"제독!

오늘은 파스칼의 원리의 적용에 대해서 잠시 알아보도록 하자꾸나!"

"넵?

어떤?"

"응!

많은 사람들이 저런 파스칼의 원리를 이해했다고 말들은 하지만,

실제로 제대로 이해를 해서 적용하는 사람들은 매우 드물더구나!

내가 토목 현장에 있을 때에도 저런 작은 압력의 무시무시함을 제대로 이해하는 사람은 매우 드물었다.

다들 제대로 이해를 하지 못해서 압력이 걸리지 않고,

또는 압력을 걸면 어마어마한 일이 일어나는데 무심코 압력을 걸라는 등의 말을 하곤 하지.

물론,

저런 소리를 하는 사람이라면 그냥 무시해야한다."

"좀 더 구체적으로 어떤 사례가 있나요?"

"응!

그냥,

예전에 내가 심심해서 수도꼭지를 엄지손가락의 강력한 힘으로 막아본 적이 있었다.

그런데 수압이 어마어마해서 내 강력한 엄지손가락으로 막히지가 않고 옆으로 강력하게 뿜어져 나오더구나!"

"애걔,

무슨 손가락힘이 얼마라고 그것으로 수도꼭지 못 막았다고 난리인가요?"

"뭐가 임마!

예컨데,

내 엄지손가락이라면 10kg/㎠ 정도의 압력을 낼 수 있겠지.

다르게 얘기해서 엄지손가락으로 10kg 정도의 물체를 들 수도 있다는 뜻이다."

"애걔,

그런 것 드는 사람들 많이 있지 않나요?

그게 뭐가 강력한 압력인가요?"

"또 또,

저 압력이라면 탱크는 아주 손쉽게 들어올린다!"

"넵?

아니,

10kg/㎠ 압력으로 어떻게 탱크를 들어올려요?"

"참 나!

너 또한 압력의 무시무시함을 잘 모르는구나!

예전,

'스펀지' 라는 프로그램이 있어서 내가 '수도꼭지와 에어침대만 있으면 탱크도 쉽게 들어올릴 수 있다' 라는 내용의 제보를 할까 하다가,

코끼리가 지나가도 터지지 않는다는 에어침대 광고에서 과연 코끼리가 지나갈 때 그 부분이 땅에 닿았는지 닿지 않았는지를 몰라서 결국 제보하지는 못했다.

에어침대가 저런 압력을 견딜 수만 있다면 에어침대 깔아놓고 그 침대에 수도꼭지 틀어서 탱크 정도쯤 드는 것은 아무것도 아니다.

예컨데,

탱크무게 50톤,

계산의 편의상 탱크 바퀴 하나당 폭 50cm 에 길이가 5m 라면,

탱크 바닥의 면적은 2(바퀴2개) * 50cm * 500cm = 50000 ㎠ 가 된다.

압력은,

50,000kg / 50000 ㎠ = 1kg/㎠ 이니 아주 가볍게 들어올릴 수 있는 것이지.

실제로,

어마어마한 무게의 건물도 저렇게 압력으로 나타내면 의외로 얼마 되지도 않는다.

예컨데,

1만톤의 건물의 바닥이 가로 20m, 세로 50m 라면,

바닥부분의 압력은,

10,000,000 kg/ 2,000cm * 5000cm = 10kg/㎠  정도 밖에 안되지.

가끔,

그라우팅이라고 지반을 강하게 한다고 압력을 걸어서 시멘트를 주입하는 경우가 있는데,

저렇게 얼마 되지 않는 압력만 걸어도 어마어마한 무게의 건물 전체가 들썩이게 되고,

저것보다 약한 압력만 걸어도 건물이 부분적으로 힘을 받아서 균열이 가는 등의 피해가 발생할 수 있다."

"우와!

진짜 압력이 얼마 걸리지 않는데 계산 결과로는 진짜 저렇게 어마어마한 일이 일어날 수 있네요?

