Nuevos diseños de mingitorios utilizan la física para evitar salpicaduras de orina

Un equipo internacional de investigadores ha desarrollado dos innovadores diseños de urinarios o mingitorios que podrían transformar la limpieza y sostenibilidad de los baños públicos. Según informó la revista PNAS Nexus, los modelos, denominados Cornucopia y Nautilus, han sido diseñados para reducir las salpicaduras de orina, un problema que ha persistido durante siglos en los baños públicos.

Estos avances, liderados por científicos de la Universidad de Waterloo en Canadá, aprovechan principios de la dinámica de fluidos para minimizar el impacto ambiental y mejorar la higiene.

De acuerdo con el estudio, las salpicaduras de orina representan un desafío significativo en términos de limpieza y costos. En Estados Unidos, los aproximadamente 56 millones de urinarios públicos generan hasta un millón de litros de orina salpicada al día. Aunque la orina es mayoritariamente estéril, su acumulación en los suelos de los baños públicos fomenta la proliferación de bacterias y genera olores desagradables, lo que obliga a realizar limpiezas frecuentes y costosas. Los investigadores estiman que estos nuevos diseños podrían reducir las salpicaduras a una fracción mínima, disminuyendo así el uso de productos químicos, agua y recursos humanos destinados a la limpieza.

El desarrollo de estos mingitorios no solo se basó en la fisiología humana, sino también en observaciones de la naturaleza. Según detalló el equipo de la Universidad de Waterloo, los perros sirvieron como fuente de inspiración inicial. Los investigadores notaron que los caninos orinan en ángulos específicos para evitar salpicaduras, lo que los llevó a estudiar cómo replicar este principio en el diseño de mingitorios.

El equipo enfrentó un desafío técnico conocido como el problema de la curva isogonal, que se refiere a las interacciones angulares entre un chorro de líquido y una superficie rígida. Este análisis los llevó a diseñar superficies que imitan la geometría de las conchas de nautilus, de donde proviene el nombre de uno de los modelos. En pruebas realizadas con un chorro de agua teñida para simular el flujo de orina humana, los investigadores compararon cinco diseños diferentes, incluidos un urinario estándar norteamericano, una réplica del famoso diseño “La Fontaine” de Marcel Duchamp y tres prototipos propios.

Los resultados del estudio, publicados el pasado martes 8 de abril, revelaron que las salpicaduras se reducen significativamente cuando el chorro de orina impacta la superficie del urinario en un ángulo de 30 grados o menos. Los modelos Cornucopia y Nautilus lograron reducir las salpicaduras a tan solo el 1,4% de lo que genera un mingitorio comercial estándar. Mientras que el diseño Cornucopia está pensado para usuarios de pie, el modelo Nautilus fue creado específicamente para personas con discapacidad y usuarios de sillas de ruedas, lo que también mejora la accesibilidad en los baños públicos.

El profesor Zhao Pan, autor principal del estudio y experto en ingeniería mecánica y mecatrónica, destacó la relevancia educativa del proyecto. “Este proyecto de diseño de urinario es la mejor herramienta de enseñanza que se me ocurre, ya que es un problema de la vida diaria que cubre numerosos temas, incluidos la mecánica de fluidos, la sostenibilidad, las ecuaciones diferenciales, la fabricación y la creación de prototipos, el arte, el diseño industrial, los factores humanos, la biomecánica y las pruebas”, afirmó Pan en un comunicado.

Los beneficios potenciales de estos diseños van más allá de la higiene. Según los investigadores, reemplazar los urinarios públicos en Estados Unidos, por ejemplo, con modelos como el Nautilus podría reducir las salpicaduras en un millón de litros diarios. Además, considerando que se necesita aproximadamente diez veces más agua para limpiar un volumen específico de orina salpicada, el ahorro de agua podría alcanzar los 10 millones de litros por día. Este impacto positivo en la conservación de agua dulce se suma a la reducción en el uso de productos químicos de limpieza y al ahorro en costos laborales.

Los autores del estudio subrayaron que la adopción generalizada de estos diseños podría mejorar significativamente la sostenibilidad, la higiene pública y la accesibilidad en los baños. “La adopción generalizada de los diseños de urinarios descritos en este trabajo resultaría en una considerable conservación de recursos humanos, costos, productos químicos de limpieza y uso de agua”, escribieron los investigadores en su informe.

Aunque el proyecto ha alcanzado un alto nivel de sofisticación científica, sus inicios fueron mucho más simples. Según explicó Zhao Pan, la idea surgió de una observación cotidiana. “La idea de este proyecto surgió realmente, bueno, justo donde crees que surgió”, comentó Pan, refiriéndose a la experiencia diaria de usar un urinario. Este enfoque práctico y basado en problemas reales permitió al equipo abordar un desafío común desde una perspectiva científica y creativa.

Con estos avances, los diseños Cornucopia y Nautilus no solo representan una mejora en la funcionalidad de los urinarios, sino que también abren la puerta a un futuro más limpio, sostenible y accesible en los baños públicos.