759
Vejamos. Sim, funcionou.
06:38
Thank you.
109
383031
1350
Obrigado.
06:40
(Applause)
110
384381
5416
(Aplausos)
ABOUT THE SPEAKER
Erik Schlangen - Experimental micromechanics pioneerErik Schlangen is a civil engineer and pioneer of experimental micromechanics, who focuses on making industrial materials more durable.
Why you should listen
Erik Schlangen is a Civil Engineering professor at Delft University of Technology and the Chair of Experimental Micromechanics. His areas of research include durability mechanics and "self-healing" materials, like the asphalt and concrete he and his team have developed that can be repaired with induction. This special asphalt is made with tiny steel wool fibers, which, when heated with induction, extends the life of the material. Currently Schlangen and his team are testing the asphalt on the A58 road near Vilssingen in the Netherlands, with the hope that it can be used in future roads all over the country.
Erik Schlangen | Speaker | TED.com