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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(Martelo)
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(Laughter)
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(Risos)
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(Microwave beeps) (Laughter)
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(Apita o microondas) (Risos)
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You probably all agree with me
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2025
Vocês provavelmente concordam comigo
01:33
that this is a very nice road.
4
77721
2775
que esta é uma estrada muito bonita.
01:36
It's made of asphalt,
5
80496
2159
É feita de asfalto,
01:38
and asphalt is a very nice material to drive on,
6
82655
3234
e o asfalto é um material muito agradavel sobre o qual conduzir,
01:41
but not always, especially not on these days as today,
7
85889
4134
mas não sempre, especialmente em dias como hoje
01:45
when it's raining a lot.
8
90023
1851
quando chove muito.
01:47
Then you can have a lot of splash water in the asphalt.
9
91874
2948
Isso cria muita água no asfalto.
01:50
And especially if you then ride with your bicycle,
10
94822
2294
Especialmente andando de bicicleta,
01:53
and pass these cars, then that's not very nice.
11
97116
3945
se você passa por estes carros, não é muito bom.
01:56
Also, asphalt can create a lot of noise.
12
101061
3110
Também, o asfalto pode criar muito ruído.
02:00
It's a noisy material,
13
104171
1614
É um material muito ruidoso,
02:01
and if we produce roads like in the Netherlands,
14
105785
2444
e se construímos estradas como esta na Holanda,
02:04
very close to cities, then we would like a silent road.
15
108229
4132
muito perto das cidades, queremos uma estrada silenciosa.
02:08
The solution for that is to make roads
16
112361
3269
Por isso, a solução é fazer as 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
18
117807
1991
O asfalto poroso, um material que 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
tem poros e a água pode simplesmente passar através dele.
02:22
so all the rainwater will flow away to the sides,
21
126201
2901
Isso faz que toda a água flua para os lados,
02:25
and you have a road that's easy to drive on,
22
129102
2089
e você tenha uma estrada sobre a qual é facil conduzir,
02:27
so no splash water anymore.
23
131191
1930
e não tem mais água salpicada.
02:29
Also the noise will disappear in these pores.
24
133121
3162
O ruido também desaparecerá nestes poros.
02:32
Because it's very hollow, all the noise will disappear,
25
136283
3023
Como é muito oco, todo o ruido desaparecerá,
02:35
so it's a very silent road.
26
139306
2588
fazendo-a uma estrada muito silenciosa.
02:37
It also has disadvantages, of course,
27
141894
3545
Tambem tem suas 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 pode haver desagregação.
02:45
What is raveling? You see that in this road
29
149601
2925
O que é desagregação? Pode ver que nesta estrada
02:48
that the stones at the surface come off.
30
152526
2621
as pedras na superfície saem.
02:51
First you get one stone, then several more,
31
155147
5278
No começo tem uma pedra e depois várias outras,
02:56
and more and more and more and more,
32
160425
1742
e mais e mais e mais,
02:58
and then they -- well, I will not do that. (Laughter)
33
162167
3567
e então elas... Bom, não farei isso. (risos)
03:01
But they can damage your windshield,
34
165734
2914
Podem causar dano ao seu para-brisas,
03:04
so you're not happy with that.
35
168648
1790
e você não quer isso.
03:06
And finally, this raveling can also lead to more and more damage.
36
170438
3990
E finalmente, a desagregação pode causar mais e mais danos.
03:10
Sometimes you can create potholes with that.
37
174428
2616
Às vezes criam-se buracos.
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
Os buracos podem ser um problema, claro,
03:20
but we have a solution.
40
184290
1543
mas temos uma solução.
03:21
Here you see actually how the damage appears in this material.
41
185833
3258
Aqui podem ver realmente como aparece o dano 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, pois só há
03:26
a small amount of binder between the stones.
43
191091
2772
uma pequena quantidade de ligante entre as pedras.
03:29
Due to weathering, due to U.V. light, due to oxidation,
44
193863
3319
Por causa da desagregação, luz ultravioleta e a oxidação,
03:33
this binder, this bitumen,
45
197182
2728
este ligante, este betume,
03:35
the glue between the aggregates is going to shrink,
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199910
2673
a cola entre os agregados vai encolher,
03:38
and if it shrinks, it gets micro-cracks,
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202583
1945
e se encolher, vai causar micro-rachaduras,
03:40
and it delaminates from the aggregates.
48
204528
1722
e se separar dos agregados.
03:42
Then if you drive over the road, you take out the aggregates --
49
206250
2560
Depois, se você conduz na estrada, você tira os agregados.
03:44
what we just saw here.
50
208810
2996
É o que vimos aqui.
03:47
To solve this problem, we thought of self-healing materials.
51
211806
3814
Para resolver este problema, pensamos nos materiais auto-reparadores.
03:51
If we can make this material self-healing,
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215620
2661
Se podemos fazer que seja um material auto-reparador,
03:54
then probably we have a solution.
53
218281
3193
provavelmente teremos uma solução.
03:57
So what we can do is use steel wool just to clean pans,
54
221474
4594
O que podemos fazer é usar a lã de aço, daquela para limpiar as panelas,
04:01
and the steel wool we can cut in very small pieces,
55
226068
3485
e a podemos cortar em pedaços muito pequenos,
04:05
and these very small pieces we can mix to the bitumen.
