TEDYouth 2015
Raymond Wang: How germs travel on planes -- and how we can stop them
Raymond Wang: Como os germes circulam nos aviões — e como podemos evitá-los
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Raymond Wang tem apenas 17 anos mas já está a ajudar a construir um futuro mais saudável. Aplicando a dinâmica dos fluidos, criou simulações no computador de como o ar circula nos aviões, e descobriu uma coisa preocupante — quando uma pessoa espirra num avião, o fluxo de ar ajuda a transmitir agentes patogénicos a outros passageiros. Wang partilha uma animação inesquecível de como o espirro circula dentro de uma cabina de avião, bem como a sua solução premiada: um dispositivo pequeno em forma de barbatana que aumenta o fluxo de ar fresco nos aviões e redireciona o ar carregado de agentes patogénicos para o exterior.
Raymond Wang - Inventor
Raymond Wang won the top prize in the 2015 Intel Science and Engineering Fair for his invention that circulates fresh air on planes and reduces transmission of germs between passengers. Full bio
Raymond Wang won the top prize in the 2015 Intel Science and Engineering Fair for his invention that circulates fresh air on planes and reduces transmission of germs between passengers. Full bio
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00:13
Can I get a show of hands --
0
1713
1366
Levante a mão
00:15
how many of you in this room
have been on a plane in this past year?
have been on a plane in this past year?
1
3103
3702
quem viajou de avião no ano passado.
00:20
That's pretty good.
2
8258
1153
Muito bem!
00:21
Well, it turns out that you
share that experience
share that experience
3
9435
2885
Bem, acontece que vocês partilham
essa experiência
essa experiência
00:24
with more than three billion
people every year.
people every year.
4
12344
2835
com mais de três mil milhões
de pessoas, todos os anos.
de pessoas, todos os anos.
00:27
And when we put so many people
in all these metal tubes
in all these metal tubes
5
15203
3137
Quando colocamos tantas pessoas
em todos esses tubos metálicos
em todos esses tubos metálicos
00:30
that fly all over the world,
6
18364
1586
que voam por todo o mundo,
00:31
sometimes, things like this can happen
7
19974
2673
às vezes, podem acontecer coisas deste tipo
00:34
and you get a disease epidemic.
8
22671
1887
e causar uma epidemia.
00:37
I first actually got into this topic
9
25116
1951
Eu interessei-me por este assunto
00:39
when I heard about the Ebola
outbreak last year.
outbreak last year.
10
27091
2632
quando soube acerca do surto de ébola
no ano passado.
no ano passado.
00:41
And it turns out that,
11
29747
1460
Acontece que,
00:43
although Ebola spreads
through these more range-limited,
through these more range-limited,
12
31231
2830
apesar de o vírus do ébola
ser transmitido por vias de alcance
mais limitado,
mais limitado,
00:46
large-droplet routes,
13
34085
1334
00:47
there's all these other sorts of diseases
14
35443
1978
existem outros tipos de doenças
00:49
that can be spread in the airplane cabin.
15
37445
1976
que podem ser transmitidas
na cabina do avião.
na cabina do avião.
00:51
The worst part is, when we take
a look at some of the numbers,
a look at some of the numbers,
16
39445
3184
O pior é que, quando examinamos
algumas estatísticas,
algumas estatísticas,
00:54
it's pretty scary.
17
42653
1413
é assustador.
00:56
So with H1N1,
18
44090
1760
Um exemplo com o vírus H1N1:
00:57
there was this guy that decided
to go on the plane
to go on the plane
19
45874
2389
um homem decidiu viajar de avião
01:00
and in the matter of a single flight
20
48287
1771
e, num único voo,
transmitiu a doença a 17 pessoas.
transmitiu a doença a 17 pessoas.
01:02
actually spread the disease
to 17 other people.
to 17 other people.
21
50082
2254
01:04
And then there was this
other guy with SARS,
other guy with SARS,
22
52360
2128
Uma outra pessoa com SARS,
01:06
who managed to go on a three-hour flight
23
54512
2102
fez uma viagem de avião de três horas
01:08
and spread the disease to 22 other people.
24
56638
2842
e transmitiu a doença a 22 pessoas.
01:11
That's not exactly my idea
of a great superpower.
of a great superpower.
25
59504
3408
Não é esta a ideia
que eu tenho de superpoder.
que eu tenho de superpoder.
