물리학적으로 튕김 가장 적은 소변기

소변기에서 소변을 볼 때 바지와 신발이 더러워지는 건 남성에게 영원한 문제다. 이런 문제를 해결하기 위해 캐나다 워털루 대학 연구팀이 소변 튕김이 가장 적은 소변기 설계를 도출했다.

소변 튕김이 가장 적게 되도록 설계된 소변기는 앵무새 껍질을 떠올리게 하는 곡선을 갖춘 길쭉한 도자기 재질 소변기로 노틸루(Nauti-loo)라고 불리고 있다. 노틸루 설계를 한 연구팀은 남성 대부분은 배뇨를 할 때 부주의로 바지에 오줌이 묻어 버린 적이 있다면서 오줌이 튀는 게 상당히 적은 소변기를 만들겠다는 아이디어를 생각한 이유를 설명했다. 연구팀이 개발한 소변 튕김이 적은 소변기는 2022년 11월 22일 열린 유체역학 관련 미국 물리학회 회의에서 발표됐다.

유타주립대학 스플래시랩(Splash Lab)에 따르면 소변 튕김을 줄이려면 소변기에 접근하고 소변과 소변기 충돌 각도를 줄이는 게 중요하다고 한다. 실제로 노틸루 설계의 키는 소변 흐름이 도자기 그러니까 소변기 표면에 맞는 각도다. 이는 소변과 소변기 충돌 각도를 줄여 튀는 걸 억제한다는 실증 결과를 기반으로 한 것이다.

연구팀은 컴퓨터로 모델을 만들고 인간에게 최적인 소변과 변기에 맞는 최적 각도가 30도라는 걸 도출했다. 이후 다양한 형상 소변기를 준비해 다양한 속도로 염색액을 분사해 염색액이 튕기는 게 어느 정도인지 검증했다. 이어 튕긴 염색액을 종이 타월로 닦아내고 원래 마른 상태 종이 타월과 무게를 비교해 튕겨낸 소변량을 정량화했다.

연구팀은 모든 신장 남성이 소변 튕김을 최소화할 수 있도록 기존 직사각형 구조가 아닌 앵무새 껍질 같은 곡선 구조 소변기를 구상했고 이 프로토타입으로 소변 흐름을 시뮬레이션했다. 그 결과 일반 소변기는 노틸루보다 50배나 소변을 튕겨내는 게 실증되고 있다. 연구팀에 따르면 삼각형 개구부를 갖춘 둥근 디자인 소변기는 노틸루보다 소변 튕김을 억제할 수 있었지만 이 형상은 모든 신장 남성에게 유효하게 기능하는 게 아니었다고 한다. 이에 따라 연구팀은 이 구조가 아닌 앵무새 껍질 모양 구조를 채택했다고 한다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.