56
229553
3904
e podemos misturar estes pedaços pequenos no betume.
04:09
So then you have asphalt
57
233457
1745
Então você tem o asfalto
04:11
with very small pieces of steel wool in it.
58
235202
3067
com pedaços muito pequenos da lã de aço dentro dele.
04:14
Then you need a machine, like you see here,
59
238269
2791
Depois, você precisa de uma máquina, como podem ver aqui,
04:16
that you can use for cooking -- an induction machine.
60
241060
3139
usada para cozinhar - uma maquina de induçao.
04:20
Induction can heat, especially steel; it's very good at that.
61
244199
4049
A indução aquece, especialmente o aço. Faz isso muito bem.
04:24
Then what you do is you heat up the steel,
62
248248
2682
Logo, o que você faz é aquecer o 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 flui para essas micro-rachaduras,
04:30
and the stones are again fixed to the surface.
65
254987
3207
e as pedras se fixam novamente à superfície.
04:34
Today I use a microwave because I cannot take
66
258194
3962
Hoje eu uso um micro-ondas porque não posso trazer
04:38
the big induction machine here onstage.
67
262156
2237
a máquina de indução ao palco.
04:40
So a microwave is a similar system.
68
264393
2880
Um micro-ondas é um sistema similar.
04:43
So I put the specimen in, which I'm now going to take out
69
267273
3645
Eu coloco a amostra dentro, que agora vou tirar
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
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 temos uma maquina industrial 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
Testamos muitas amostras,
05:01
and then the government, they actually saw our results,
75
285418
3175
e o governo viu nossos resultados,
05:04
and they thought, "Well, that's very interesting. We have to try that."
76
288593
3950
e pensou, "Bom, é muito interesante. Devemos tentá-lo."
05:08
So they donated to us a piece of highway,
77
292543
2316
O governo doou um pedaço de rodovia,
05:10
400 meters of the A58, where we had to make
78
294859
3487
400 metros da A58, onde tivemos que fazer
05:14
a test track to test this material.
79
298346
2510
uma pista de testes para testar o material.
05:16
So that's what we did here. You see where we were making the test road,
80
300856
3532
Isso é o que fizemos aqui. Pode ver onde fizemos a estrada de testes,
05:20
and then of course this road will last several years
81
304388
4498
e claro, esta estrada durará vários anos
05:24
without any damage. That's what we know from practice.
82
308886
3288
sem nenhum dano. Isso é o que sabemos da prática.
05:28
So we took a lot of samples from this road
83
312174
2779
Tiramos muitas 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
Fizemos envelhecimento nas amostras,
05:36
did a lot of loading on it, healed them with our induction machine,
86
320139
3612
as carregamos com muito peso, as reparamos com a nossa maquina de indução,
05:39
and healed them and tested them again.
87
323751
2826
e as testamos novamente.
05:42
Several times we can repeat that.
88
326577
1904
Podemos repetir isso várias vezes.
05:44
So actually, the conclusion from this research is that
89
328481
2225
Então na realidade, a conclusão desta pesquisa é que
05:46
if we go on the road every four years
90
330706
3318
se passamos na estrada a cada quatro anos
05:49
with our healing machine -- this is the big version
91
334024
2880
com a nossa maquina de reparar - esta é a versão maior
05:52
we have made to go on the real road --
92
336904
1905
que fizemos para usar na estrada verdadeira -
05:54
if we go on the road every four years
93
338809
1870
se passamos na estrada a cada quatro anos
05:56
we can double the surface life of this road,
94
340679
3750
podemos duplicar o tempo de vida da superfície desta estrada,
06:00
which of course saves a lot of money.
95
344429
2177
o que claramente poupa muito dinheiro.
06:02
Well, to conclude, I can say
96
346606
2177
Bom, para concluir, posso dizer
06:04
that we made a material
97
348783
2756
que criamos um material
06:07
using steel fibers, the addition of steel fibers,
98
351539
3780
usando as fibras de aço, a adiçao de fibras de aço
06:11
using induction energy to really
99
355319
2509
usando a energia da indução para realmente
06:13
increase the surface life of the road,
100
357828
2667
aumentar o tempo de vida da superficíe da estrada.
06:16
double the surface life you can even do,
101
360495
1750
Até pode duplicá-la.
06:18
so it will really save a lot of money with very simple tricks.
102
362245
3664
Isso realmente poupará muito dinhero com métodos muito simples.
06:21
And now you're of course curious if it also worked.
103
365909
3473
E agora, claro que vocês tem curiosidade de se funcionou aqui também.
06:25
So we still have the specimen here. It's quite warm.
104
369382
3103
Bom, ainda temos a amostra aqui. Está bastante quente.
06:28
Actually, it still has to cool down first
105
372485
2579
Na realidade, ainda tem que esfriar
06:30
before I can show you that the healing works.
106
375064
2340
antes que possa mostrar-lhes que a reparação funciona.
06:33
But I will do a trial.
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377404
2868
Mas farei um teste.
06:36
Let's see. Yeah, it worked.
108
380272
2759
Vamos ver. Sim, funcionou.
06:38
Thank you.
109
383031
1350
Obrigado.
06:40
(Applause)
110
384381
5416
(Aplauso)
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