¿Cuál es el mejor diseño para orinar sin salpicar? La física ahora tiene la respuesta.

Científicos de la Universidad de Waterloo han determinado el diseño óptimo para un urinario: una estructura de porcelana alta y delgada con curvas que recuerdan a una concha de nautilus, apodada en broma «Nauti-loo». Esas son buenas noticias para los hombres que están cansados ​​de que la orina les salpique los pantalones y los zapatos, y para esas pobres almas que tienen que limpiar todo ese desorden con regularidad. Prima: Es un diseño estéticamente agradable que agrega un toque de clase a este escritorio de baño público.

«La idea surgió de donde piensas», Zhao Pan de Waterloo dijo Nuevo Científico. “Creo que muchos de nosotros hemos sido un poco descuidados con nuestra publicación y miramos hacia abajo y nos dimos cuenta de que estábamos usando pantalones manchados. A nadie le gusta orinar en todas partes, entonces, ¿por qué no crear un urinario donde las salpicaduras sean extremadamente improbables?’ Su estudiante de posgrado, Kaveishan Thurairaja, presentó los resultados esta investigación durante la American Physical Society (APS) de la semana pasada. Reunión sobre dinámica de fluidos En Indianápolis.

Esta no es la primera vez que los científicos han tratado de abordar este problema. Pan es un ex alumno graduado de Thad Truscott, un ingeniero mecánico que fundó el llamado «Laboratorio de salpicaduras:en la Universidad Estatal de Utah. En 2013, el Splash Lab (entonces en la Universidad Brigham Young) ofreció algunos consejos útiles sobre cómo los hombres pueden evitar salpicar sus pantalones caqui con orina mientras hacen sus necesidades en los baños. “Sentarse en el inodoro es lo mejor. técnica, porque hay menos distancia para orinar de camino a la taza», escribió anteriormente en Gizmodo. «Si elige la técnica clásica de pie, los científicos recomiendan pararse lo más cerca posible de la uretra y tratar de dirigir el flujo en un ángulo descendente hacia la parte posterior de la uretra».

Para aquellos que carecen de técnicas antiespumantes óptimas, Randy Hurd, otro estudiante graduado de Truscott, presentó: diseño óptimo urinario sin forro 2015 Reunión de Dinámica de Fluidos APS. Hay tres tipos principales de pestañas: Uno usa un paño absorbente para minimizar las salpicaduras; otro utiliza una estructura de panal, una capa elevada (sostenida por pequeños pilares) con agujeros, de manera que las gotas de orina pasan pero el chorro no sale. y un tercer tipo con una masa de pilares. Sin embargo, las telas absorbentes no pueden absorber fluido lo suficientemente rápido y pronto se saturan, mientras que las estructuras de nido de abeja y pilares apilados no evitan la formación gradual de charcos de orina.

El diseño del revestimiento de Hurd y Truscott se inspiró en un tipo de musgo superabsorbente (Syntrichia caninervis) que prospera en climas muy secos y, por lo tanto, es muy bueno para recolectar y retener la mayor cantidad de agua posible. Y descubrieron que la sustancia artificial se llama «Vanta Negro:Imitaron las propiedades absorbentes del musgo. Copiaron la estructura del material para su propio urinario y descubrieron que bloqueaba con éxito las gotas de orina que podían escapar, actuando efectivamente como un «agujero negro de orina».

Las damas tampoco quedaron fuera de esta competencia científica (ejem) geek. Las mujeres también sufren pérdidas de orina, especialmente cuando necesitan orinar en una taza para exámenes médicos. En 2018, Splash Lab realizó una serie de experimentos con un modelo anatómicamente correcto de la uretra femenina. (Usaron un polímero suave para modelar los labios). El: resultados inspirados Diseño «Orquídea» (patentado), un accesorio en forma de embudo para copas de orina que reducen las fugas. La investigación podría conducir a dispositivos que permitan a las mujeres orinar mientras están de pie, lo que sería una bendición para las mujeres en el ejército o los científicos que trabajan en el campo.

Según Pan, la clave para la formación óptima de cálculos es el ángulo en el que el chorro de orina golpea la superficie de porcelana; obtenga un ángulo lo suficientemente pequeño y no habrá sacudidas. En cambio, obtiene un flujo suave a lo largo de la superficie, evitando que las gotas salgan volando. (Y sí, hay un umbral crítico en el que el flujo de orina pasa de suave a salpicado, porque las transiciones de fase están en todas partes, incluso en nuestros baños públicos). pies para orinar, y cuando Pan? y otros. Al simular esto en una computadora, determinaron que el ángulo óptimo para los humanos era de 30 grados.

Pan y su equipo también realizaron una serie de experimentos con líquidos teñidos rociados con chorros de diferentes velocidades en una serie de diseños de urinarios simulados (ver foto arriba) hechos de espuma densa recubierta de epoxi, incluida una forma comercial estándar y un urinario similar. el utilizado por Marcel Duchamp en su famosa (y controvertida) instalación de arte de 1917″.La fuenteTodos produjeron diversos grados de salpicaduras, que los científicos limpiaron con toallas de papel. Pesaron las toallas mojadas y compararon cuánto pesaban las toallas de papel cuando estaban secas para medir las toallas mojadas. Cuanto más pesan las toallas mojadas, mayor es la salpicadura.

El siguiente paso es encontrar un diseño que ofrezca ese ángulo óptimo de flujo de orina para hombres en una amplia gama de alturas. En lugar de la caja de superficie rectangular habitual, aterrizaron en la estructura curva del caparazón del nautilus. Repitieron experimentos de escape de orina simulados con prototipos, y voilá! No notaron una sola gota cayendo hacia atrás. En comparación, las otras muestras de orina salpicaron 50 veces más. Hubo un diseño redondo con una abertura triangular que funcionó mejor que el Nauti-loo en los experimentos, pero Pan y otros. lo rechazó porque no funcionaría en una amplia gama de alturas.