Durante más de un siglo, el diseño de los orinales masculinos en baños públicos se ha mantenido prácticamente inalterado, a pesar de un problema persistente y molesto: el salpicado de la orina. Estas pequeñas gotas, que se dispersan fuera del orinal, no solo generan incomodidad para los usuarios, sino que también ocasionan problemas de higiene, malos olores y elevan significativamente los costos y el consumo de agua en la limpieza de estas áreas. Recientemente, un equipo de ingenieros y científicos liderado por el Dr. Zhao Pan de la Universidad de Waterloo en Canadá, en colaboración con expertos de la Universidad Estatal de Weber en Utah, ha proponiendo un enfoque innovador basado en la física para eliminar este inconveniente tradicional. El problema del salpicado ha sido un desafío visible y persistente en baños masculinos de todo el mundo.
Las gotas microscópicas que se dispersan sobre pisos, paredes y a veces sobre los propios usuarios son fuente de bacterias que contribuyen a la proliferación de olores desagradables. En Estados Unidos, con aproximadamente 56 millones de orinales distribuidos en espacios públicos y privados, se estima que diariamente se derraman más de 350,000 litros de orina sobre los suelos debido al salpicado, lo que representa una carga para la limpieza, el mantenimiento y la salud pública. Históricamente, las soluciones a este problema han consistido en agregar accesorios como alfombrillas absorbentes o colocar imágenes de pequeñas moscas sobre las rejillas para atraer la atención y mejorar la puntería. Aunque estas medidas pueden reducir en cierta medida el deterioro causado por el salpicado, no abordan la raíz del problema que radica en la manera en que el chorro de orina impacta sobre la superficie del orinal. El avance clave de la investigación encabezada por el Dr.
Pan y su equipo fue identificar la importancia del ángulo de impacto o “ángulo de choque” entre el chorro de orina y la superficie del orinal. Mediante modelos matemáticos y experimentos controlados, descubrieron que cuando el chorro incide sobre la superficie con un ángulo inferior a 30 grados, la cantidad de salpicado se reduce hasta en un 95% en comparación con un impacto perpendicular. Este principio conocido como “ángulo crítico” es también observable en la naturaleza; por ejemplo, ciertos animales como los perros modifican instintivamente el ángulo al orinar para evitar salpicarse ellos mismos. Inspirados por esta observación, los investigadores utilizaron ecuaciones diferenciales y herramientas de modelado para rediseñar la geometría tradicional del orinal. De esta manera, crearon dos nuevos modelos denominados “Cornucopia” y “Nautilus” que garantizan que el chorro impacte siempre a un ángulo menor o igual a 30 grados, independientemente de la altura o dirección del usuario.
El resultado fueron superficies curvadas cuidadosamente diseñadas para desviar el fluido sin dispersarlo. Las pruebas de laboratorio iniciales fueron muy reveladoras. Al comparar prototipos basados en estos nuevos diseños con el modelo clásico y una replicas del orinal incluido en la famosa obra de Marcel Duchamp en 1917, se observó que mientras los modelos convencionales producían salpicaduras visibles en áreas de hasta un metro cuadrado, los modelos “Cornucopia” y “Nautilus” apenas generaban salpicaduras. Más aún, bajo condiciones donde los salpicados suelen ser exagerados, el diseño “Nautilus” mostró una reducción del 85% al 95% en la cantidad de gotas dispersadas en comparison con los orinales comerciales habituales. Además de mejorar la experiencia del usuario y la higiene, estos diseños innovadores ofrecen una ventaja adicional: una mejor accesibilidad.
El modelo “Nautilus” posee un perfil bajo que permite que personas de distintas alturas, niños e incluso usuarios en sillas de ruedas, puedan usarlo cómodamente. Esto resuelve uno de los retos comunes en orinales convencionales que requieren ajustes difíciles entre altura y espacio, generando a veces incomodidad para ciertos grupos. El impacto potencial de adoptar estos diseños en baños públicos es sorprendente. En Estados Unidos solamente, el uso generalizado de los orinales “Cornucopia” o “Nautilus” podría evitar que aproximadamente un millón de litros de orina caigan sobre los pisos cada día. Si se considera que para limpiar dichas superficies se utilizan volúmenes de agua de hasta diez veces el volumen de orina derramada, el ahorro de agua alcanzaría fácilmente los diez millones de litros diarios.
En tiempos en que el agua potable es un recurso cada vez más valioso, esta mejora resulta esencial para promover un uso más responsable y sostenible. Lo más sobresaliente de este avance es su simplicidad y practicidad. La mejora no requiere materiales costosos ni tecnologías complejas, sino simplemente un nuevo diseño geométrico que puede ser implementado usando técnicas de fabricación tradicionales en porcelana, el material estándar para orinales. Esto facilita su rápida adopción en instalaciones a nivel global. Sin embargo, es importante mencionar que el estudio también reconoce ciertas limitaciones.
Los experimentos se realizaron con prototipos construidos en espuma recubierta con resina, que tiene características diferentes a las porcelanas comerciales, aunque en principio el rendimiento podría mejorar con estos materiales. Tampoco se llevaron a cabo pruebas en condiciones reales de baños públicos, un paso necesario para evaluar el comportamiento y la aceptación por parte del usuario. Por último, el modelo experimental no captura todas las variaciones naturales de un acto fisiológico humano tan variable como la micción. A pesar de estas consideraciones, el trabajo del equipo de la Universidad de Waterloo y Weber State representa una revolución en el diseño de baños masculinos contemporáneos, que hasta ahora habían permanecido estancados en un diseño centenario. Esta investigación demuestra el poder de la física aplicada a resolver problemas cotidianos que pasan desapercibidos pero que afectan la calidad de vida y la sostenibilidad ambiental.
Más allá de la ciencia, esta solución tiene implicaciones sociales y ambientales. Menos salpicaduras significan una reducción en el uso de productos químicos para la limpieza, menor exposición de usuarios y trabajadores a gérmenes y un entorno más agradable y saludable. Por otro lado, la posibilidad de ahorrar millones de litros de agua a diario contribuye directamente a los esfuerzos globales contra la escasez hídrica, especialmente relevante en zonas urbanas donde la demanda es alta. En definitiva, esta innovadora aplicación de principios físicos al diseño de un objeto tan cotidiano como el orinal masculino ejemplifica cómo el conocimiento científico puede transformar positivamente aspectos fundamentales de la vida diaria. La propia naturaleza, que a través de la evolución y el comportamiento de animales, ofrece soluciones instintivas, sirve de inspiración para que el ingenio humano emplee matemáticas y física en la creación de productos más inteligentes, higiénicos y sostenibles.
El futuro de los baños públicos podría estar muy cerca de experimentar una revolución silenciosa pero significativa que combina accesibilidad, higiene, sostenibilidad y confort. A medida que estos diseños se fabriquen e instalen, veremos cómo un problema centenario finalmente ha encontrado su solución gracias a la unión de la ciencia y la ingeniería aplicada.