01:15
When we take a look at this,
what we also find
what we also find
26
63658
2564
Ao observarmos isto, percebemos também
01:18
is that it's very difficult
to pre-screen for these diseases.
to pre-screen for these diseases.
27
66246
2976
que é muito difícil fazer uma triagem
destas doenças.
destas doenças.
01:21
So when someone actually
goes on a plane,
goes on a plane,
28
69619
2091
Quando uma pessoa viaja de avião,
01:23
they could be sick
29
71734
1206
pode estar doente
e até estar no período de incubação,
e até estar no período de incubação,
01:24
and they could actually
be in this latency period
be in this latency period
30
72964
2395
01:27
in which they could actually
have the disease
have the disease
31
75383
2159
no qual a pessoa já pode ter a doença
01:29
but not exhibit any symptoms,
32
77566
1572
mas não apresenta nenhuns sintomas,
01:31
and they could, in turn,
spread the disease
spread the disease
33
79162
2191
podendo, assim, transmitir a doença
a várias pessoas na cabina do avião.
a várias pessoas na cabina do avião.
01:33
to many other people in the cabin.
34
81377
1673
01:35
How that actually works is that right now
35
83074
2082
Atualmente, o sistema funciona assim:
01:37
we've got air coming in
from the top of the cabin
from the top of the cabin
36
85180
2286
o ar entra pela parte superior
e pela parte lateral da cabina,
e pela parte lateral da cabina,
01:39
and from the side of the cabin,
as you see in blue.
as you see in blue.
37
87490
2426
como se pode ver a azul.
01:41
And then also, that air goes out
through these very efficient filters
through these very efficient filters
38
89940
4202
Em seguida, o ar sai por filtros
bastante eficientes
bastante eficientes
01:46
that eliminate 99.97 percent
of pathogens near the outlets.
of pathogens near the outlets.
39
94166
4548
que eliminam 99,97% dos
agentes patogénicos perto das saídas.
agentes patogénicos perto das saídas.
01:51
What happens right now, though,
40
99444
1477
Mas, na realidade, o resultado
é este padrão de mistura de fluxo de ar.
é este padrão de mistura de fluxo de ar.
01:52
is that we have this
mixing airflow pattern.
mixing airflow pattern.
41
100945
2067
01:55
So if someone were to actually sneeze,
42
103036
1832
Portanto, se alguém espirrar,
01:56
that air would get swirled
around multiple times
around multiple times
43
104892
2704
o ar fica a circular várias vezes
01:59
before it even has a chance
to go out through the filter.
to go out through the filter.
44
107620
3245
antes de poder sair pelo filtro.
02:03
So I thought: clearly, this
is a pretty serious problem.
is a pretty serious problem.
45
111785
3213
Então, pensei: "Isto é um problema grave".
02:07
I didn't have the money
to go out and buy a plane,
to go out and buy a plane,
46
115022
3733
Eu não tinha dinheiro para
comprar um avião,
comprar um avião,
02:10
so I decided to build a computer instead.
47
118779
2238
então decidi construir um computador.
02:13
It actually turns out that
with computational fluid dynamics,
with computational fluid dynamics,
48
121041
3272
Com a dinâmica de fluídos computacional,
02:16
what we're able to do
is create these simulations
is create these simulations
49
124337
2601
conseguimos fazer simulações
com resoluções mais precisas
com resoluções mais precisas
02:18
that give us higher resolutions
50
126962
1794
02:20
than actually physically going
in and taking readings in the plane.
in and taking readings in the plane.
51
128780
3620
do que realizar testes no próprio avião.
02:24
And so how, essentially, this works
is you would start out
is you would start out
52
132836
3014
Basicamente, funciona assim:
pego em projetos em 2D
02:27
with these 2D drawings --
53
135874
1672
02:29
these are floating around
in technical papers around the Internet.
in technical papers around the Internet.
54
137570
3128
— encontrados em artigos técnicos
na Internet.
na Internet.
02:32
I take that and then I put it
into this 3D-modeling software,
into this 3D-modeling software,
55
140722
2893
Pego no projeto e coloco-o
num "software" de gráficos 3D
num "software" de gráficos 3D
02:35
really building that 3D model.
56
143639
1779
para fazer uma maquete em 3D.
