Вот уже более ста лет мужские общественные туалеты по всему миру отличаются практически одинаковым дизайном писсуаров. Несмотря на свою универсальность, у этих приспособлений есть печально известный недостаток, который хорошо известен каждому, кто ими пользовался, — они разбрызгивают воду. Команда инженеров из Университета Ватерлоо в Канаде и Государственного университета Вебера в американском штате Юта наконец-то решила эту проблему, используя базовые физические принципы и некоторые хитроумные математические выкладки, рассказывает 8 апреля портал Study Finds.

Устройство писсуара не сильно изменилось с тех пор, как Марсель Дюшан изобразил его на своей провокационной картине 1917 года «Фонтан». Этот застой в дизайне усугубил проблему беспорядка: микроскопические капельки разбрызгиваются за пределы приспособления на пол, стены, а иногда и на самих пользователей.

Эти, казалось бы, незначительные брызги приводят к серьезным проблемам. По оценкам исследователей, в США насчитывается около 56 миллионов писсуаров, расположенных в нежилых помещениях, и ежедневно на пол попадает более 350 000 литров мочи. Оседая, эти капли становятся питательной средой для бактерий и вносят свой вклад в характерный запах туалетов, находящихся в плохом состоянии.

Для уборки этого беспорядка требуются химикаты, вода и рабочая сила. Только на уборку одного туалета метрополитен Торонто тратит более 122 000 канадских долларов (7,35 млн руб.) в год.

Решение проблемы пытались найти за счет впитывающих ковриков или «прицельных мишеней». Амстердамский аэропорт Схипхол нарисовал небольшие изображения мух возле сливных отверстий писсуаров, что, как сообщается, сократило количество разливов на 50-80% и снизило затраты на уборку на 8%. Но эти обходные пути никогда не затрагивали фундаментальную физику проблемы, пишет издание.

Доктор Чжао Пань и его коллеги применили новый подход, исследовав, почему в первую очередь происходит разбрызгивание воды. Они обнаружили, что ключевым фактором является угол, под которым струя жидкости попадает на поверхность писсуара.

С помощью математического моделирования и контролируемых экспериментов исследователи обнаружили, что когда струя попадает на поверхность под критическим углом, равным примерно 30 градусам, отдача от брызг резко снижается — примерно на 95% по сравнению с перпендикулярным ударом.

Этот принцип существует и в природе: когда собаки мочатся на вертикальные поверхности, они естественным образом создают небольшой угол, который сводит к минимуму попадание брызг на их шерсть, — удачный побочный эффект поведения, связанного с меткой территории.

Определив этот критический угол, команда использовала математические уравнения для проектирования поверхностей писсуаров, которые гарантировали бы, что все удары будут приходиться на угол не более 30 градусов, независимо от роста пользователя.

Используя специальный прибор, имитирующий мочеиспускание человека, они измерили уровень выброса в различных условиях.

Результаты оказались поразительными. В то время как обычные конструкции разбрызгивали воду на расстояние до одного метра, новые практически не оставляли видимых брызг. Предложенный дизайн не только устраняет брызги, но и обладает практическими преимуществами. Относительно низкий профиль делает его доступным для пользователей любого роста, включая детей и инвалидов-колясочников, что решает еще одну распространенную проблему обычных писсуаров, требующую неудобных компромиссов в высоте установки.

Эффект от широкого внедрения был бы существенным, констатирует Study Finds. Если бы эти конструкции заменили существующие писсуары только в нежилых помещениях США, около миллиона литров мочи перестали бы ежедневно попадать на пол, а экономия воды на уборке составила бы до десяти миллионов литров в день, что особенно ценно в городских районах, испытывающих ее нехватку.