Mia Shi/Universidad de Waterloo
Científicos de la Universidad de Waterloo han determinado el diseño óptimo para un urinario sin salpicaduras: una estructura de porcelana alta y esbelta con curvas que recuerdan a la concha de un nautilus, apodada en broma «Nauti-loo». Esta es una buena noticia para los hombres cansados de tener salpicaduras de orina en sus pantalones y zapatos, y para las pobres almas que tienen que limpiar regularmente todas las salpicaduras. Bonificación: es un diseño bastante agradable desde el punto de vista estético, lo que le da a este caballo de batalla de baño público un toque de clase.
“La idea nació exactamente donde crees que nació”, Zhao Pan de Waterloo dice Nuevo Científico. “Creo que la mayoría de nosotros estábamos un poco distraídos en nuestro puesto y miramos hacia abajo para encontrar que estábamos usando pantalones moteados. 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, Kaveeshan Thurairajah, presentó los resultados de esta investigación en la American Physical Society (APS) de la semana pasada reunión de dinámica de fluidos en Indianápolis.
Esta no es la primera vez que los científicos intentan resolver este problema. Pan es un ex alumno de posgrado de Tadd Truscott, un ingeniero mecánico que fundó el llamado «laboratorio de salpicadurasen la Universidad Estatal de Utah. En 2013, el Splash Lab (entonces en la Universidad Brigham Young) ofreció algunos consejos prácticos sobre cómo los hombres podían evitar mancharse los pantalones caqui con salpicaduras de pintura. la mejor técnica, ya que hay menos distancia para que la orina viaje en su viaje a la taza,» previamente escrito a Gizmodo. «Si opta por la técnica clásica de pie, los científicos recomiendan pararse lo más cerca posible del urinario y tratar de dirigir el rociado en un ángulo descendente hacia la parte posterior del urinario».
Para aquellos que carecen de una técnica de salpicadura óptima, otro de los estudiantes graduados de Truscott, Randy Hurd, presentó diseño óptimo para un inserto de urinario sin salpicaduras en el 2015 Reunión APS de dinámica de fluidos. Hay tres tipos básicos de insertos. Uno usa un paño absorbente para minimizar las salpicaduras; otro usa una estructura de panal – una capa elevada (sostenida por pequeños pilares) con agujeros – para que las gotas de orina pasen pero no salgan salpicaduras; y un tercer tipo que presenta un conjunto de pilares. Sin embargo, las telas absorbentes no pueden absorber el líquido lo suficientemente rápido y se saturan rápidamente, mientras que las estructuras de nido de abeja y pilares de red no evitan la formación gradual de charcos de orina.
En 2013, Splash Lab demostró que las salpicaduras de orina se pueden reducir apuntando a una superficie vertical, acercándose al urinario y disminuyendo el ángulo de impacto.
El diseño del inserto de Hurd y Truscott se inspiró en un tipo de espuma superabsorbente (Syntrichia caninervis) que prospera en climas muy secos y, por lo tanto, es muy eficiente para recolectar y almacenar la mayor cantidad de agua posible. Y encontraron que el material hecho por el hombre llamado «vantanegro«imitó las propiedades absorbentes de la espuma. Copiaron la estructura de este material para su inserto de urinario y descubrieron que bloqueaba con éxito el escape de las gotas de orina, actuando así como un «urinario de agujero negro».
Las damas tampoco se han quedado fuera de este concurso científico de meadas (ejem). Las mujeres también sufren pérdidas de orina, especialmente cuando tienen que orinar en un recipiente para exámenes médicos. En 2018, Splash Lab realizó una serie de experimentos con un modelo de uretra femenina anatómicamente correcto. (Usaron un polímero suave para dar forma a los labios). resultados inspirados el diseño (patentado) de la «Orquídea», un accesorio en forma de embudo para tazas de orina que reduce el derrame. La investigación podría conducir a dispositivos que permitan a las mujeres orinar de pie, lo que sería una bendición para las mujeres en el ejército o las académicas que trabajan en el campo.
Según Pan, la clave para un diseño de urinario óptimo sin salpicaduras es el ángulo en el que el chorro de orina golpea la superficie de porcelana; obtenga un ángulo lo suficientemente pequeño y no habrá salpicaduras. En cambio, obtiene un flujo uniforme sobre la superficie, evitando que las gotas salgan volando. (Y sí, hay un umbral crítico en el que el chorro de orina cambia de salpicadura a flujo constante, porque las transiciones de fase están en todas partes, incluso en nuestros baños públicos). Resulta que los perros ya han encontrado el ángulo óptimo cuando levantan las piernas. para orinar, y cuando Pan y otros. modelaron esto en una computadora, establecieron el ángulo óptimo para los humanos en 30 grados.
Pan y su equipo también llevaron a cabo una serie de experimentos con líquidos teñidos rociados en chorros a diferentes velocidades en una variedad de urinarios falsos (ver foto superior) hechos de espuma densa recubierta de epoxi, incluida la forma comercial estándar y un urinario similar. al que usó 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 las compararon con el peso de las toallas de papel cuando estaban secas para cuantificar la cantidad de salpicaduras húmedas, cuanto mayor era la salpicadura.
El siguiente paso fue encontrar un diseño que proporcionara ese ángulo de flujo de orina óptimo para hombres en una amplia gama de alturas. En lugar de la habitual caja poco profunda con forma de rectángulo, aterrizaron en la estructura curva del caparazón del nautilus. Repitieron los experimentos de flujo de orina simulado con los prototipos, y ahí tienes! No observaron una sola gota salpicando. En comparación, otros modelos de urinarios produjeron hasta 50 veces más salpicaduras. Tenía un diseño redondo con una abertura en forma de triángulo que funcionó incluso mejor que el Nauti-loo en los experimentos, pero Pan y otros. lo rechazó porque no funcionaría en una amplia gama de alturas.