02:37
And then I divide that model
that I just built into these tiny pieces,
that I just built into these tiny pieces,
57
145442
4459
Em seguida, divido a maquete
que acabei de construir, em pedacinhos,
que acabei de construir, em pedacinhos,
02:41
essentially meshing it so that
the computer can better understand it.
the computer can better understand it.
58
149925
3577
articulando-a para que
o computador entenda a maquete.
o computador entenda a maquete.
02:45
And then I tell the computer where
the air goes in and out of the cabin,
the air goes in and out of the cabin,
59
153526
3721
Depois digo ao computador
por onde entra e sai o ar na cabina,
por onde entra e sai o ar na cabina,
02:49
throw in a bunch of physics
60
157271
1499
meto-lhe uma data de física,
02:50
and basically sit there and wait until
the computer calculates the simulation.
the computer calculates the simulation.
61
158794
4221
sento-me e espero
que o computador calcule a simulação.
que o computador calcule a simulação.
02:56
So what we get, actually,
with the conventional cabin is this:
with the conventional cabin is this:
62
164015
3627
Numa cabina convencional
o resultado é o seguinte:
o resultado é o seguinte:
02:59
you'll notice the middle person sneezing,
63
167666
2247
a pessoa sentada no
assento do meio espirra,
assento do meio espirra,
03:02
and we go "Splat!" -- it goes
right into people's faces.
right into people's faces.
64
170767
3392
e o "espirro" vai direto ao rosto
dos outros passageiros.
dos outros passageiros.
03:06
It's pretty disgusting.
65
174882
1821
É muito nojento.
03:08
From the front, you'll notice
those two passengers
those two passengers
66
176727
2348
Pela frente, vemos dois passageiros
sentados ao lado
do passageiro central
do passageiro central
03:11
sitting next to the central passenger
67
179099
1786
03:12
not exactly having a great time.
68
180909
1706
que não estão nada satisfeitos.
03:14
And when we take a look
at that from the side,
at that from the side,
69
182639
2186
Quando olhamos de lado,
03:16
you'll also notice those pathogens
spreading across the length of the cabin.
spreading across the length of the cabin.
70
184849
3993
vemos os agentes patogénicos
espalhando-se pela extensão da cabina.
espalhando-se pela extensão da cabina.
03:22
The first thing I thought was,
"This is no good."
"This is no good."
71
190017
2350
A primeira coisa que pensei foi:
"Isto é péssimo."
"Isto é péssimo."
03:24
So I actually conducted
more than 32 different simulations
more than 32 different simulations
72
192391
3508
Então realizei mais de
32 simulações diferentes
32 simulações diferentes
03:27
and ultimately, I came up
with this solution right here.
with this solution right here.
73
195923
3365
e, no final, encontrei esta solução aqui.
03:31
This is what I call a -- patent pending --
Global Inlet Director.
Global Inlet Director.
74
199312
3516
Chamei-lhe Global Inlet Director
— a patente ainda não saiu.
— a patente ainda não saiu.
03:34
With this, we're able to reduce
pathogen transmission
pathogen transmission
75
202852
2566
Com isto, podemos reduzir
a transmissão patogénica
a transmissão patogénica
03:37
by about 55 times,
76
205442
1768
aproximadamente 55 vezes,
03:39
and increase fresh-air inhalation
by about 190 percent.
by about 190 percent.
77
207234
3153
e aumentar a inalação de ar puro
em cerca de 190%.
em cerca de 190%.
03:42
So how this actually works
78
210411
1604
Isto funciona assim:
03:44
is we would install this piece
of composite material
of composite material
79
212039
3129
instalamos esta peça feita
de material composto
de material composto
03:47
into these existing spots
that are already in the plane.
that are already in the plane.
80
215192
2968
nos pontos de ar que já existem no avião.
03:50
So it's very cost-effective to install
81
218184
2001
Portanto, a instalação é muito barata
03:52
and we can do this directly overnight.
82
220209
1848
e podemos fazê-la de
um dia para o outro.
um dia para o outro.
03:54
All we have to do is put a couple
of screws in there and you're good to go.
of screws in there and you're good to go.
83
222081
3548
Basta colocar alguns parafusos e pronto.
03:57
And the results that we get
are absolutely amazing.
are absolutely amazing.
84
225653
2859
O resultado é fantástico.
