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하우의 다리 기법 발명
철도와 고속도로는 국가의 동맥이다. 특히 대량의 상품이나 승객을 운반하는 데는 기차만큼 경제적인 교통수단도 없다.
기차는 도시와 도시 사이를 오가며 문화와 경제의 원활한 소통을 돕는다.
이렇게 철도가 산업에서 중요한 위치를 차지한 데는 윌리엄 하우의 공을 빼놓을 수 없다. 그는 기차를 위한 특별한 다리를 고안해 내어 철도 운송의 효율을 극대화한 주인공이다.
‘캐스컬 크리크 다리 붕괴. 한명 사망, 수십 명 부상.’
1840년의 어느 날이었다. 미국의 모든 신문은 머리기사로 다리붕괴 사건을 떠들썩하게 보도하고 있었다.
“아이디엘 타운의 다리 양식은 현재의 기관차 중량을 견뎌낼 수 없는 것으로 판명되어......”
하우는 식사하는 것도 잊고 신문을 읽는 데 열중하고 있었다.
“.......새로운 다리 양식이 서둘러 개발되어야 할 것이다.”
철도 다리 개선을 요구하는 기사를 읽다 말고, 하우스는 숨을 죽였다. 강환 어조의 기사가 마치 자신에게 말하는 듯했기 때문이다.
‘이런 비참한 사고가 일어나다니.....만약 기차가 다리를 지나가는 도중에 사고가 일어났다면 어떻게 됐을까?’
하우는 공포에 몸을 떨었다. 눈앞에 참혹한 광경이 펼쳐지는 것 같았기 때문이다.
‘정말 끔찍한 일이야. 이런 일이 일어나지 않도록 미리 막았어야 하는 건데. 내가 너무 게을렀어.’
하우는 한숨을 깊이 내쉬었다.
사실 그는 그 전부터 다리 버팀목에 대한 기초 아이디어를 가지고 있었다. 그러나 아이디엘 타운의 모델이 거의 23년 동안 최고의 인기를 누려 왔기 때문에, 그 분야에 도전하는 것을 두려워했던 것이다.
그는 다리 사로를 자기 탓으로 돌리고, 새로운 다리 모델을 만드는 작업을 하기로 결심했다.
‘음, 확실히 삼각형 모양이 좋군.’
하우는 다리 모양을 여러 가지로 만들어 그것이 견딜 수 있는 무게를 측정해 보았다. 그 결과 버팀목이 이 삼각형의 격자 모양으로 교차되는 것이 가장 좋음을 알았다. 일단 절반은 성공한 셈이었다.
‘이것만으로 부족해. 수직 장력을 보완할 수 있는 다른 것이 필요한데......’
그는 다시 어려운 문제에 부딪히게 되었다.
‘더군다나 나무의 수축 작용을 감안해서 때때로 위치를 조정할 수 있어야 하는데......’
이 두 가지 문제는 꽤 오랫동안 그를 오랫동안 괴롭혔지만, 그의 신념은 아주 굳었다. 수많은 실험을 통해 마침내 해결책을 찾아냈다.
‘그렇군. 상부와 하부에 연철 막대를 사용하면 되겠군. 위치 조정은 조임 나사를 이요하면 되고.......’
이렇게 해서 탄생된 새로운 다리는 종전보다 훨씬 단순한 모양이었다. 따라서 시공 기간도 많이 단축할 수 있었다.
하우는 이 모델로 특허를 받았고, 이것이 그에게 부와 명성을 가져다주었다.
그러나 그에게 행운만 계속된 것은 아니었다. 그가 처음으로 맞은 재앙은 화재였다. 그의 초기 디자인은 철도횡목에 자주 불이 붙었다. 이 때문에 하우는 무척 곤란해지기도 했다. 이 문제점은 1860년 들어 횡목이 모두 철재로 바뀌면서 해결되었다.
그러나 불행은 끊이지 않았다. 1865년부터 몇 년 동안이 하우에게는 악몽과 같은 기간이었다. 그가 건설한 다리가 10년도 채 못 되어 속속 무너지기 시작한 것이다. 사고 때마다 많은 사람이 희생되었다.
많은 사람들이 원인 규명에 나섰으나, 쉽사리 원인을 밝혀내지 못하였다. 이런 작업이 진행되는 가운데도 다리 사고는 계속 이어졌고, 1년에 25건의 사고가 발생하는 참사를 빚었다.
그 뒤에 겨우 원인을 밝혀졌는데, 그것은 연철이 강도 때문인 것으로 판명되었다. 원래 강도가 약한 연철이 기차의 무게를 이기지 못하고 부러져 그런 사고가 발생한 것이었다.
‘연철을 강철로 바꾸자.’
이 작업은 미국 전역에서 동시에 이루어졌다. 그리고 매우 빠른 속도로 진행되었다. 이렇게 교체된 뒤에는 더 이상의 참사가 없었다. 이로써 하우의 디자인은 재평가를 받게 되었다.
철도 운송에서 하우의 업적은 혁명이라 불릴 만하다. 그의 다리 덕분에 기차는 험한 계곡이나 강, 수로 등을 거침없이 뚫고 지나다니게 된 것이다. 그의 이 다리 디자인은 1세기가 지나서도 전 세계에서 여전히 사랑받고 있다.
글 : 왕 연 중
(한국발명문화교육연구소 소장, 영동대학교 발명특허공무원학과 교수)
(이메일 : wangyj39@dreamwiz.com 전화 : 011-890-8578 )
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