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StartseiteForschung aktuellDie Physik des Pinkelns11.11.2013

Die Physik des Pinkelns

US-Forscher erkunden das Spritzrisiko auf öffentlichen Toiletten

Fluid-Dynamik ist ein höchst komplexer Forschungszweig der modernen Physik. Dabei geht es darum, das Fließverhalten von Flüssigkeiten zu verstehen. Zwei US-Forscher haben nun untersucht, wie Männer ihre Blase möglichst spritzfrei entleeren können.

Von Lucian Haas

Messungen zeigten, dass Urintröpfchen bis zu 40 Zentimeter vor ein Urinal zurückgeworfen werden – eher schlecht für Schuhe und Kleidung.  (dpa / picture alliance / Markus C. Hurek)
Messungen zeigten, dass Urintröpfchen bis zu 40 Zentimeter vor ein Urinal zurückgeworfen werden – eher schlecht für Schuhe und Kleidung. (dpa / picture alliance / Markus C. Hurek)

Männer kennen dieses Geräusch und die damit verbundenen Probleme. Wie pinkelt man am besten in ein Urinal, ohne sich allzu große Sorgen um Spritzer auf den Schuhen oder den Hosenbeinen machen zu müssen? Es ist ein etwas peinliches Thema, zugegeben – eines, bei dem auch Forscher wie Tadd Truscott und Randy Hurd schnell einmal jungenhaft kichern.

Die beiden Physiker arbeiten am "Splash Lab", dem Spritzlabor an der Brigham Young University in Provo im US-Bundesstaat Utah. Sie untersuchen fluiddynamische Effekte, die auftreten, wenn Flüssigkeiten beim Fließen und Tropfen in Kontakt mit anderen Oberflächen kommen. So war es für sie naheliegend, auch einmal einen Urinstrahl, der aus den unterschiedlichsten Winkeln und Abständen im Inneren einer Toilette aufschlägt, mit Hochgeschwindigkeitskameras zu filmen. Aus den Beobachtungen lassen sich ein paar praktische Empfehlungen für die Männerwelt ableiten. Doch um die zu verstehen, müsse man erst einen physikalischen Begriff einführen, erklärt Tadd Truscott:

"Die Plateau-Raleigh-Instabilität ist ein Phänomen, bei dem wir eine Flüssigkeitssäule haben – oder, wie beim Urinieren, einen Strahl. Kleine Störungen an der Oberfläche führen dazu, dass dieser kompakte Flüssigkeitsstrahl nach einer gewissen Distanz zerfällt. Die Plateau-Raleigh-Instabilität ist also der Effekt, dass eine Wassersäule sich in einzelne Tropfen verwandelt."

Und genau das ist beim Urinieren das Hauptproblem. Randy Hurd, der die meisten Experimente mit einer künstlichen Blase, künstlichem Urin und einer im 3D-Drucker gefertigten Plastikharnröhre durchführte, konnte es auf den Bildern der Hochgeschwindigkeitskamera genau vermessen: Der Urinstrahl zerfällt typischerweise nach 10 bis 18 Zentimetern in einzelne Tropfen. Beim Aufschlag in der Toilettenschüssel zerplatzen sie in noch feinere Tröpfchen, und zwar nach allen Seiten. Wer diese Spritzer unterbinden will, für den gibt es im Grunde nur zwei Optionen.

"Die beste Variante ist, einfach näher heran zu gehen. Da kommt wieder die Plateau-Raleigh-Instabilität ins Spiel. Wenn man so dicht dran ist, dass der Strahl die Rückwand des Urinals schon trifft, bevor er in Tröpfchen zerfällt, dann spritzt da auch nichts."

Der zweite Tipp zur Spritzreduktion lautet: Man richte den Urinstrahl so aus, dass er nicht senkrecht, sondern in einem möglichst spitzen Winkel auf die Wand der Schüssel oder ins Wasser trifft. Dann wird die Flüssigkeit eher seitlich abgelenkt, spritzt aber nicht zurück. Randy Hurd machte Feldstudien in öffentlichen Toiletten, auf der Suche nach den spritzärmsten Urinalen. Die besten Designansätze, die er fand, setzten alle darauf, den Einschlagwinkel zu reduzieren.

""Ein Urinal, das wir gesehen haben, hatte eine hervorstehende Finne in der Mitte seiner Schüssel, ähnlich wie eine Haifischflosse. Man wird verleitet, auf diese Finne zu zielen. Der Urinstrahl wird dann an den steilen Seiten abgeleitet und verändert dabei kaum seine Richtung. So spritzt es weniger.”"

Solche Zielhilfen in Urinalen sind weit verbreitet, zum Beispiel auch aufgemalte Fliegen. Bei manchen Modellen seien sie aber, mit Blick auf den Spritzschutz, völlig deplatziert in der Mitte der Schüssel zu finden, so die Forscher. Der Urinstrahl platscht dort fast senkrecht auf. Entsprechend groß werden die Spritzer. Messungen zeigten, dass die Urintröpfchen bis zu 40 Zentimeter vor ein Urinal zurückgeworfen werden. Die seitliche Gischt kann sogar bis über einen Meter weit reichen. Bei öffentlichen Toiletten ist es also empfehlenswert, Abstand zu seinen Nachbarn zu wahren und nicht breitbeinig zu stehen. Wer Spritzer möglichst vermeiden will, dem rät Tadd Truscott, auch auf die Geräuschkulisse zu achten.

""Wenn man uriniert und dabei nichts hört, ist man als Spritzreduzierer gut dabei. Wird es laut, macht man möglicherweise gerade eine große Schweinerei. Allerdings ist leise Pinkeln für viele Männer unbefriedigend.”"

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