04:00
Instead of having those problematic
swirling airflow patterns,
swirling airflow patterns,
85
228536
3536
Em vez dos problemáticos
turbilhões de fluxo de ar,
turbilhões de fluxo de ar,
04:04
we can create these walls of air
86
232096
1742
podemos criar paredes de ar
04:05
that come down in-between the passengers
87
233862
2170
que descem entre os passageiros,
04:08
to create personalized breathing zones.
88
236056
1898
criando áreas individuais de respiração.
04:09
So you'll notice the middle passenger
here is sneezing again,
here is sneezing again,
89
237978
2985
Aqui vemos o passageiro central
a espirrar de novo,
a espirrar de novo,
mas, agora, conseguimos
empurrar o ar para baixo
empurrar o ar para baixo
04:12
but this time, we're able
to effectively push that down
to effectively push that down
90
240987
2713
na direção dos filtros para ser eliminado.
04:15
to the filters for elimination.
91
243724
2713
04:18
And same thing from the side,
92
246461
1396
O mesmo acontece pela lateral.
04:19
you'll notice we're able to directly
push those pathogens down.
push those pathogens down.
93
247881
3229
Conseguimos empurrar os
agentes patogénicos para baixo.
agentes patogénicos para baixo.
04:23
So if you take a look again now
at the same scenario
at the same scenario
94
251682
3494
Se observarmos novamente o mesmo cenário
04:27
but with this innovation installed,
95
255200
1689
— mas agora com o produto instalado —
04:28
you'll notice the middle
passenger sneezes,
passenger sneezes,
96
256913
2016
vemos que o passageiro central espirra,
04:30
and this time, we're pushing
that straight down into the outlet
that straight down into the outlet
97
258953
3073
mas, desta vez, o ar é empurrado
para baixo na saída
para baixo na saída
04:34
before it gets a chance
to infect any other people.
to infect any other people.
98
262050
3721
antes de infetar outros passageiros.
04:37
So you'll notice the two passengers
sitting next to the middle guy
sitting next to the middle guy
99
265795
3124
Os dois passageiros sentados ao lado
do passageiro do meio
do passageiro do meio
04:40
are breathing virtually
no pathogens at all.
no pathogens at all.
100
268943
2233
não estão a respirar nenhum
agente patogénico.
agente patogénico.
04:43
Take a look at that from the side as well,
101
271200
2528
Vejam também pela lateral.
04:45
you see a very efficient system.
102
273752
1555
É um sistema muito eficiente.
04:47
And in short, with this system, we win.
103
275331
2622
Resumindo, com este sistema,
saímos a ganhar.
saímos a ganhar.
04:51
When we take a look at what this means,
104
279255
2889
Quando pensamos nisto,
04:54
what we see is that this not only works
if the middle passenger sneezes,
if the middle passenger sneezes,
105
282168
3472
vemos que o sistema funciona
se o passageiro do meio espirrar
se o passageiro do meio espirrar
04:57
but also if the window-seat
passenger sneezes
passenger sneezes
106
285664
2774
e também se o passageiro
da janela espirrar
da janela espirrar
05:00
or if the aisle-seat passenger sneezes.
107
288462
2095
ou se o passageiro do corredor espirrar.
05:03
And so with this solution, what does
this mean for the world?
this mean for the world?
108
291167
3087
Qual é a importância desta solução
para o mundo?
para o mundo?
05:06
Well, when we take a look at this
109
294278
3514
Bem, quando observamos
a simulação do computador
a simulação do computador
05:09
from the computer simulation
into real life,
into real life,
110
297816
2569
e a aplicamos na realidade,
05:12
we can see with this 3D model
that I built over here,
that I built over here,
111
300409
2762
podemos ver nesta maquete 3D
que montei aqui,
através de impressão 3D,
através de impressão 3D,
05:15
essentially using 3D printing,
112
303195
2088
05:17
we can see those same
airflow patterns coming down,
airflow patterns coming down,
113
305307
2959
vemos os mesmos padrões
de fluxo de ar
de fluxo de ar
a descer diretamente para os passageiros.
05:20
right to the passengers.
114
308290
1586
05:22
In the past, the SARS epidemic
actually cost the world
actually cost the world
115
310920
3070
No passado, a epidemia de SARS
custou ao mundo
custou ao mundo
05:26
about 40 billion dollars.
116
314014
1929
aproximadamente 40 mil milhões de dólares.
