Sommige dingen in het leven vereisen geen heruitvinding (ik denk aan het wiel!), maar volgens een team van natuurkundigen van de Canadese Universiteit van Waterloo geldt het adagium 'als het niet kapot is, repareer het dan niet'. geldt niet voor herentoiletten.

1. Een nieuw spatvrij urinoirontwerp
2. De natuurkunde van urinoirontwerp
3. De spiraalvormige Nautilus inspireert het "Nauti-loo"

Een nieuw spatvrij urinoirontwerp

Tijdens de bijeenkomst van de Division of Fluid Dynamics van de American Physical Society in Indianapolis in het najaar van 2022 maakte het team indruk met een ontwerp voor een urinoir dat dat, nou ja, niet is. De vorm van het spatvrije urinoir is geïnspireerd op de geometrie van een nautilusschelp en voorkomt dat druppels de pot verlaten.

Het team identificeerde de behoefte aan een beter urinoir, precies zoals je zou verwachten. "Wij zijn natuurkundigen. We gebruiken urinoirs. We kregen allemaal wel eens spatwater op onze bruine broek en op blote voeten in de zomer, en schaamden ons", zegt dr. Zhao Pan, assistent-professor mechanische en mechatronische techniek aan de Universiteit van Waterloo, via e-mail. Hij is het hoofd van het laboratorium dat het idee creëerde voor het nieuwe urinoir, genaamd 'Nauti-loo'.

Druppels blijven niet achter in een typisch urinoir, legt onderzoeksassistent Kaveeshan Akan Thurairajah uit, omdat “de huidige ontwerpen niet zijn geoptimaliseerd om spatten te voorkomen, en dit vaak als bijzaak hebben. Je kunt natuurwetenschappen, techniek en wiskunde studeren en naar de badkamer gaan na de les en druppels op je broek krijgen. Als we een man op de maan kunnen krijgen, een rover op Mars en het atoom kunnen splijten, dan kunnen we zeker plassen zonder te spetteren.'

De natuurkunde van urinoirontwerp

Hoewel het misschien eenvoudig lijkt, komt er in feite nogal wat natuurkunde kijken bij het ontwerpen van urinoirs. De helling en hoek van het porselein, plus de lengte van de persoon die het gebruikt en de kracht van de stroom bepalen allemaal of er spatten plaatsvinden. Toen het team van de Universiteit van Waterloo gekleurd water en een nep-ureter gebruikte om het gebruik van een standaard urinoir te simuleren, zagen ze aanzienlijke spatten. Die druppels zouden overal op de benen en voeten van mensen en op de badkamervloer terecht zijn gekomen.

"De meesten van ons realiseren zich wel dat er druppeltjes worden verspreid, maar realiseren zich waarschijnlijk niet hoe erg het is", zegt Thurairajah. "Dit komt deels door het feit dat plakkerige vloeren het resultaat zijn van meerdere uitstapjes, en ook door de vooroordelen in ons hoofd; de rommel is duidelijk die van anderen en niet van mijzelf."

In werkelijkheid is de gemiddelde badkamer, tenzij deze onlangs en grondig is schoongemaakt, geheel bedekt met druppels.

Om het probleem op te lossen, concentreerden de wetenschappers zich op één splash-factor, zegt Thurairajah, genaamd 'impinging corner'. Met andere woorden:de hoek waarin de stroom en het porselein elkaar ontmoeten. Ze ontdekten dat er onder de 30 graden geen plons was. "We noemden dit dus een kritische invalshoek", zegt hij. "We wilden een curve die het traject altijd onder deze hoek snijdt. Dit is dezelfde curve als een nautilusschelp."

De spiraalvormige Nautilus inspireert de "Nauti-loo"

De nautilus is een soort weekdier – een familielid van de inktvis en de octopus – dat beweegt door water uit zijn schelp te verdrijven. De spiraalvorm van de schaal wordt wiskundig als "perfect" beschouwd; het is een visuele weergave van de Fibonacci-reeks, die in de Middeleeuwen werd geïntroduceerd als onderdeel van de basis van de natuurlijke geometrie.

De nautilusschelp is een embleem van wiskunde en wetenschap sinds de tijd van de oude Grieken, die de symmetrische schelp als een symbool van perfectie beschouwden. Het is de naam die Jules Verne aan de onderzeeër van kapitein Nemo gaf in zijn roman 'Twenty Thousand Leagues Under the Sea', en de titel van een populair-wetenschappelijk tijdschrift.

Nu kan het ook bekend worden als de inspiratie voor en naamgever van een betere plek om te plassen.

"De volgende stappen zijn het veiligstellen van de bescherming van intellectueel eigendom en vervolgens de productie", zegt Thurairajah. "We hopen dit in badkamers te zien." De wetenschappers hopen dat de overstap naar het Nauti-loo van de badkamer een hygiënischer plek zal maken, en zal helpen “water, chemicaliën en de moeite die nodig is om schoon te maken te besparen.”

Dat is interessant

Het urinoir werd op 27 maart 1866 gepatenteerd door Andrew Rankin. Het ontwerp is door de jaren heen niet veel veranderd en leek sterk op de urinoirs die we vandaag de dag kennen.