De izquierda a derecha: el urinario utilizado por Marcel Duchamp (1917); el urinario más popular utilizado en Norteamérica; el diseño del urinario inspirado en los perros; el diseño del urinario inspirado en las conchas marinas; y el diseño del urinario que combina las preocupaciones industriales y el diseño de no salpicado.
Aunque suene increíble, considerando todo lo que la humanidad ha sido capaz de conseguir tecnológicamente, los urinales o urinarios siguen siendo un tema que aún no hemos podido resolver. Y es que tienen una física sorprendentemente compleja: la dinámica de los fluidos al orinar en un urinal puede ser muy variable, ya que no hay dos chorros iguales. Además, los hombres tienen alturas y geometrías corporales diferentes que también pueden afectar al chorro y, por tanto, al chapoteo.
“Este problema persiste desde que se inventó el urinario hace más de un siglo”, escriben los autores del nuevo estudio.
Ahora, gracias a unos científicos de la Universidad de Waterloo (Canadá), este problema podría ser pronto cosa del pasado. Un equipo dirigido por el profesor Zhao Pan, ingeniero mecánico y mecatrónico, ha desarrollado un urinal sin salpicaduras, presentado a finales de noviembre en la “75ª Reunión Anual de la División de Dinámica de Fluidos”, un encuentro anual de la Sociedad Americana de Física en Indianápolis.
“Nauti-loo”: urinal con estructura curva como la concha del nautilus
Los científicos determinaron así que el diseño óptimo para un urinal sin salpicaduras es una estructura de porcelana alta y esbelta con curvas que recuerdan a la concha de un nautilo, bautizada con el divertido nombre de “Nauti-loo”. Del mismo modo, los investigadores estudiaron e implementaron lo que observaron en la micción de los perros.
El ángulo y la longitud importan, al menos cuando se trata de la forma del urinario ideal.
Según explicaron, la clave para fabricar un urinal que no salpique es conseguir que el chorro de orina golpee la porcelana con un ángulo poco pronunciado, independientemente de hacia dónde se dirija.
“Para un ángulo suficientemente pequeño, no hay salpicaduras”, afirma Pan, quien llama “ángulo crítico” al ángulo en el que cesan las salpicaduras. Mantener el ángulo con el que un fluido golpea la superficie en el ángulo crítico o más bajo evita las salpicaduras.
“La idea surgió exactamente donde uno cree”, explica Pan a New Scientist. “Creo que la mayoría de nosotros hemos estado un poco desatentos en nuestro puesto y hemos mirado hacia abajo para descubrir que llevábamos los pantalones moteados. A nadie le gusta tener pis por todas partes, así que ¿por qué no crear un urinal en el que las salpicaduras sean extremadamente improbables?”, agregó.
Experimentos con prototipos del nuevo diseño
En experimentos con fluidos teñidos rociados en urinal convencionales, el equipo descubrió salpicaduras significativas que, en el mundo real, habrían acabado en las piernas y pies de una persona y en el suelo cercano. Cuando los investigadores repitieron los experimentos con prototipos del nuevo diseño e inspeccionaron las superficies circundantes, “no pude encontrar ni una sola gota”, afirma Thurairajah.
“Nuestras validaciones numéricas y experimentales demuestran que nuestros diseños de urinal son superiores al uso típico de un urinal popular disponible en el mercado, así como a escenarios en los que las corrientes de orina son muy inestables (por ejemplo, urinal en barcos y aviones sometidos a perturbaciones)”.
Los investigadores se inspiraron en fuentes insólitas: las conchas de los nautilos y la micción de los perros.
¿Futuras pruebas con humanos?
Según los investigadores, el modelo reduce las salpicaduras de orina 50 veces en comparación con los urinarios estándar. Por el momento no está claro si el equipo tiene intención de patentar su diseño de urinario, que hasta ahora solo se ha probado en experimentos con un chorro de agua generado mecánicamente. Para obtener la certeza definitiva, el siguiente paso sería realizar pruebas con humanos.
Aun así, los investigadores están seguros de la efectividad de su diseño con el “Nauti-loo”, que , aunque pueda parecer un estudio caprichoso, podría tener importantes implicaciones en la vida real.
“Nuestros nuevos diseños de urinal mantendrán los baños más limpios y reducirán la mano de obra, el agua y los productos químicos necesarios para la limpieza periódica, con el fin de promover un mantenimiento más sostenible de los baños”, concluyen los investigadores.