05:27
And in the future,
117
315967
1159
E no futuro, um surto significativo
de uma doença
de uma doença
05:29
a big disease outbreak
could actually cost the world
could actually cost the world
118
317150
2546
poderá custar
mais de três biliões de dólares.
mais de três biliões de dólares.
05:31
in excess of three trillion dollars.
119
319720
1858
05:33
So before, it used to be that you had
to take an airplane out of service
to take an airplane out of service
120
321942
3477
Antes era assim,
um avião precisava ser desativado
durante um ou dois meses,
durante um ou dois meses,
05:37
for one to two months,
121
325443
1872
gastavam-se milhares de horas de
mão de obra e vários milhões de dólares
mão de obra e vários milhões de dólares
05:39
spend tens of thousands of man hours
and several million dollars
and several million dollars
122
327339
3572
05:42
to try to change something.
123
330935
1323
para fazer uma substituição.
05:44
But now, we're able to install
something essentially overnight
something essentially overnight
124
332282
3511
Mas agora podemos fazer
uma instalação de um dia para o outro
uma instalação de um dia para o outro
05:47
and see results right away.
125
335817
1727
e ver resultados imediatamente.
05:49
So it's really now a matter of taking
this through to certification,
this through to certification,
126
337568
3206
Portanto, agora é apenas
uma questão de obter a certificação,
uma questão de obter a certificação,
05:52
flight testing,
127
340798
1190
fazer o teste de voo,
05:54
and going through all of these
regulatory approvals processes.
regulatory approvals processes.
128
342012
2992
e passar por todos os processos
de aprovação obrigatórios.
de aprovação obrigatórios.
05:57
But it just really goes to show
that sometimes the best solutions
that sometimes the best solutions
129
345028
3064
Mas isto mostra que, às vezes,
as melhores soluções
as melhores soluções
06:00
are the simplest solutions.
130
348116
1438
são as soluções mais simples.
06:01
And two years ago, even,
131
349935
3190
Há dois anos,
este projeto não teria acontecido
06:05
this project would not have happened,
132
353149
1769
06:06
just because the technology then
wouldn't have supported it.
wouldn't have supported it.
133
354942
2826
pois a tecnologia naquela época não
era avançada o bastante.
era avançada o bastante.
06:09
But now with advanced computing
134
357792
2469
Mas agora com o avanço da informática
06:12
and how developed our Internet is,
135
360285
2186
e com o desenvolvimento da Internet
06:14
it's really the golden era for innovation.
136
362495
2639
é realmente uma época de ouro
para a inovação.
para a inovação.
06:17
And so the question I ask all
of you today is: why wait?
of you today is: why wait?
137
365158
3243
Então, a minha pergunta de hoje é:
Porquê esperar?
Porquê esperar?
06:20
Together, we can build the future today.
138
368425
2321
Juntos podemos construir o futuro hoje.
06:23
Thanks.
139
371123
1151
Obrigado.
06:24
(Applause)
140
372298
3106
(Aplausos)
ABOUT THE SPEAKER
Raymond Wang - InventorRaymond Wang won the top prize in the 2015 Intel Science and Engineering Fair for his invention that circulates fresh air on planes and reduces transmission of germs between passengers.
Why you should listen
Raymond Wang is a Canadian youth innovator who is passionate about science, technology, engineering and entrepreneurship. He is one of Canada's Top 20 Under 20, and most recently, the recipient of the Gordon E. Moore award for the Top Project at the 2015 Intel International Science and Engineering Fair (ISEF).
Raymond enjoys exploring STEM and promoting global sustainability. His latest engineering innovations, including his work with aircraft cabin airflow and his inventions of the “Weather Harvester,” “Smart Knee Assistant” and "Smart Bin,” have achieved international recognition.
Raymond is enthusiastic about inspiring others to pursue STEM opportunities. He actively reaches out to the local community through camps & associations, in addition to communities around the world through YouTube & Modern Media.
Having a strong passion for sustainability, Raymond has founded Sustainable Youth Canada, a youth-led non-profit organization dedicated to empowering young people in Affiliated Regions established from coast to coast to be leaders in tackling issues with environmental and energy sustainability.
In his spare time, Raymond enjoys exploring music as both a National Youth Band clarinetist and an avid pianist. He is also a keen director of films and videos; many of his productions have been recognized at local film festivals.
Raymond envisions himself pursuing a career in science, applying research and innovation with a business approach to do his part in bettering the world.
Raymond Wang | Speaker | TED.com