Los láseres verdes revelan que la tapa del inodoro debe estar cerrada antes de descargar

Un potente láser verde ayuda a visualizar las columnas de aerosol de un inodoro mientras se descarga.

Ingenieros de la Universidad de Colorado Boulder han confirmado lo que los gérmenes fóbicos entre nosotros sospechamos desde hace mucho tiempo: la descarga de un inodoro comercial libera una nube similar a Vesubio de pequeñas gotas y partículas de aerosol que alcanza más de 5 pies por encima del asiento.

Aunque invisible a simple vista, cuando se ilumina con láseres verdes, la columna parece una explosión de confeti microscópico arrojado a la fiesta más asquerosa del mundo, una compuesta por pequeñas gotas de agua y cualquier otra cosa que pueda haber en el tazón.

La investigación, publicada este mes en la revista Scientific Reports, fue estrictamente una exploración de la mecánica de fluidos. El equipo descargó los inodoros que solo contenían agua limpia y no investigó la infecciosidad de las partículas que pudieran estar en la columna.

Pero sus herramientas confirmaron que cada descarga llega mucho más allá de la taza de lo que a la mayoría de nosotros nos gustaría creer.

"Todos quedamos asombrados", dijo John Criminaldi, autor principal del estudio. "Dije, 'Oh, Dios mío, ¿eso es lo que sucede?".

Criminaldi es un profesor de hidrología que se especializa en mecánica de fluidos, específicamente, cómo el aire y el agua transportan otros materiales que fluyen junto con ellos. Ha observado las formas en que las corrientes oceánicas distribuyen el esperma y los óvulos para fertilizar los corales, y cómo las partículas de olor viajan por el aire para comunicar información a los animales.

Volvió su atención a los inodoros a instancias de su colega de Boulder y coautor Karl Linden, un ingeniero ambiental que estudia las propiedades desinfectantes de la luz ultravioleta.

Mientras hacía una lluvia de ideas sobre el caso de prueba ideal para un desinfectante de superficies a base de UV, la mente de Linden primero tuvo que ir a algunos lugares sucios.

"¿Dónde nos exponemos a los virus y dónde nos exponemos a los patógenos?" Dijo Linden. "Y uno de los pensamientos que tuve fue, 'Bueno, ¿qué está pasando en los baños?'".

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Linden se estaba imaginando específicamente los inodoros comerciales: los caballos de batalla sin tapa y sin tanque que se encuentran en los baños públicos. La mayoría de los baños públicos en América del Norte están equipados con lo que se conoce como una válvula estilo fluxómetro, que depende de la presión en lugar de la gravedad para forzar el agua a través de la taza.

El resultado es una descarga de alta potencia que deja una fina nube de vapor de agua a su paso: una versión más pequeña y menos alegre de la niebla que se eleva sobre cada tronco a medida que se sumerge por última vez en la montaña Splash de Disneyland.

Estudios previos han confirmado que las superficies alrededor de los baños públicos son a menudo focos de bacterias fecales. La luz ultravioleta podría ser un desinfectante efectivo, pensó Linden, pero primero, necesitaba una mejor comprensión de cómo los patógenos microscópicos se mueven por el espacio.

Recurrió a Criminaldi, cuyo laboratorio usa láseres para visualizar movimientos fluidos que de otro modo serían imperceptibles para el ojo humano. El laboratorio de mecánica de fluidos de Criminaldi tiene una tradición anual de verano de tomarse una semana para enfrentar un desafío científico del tamaño de un bocado, sin financiamiento ni presión para publicar. La cuestión del baño encajaba perfectamente.

"Dijimos: 'Tal vez no salga nada de eso, o tal vez obtengamos algo realmente genial'", dijo Criminaldi.

En lugar de transportar su equipo al baño más cercano, el equipo instaló un inodoro que funcionaba en el laboratorio sobre un marco de metal que podía alinearse con sus láseres. Luego calibraron la presión del agua de las tuberías para que coincidiera con la de un baño comercial típico.

Sabían que su láser haría visibles algunos aerosoles. No estaban preparados para la pequeña explosión que los recibió en la primera descarga.

"Es como un volcán en erupción", dijo Criminaldi. "Algunos de nosotros nos quedamos atónitos en el silencio. Algunos de nosotros simplemente nos reíamos de incredulidad, y también como, 'Oh, Dios mío, realmente estamos en algo aquí'".

Luego, el equipo entrenó un láser pulsado y un par de cámaras científicas en el rocío para medir la velocidad de sus partículas de agua individuales. La descarga de un inodoro no tiene la velocidad de un estornudo, que puede enviar gotas a 100 millas por hora, o incluso una tos, cuyas gotas pueden viajar hasta 50 millas por hora.

Los aerosoles en la columna "sorprendentemente enérgica y caótica" alcanzaron una velocidad máxima de 2 metros por segundo, o poco menos de 4,5 millas por hora, informaron los autores del estudio. Sin embargo, una vez en el aire, les tomó un tiempo volver a asentarse. Casi ocho segundos después de la descarga, las partículas aún flotaban a más de 5 pies por encima del borde de la taza, mucho más allá del nivel de la nariz para la mayoría de las personas. Muchos permanecieron en el aire durante más de un minuto.

“Después de ver estos videos, ciertamente estoy mucho más inclinado a usar una máscara en un baño público de lo que podría haber estado antes”, dijo Criminaldi.

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Aunque los experimentos se llevaron a cabo con inodoros vacíos, excepto agua limpia, Crimaldi sospecha firmemente que agregar papel higiénico y desechos humanos a la mezcla solo inyecta más caos y energía en una descarga.

"Tengo una sensación intuitiva de que la presencia de sólidos podría exacerbar el problema porque simplemente hay cosas adicionales en las que el agua puede incidir y crear más oportunidades para esta mezcla energética de fluidos", dijo.

Linden espera utilizar este experimento como punto de partida para futuras investigaciones que rastreen la distancia que recorren las bacterias y otros patógenos en estas nubes de aerosol, y cuánto tiempo permanecen infecciosos. Dependiendo de esos hallazgos, "podemos comenzar a pensar, bueno, ¿qué intervenciones podemos usar?" él dijo. "¿Cuáles son algunos rediseños de un inodoro que podríamos considerar?"

Los defensores de las alternativas a los inodoros dijeron que el estudio fortalece el argumento para buscar mejores métodos de eliminación de desechos humanos.

"Este nuevo estudio agrega evidencia visual dramática de otra desventaja de los inodoros occidentales tradicionales y nuestro fuerte deseo de tirar y olvidar", dijo Bryn Nelson, microbiólogo y autor del libro "Flush: The Remarkable Science of an Unimprobable tesoro". "Muchos inodoros de compostaje usan una descarga de vacío y poca o nada de agua, por lo que esta podría ser otra razón para considerar los méritos de estos modelos ecológicos".