그런데 전문가들이라면 저런 것을 알고 있는 것이 아닌가요?"

"무슨 전문가?

우리나라에 그런 전문가가 어디에 있어?

사실,

저런 그라우팅을 직접 해 본 경험자들은 저런 압력의 무서움을 알고 있지.

거대한 산속에 터널을 뚫을 때 전혀 꿈쩍할 것 같지 않은 암반에서도 40kg/㎠ 정도의 압력을 걸면 거대한 산 자체가 쩍쩍 갈라지는 소리가 날 정도라고 하지.

예컨데,

500m 지하에 높이 40m, 길이 50m 인 건물이 있다고 하자꾸나!

저 건물에 연결된 관로에 100m 높이로 물이 차 있다고 하자꾸나!

그럼 건물 벽체에 작용되는 수압은 100ton/㎡ 이 된다.

벽체 면적이 40m * 50m = 2000 ㎡ 이니깐,

결국 물이 벽체를 미는 힘은,

100ton/㎡ * 2000 ㎡ = 20만톤이나 되는 것이지."

"넵?

아니,

그냥 관로에 물이 좀 찼다고 무슨 벽체를 미는 힘이 20만톤이나 된다는 것인가요?

그럼 건물이 붕괴되는 것 아닌가요?"

"그래서 내가 전문가가 없다고 하는 것 아니냐!

우리나라에서 수리분야에서 둘째가라면 서러워한다는 설계회사에서도 저런 것을 제대로 파악하지 못하더구나!

수 많은 설계 경험을 했다고 큰소리 쳤었는데,

실제로 저런 일이 벌어져서 벽체의 균열에서 물이 워터젯처럼 뿜어져 나와서 붕괴되기 직전으로 내몰리는 사건이 있었지.

물이 강력하게 뿜어져나오는 상황이라면 벽체에 어마어마한 수압이 걸렸다는 뜻이다.

잘 명심해라!

만일 지하 깊은 곳의 건물 벽체에서 물이 스물스물 스며나온다면 그것은 별로 수압이 걸리지 않았다는 뜻이다.

저런 물은 그대로 스며나오게 해서 빼줘야 한다.

저런 물 하나도 스며나오지 않게 하겠다고 건물을 완벽하게 방수처리를 해버리면,

스며나오는 저 물이 점차 차올라서 어마어마한 수압을 가지게 되고 자칫 건물 전체가 붕괴되어버릴 수 있다.

그게 아니라고 하더라도,

깊은 곳의 구조물이라면 저런 수압을 견디기 위해서 어마어마한 돈을 들여서 매우 튼튼하게 만들어야 하는 것이지."

"넵?

그럼 지하철 같은 곳에도 철로 옆으로 배수로 같은 곳이 있던데 저런 이유 때문인가요?"

"정확하게 그렇다.

항상 하는 얘기이지만,

세상에 완벽이라는 것은 거의 없다.

좀 더 완벽을 추구할 수록 들어가는 비용은 기하급수적으로 늘어나는 것이지.

차라리 어느 정도의 누수를 허용한다든지 하면 엄청나게 저렴한 비용으로 건설할 수도 있는 것이다.

저런 이유로 공학에서 가장 중요한 요소는 완벽한 시공이 아닌 가장 경제적인 시공법이라고 하지 않았더냐!

예컨데,

500m 깊이의 산 밑에 단 한방울의 물도 누수되지 않겠다는 마음으로 저렇게 대규모의 구조물을 설계하면 방법이 없다.

저 엄청난 수압을 견딜 수 있는 구조물은 없다고 봐야 하지.

하지만,

어차피 바위 틈 사이에 있는 물의 수압은 엄청나게 높지만,

물의 양은 얼마 되지 않으니 그냥 누수를 허용하고 들어온 물은 퍼낸다는 생각으로 접근하면 구조물 건설은 아주 간단해지지.

다시한번 말하지만,

완벽을 추구하지 말고 가장 경제적이고 효율적인 최선의 방법을 추구해야 한다."