하이테크 문화유산-수차(14)

'쿵더쿵 쿵더쿵' 시원한 물보라를 일으키며 삐걱삐걱 돌아가는 수차(물레방아).민요나 문학작품속에 낭만의 상징처럼 남아있는 물레방아는 수십년전만 해도 시골 하천가에 어김없이 보이는 문화유산이었다. 물레방아라는 말만 들어도 우리 민족의 애환과 정서가 살아나는 듯하고 물방아 주변에 삼삼오오 모여 이야기꽃을 피우던 아낙네들의 모습은 한폭의 그림이었다.1930년대까지만 해도 50호 정도의 농촌마을에는 일반적으로 물방아 2대, 디딜방아 3~4대, 연자방아 2대를 보유했다.

하천 한쪽에 물흐름을 유도하여 설치되는 물방아는 하루에 2가마 ~ 4가마의 나락을 찧었다. 또물레방아는 작업처리효율이 뛰어나 광산제련소에서도 도광작업에 많이 이용됐다.수차는 우리나라의 독특한 자연환경을 이용해서 발전시킨 동력장치로 과학성이 돋보이는 전통사회의 첨단과학기술유물이다.

조명제 전통과학기술사학회 회장은 "외국의 물레방아와는 달리 우리의 수차는 지형지세에 따른자연의 힘을 이용했는데 자연의 힘(위치에너지와 운동에너지)을 원운동으로 바꾸고 나아가 원운동을 직선운동(캠과 캠축의 원리)으로 바꿨다"며 "이때문에 물레방아가 과학기술문화에 끼친 영향은 혁명적이다"고 말했다.

우리나라 물레방아의 특징은 구미, 중국, 일본과 같이 수차가 전동치자를 매개로 한 구면유동방식이 아니고 수차 축의 방아쇠와 공이의 접촉에 의한 왕복운동방식이다.

하천의 물흐름상태와 지세에 따라 위에서 물을 떨어뜨려 굴리는 상사식(上射式)과 물레방아 밑으로 흐르는 물을 이용, 방아를 돌리는 하사식(下射式)이 있다. 각각 동체방아(물레방아)와 밀체방아(물방아)라고 부르기도 한다.

동일한 물살(유량)에 대해 상사식 수차가 능률이 좋아 정미량이 많이 필요한 곳에는 상사식이 많이 쓰였다.

우리나라 수차의 출력은 10마력을 전후한 값이었다. 물레방아는 바퀴를 가로지른 방아굴대와 양쪽에 달린 눌림대가 바퀴가 돌아감에 따라 집안에 장치된 방아의 한쪽 끝인 살개목을 지긋이 눌러 공이를 들어올렸다가 다시 눌림대가 비껴감에 따라 공이가 떨어지면서 이의 무게로 곡식을 찧게된다.

방아가 한바퀴 돌때 방앗간의 공이가 두번 찧게 되는데 방아를 둘씩 나란히 놓았기때문에 마치마차를 끄는 두마리의 말머리와 같이 집안에 장치된 2개의 공이가 오르내리게 된다.물레바퀴의 크기는 직경이 2백20 ~4백89cm, 폭이 75~1백15cm 정도다. 이것은 물의 양, 설치장소에 따라 알맞게 변형되는데 직경 3백30cm, 폭 1백cm인 것이 표준형이다. 물레바퀴까지의 낙차거리는 10cm 에서 30cm 정도.

물레방아에 이용되고 있는 유속은 0.3617㎥/sec 이며 이 유속으로 최대출력을 낼 수 있도록 하기위해서는 물레바퀴의 날개수는 32개, 그 각도는 25 날개길이는 40cm로 한 것이 효율이 높고 경제적이라는 분석이 있다.

물레바퀴의 크기와 낙차거리에 따라 회전속도에 차이가 있지만 대체로 1분간 10회에서 25회 회전한다. 이 회전운동에서 8~10마력의 힘이 생겨 한가마니의 벼를 찧는데 25분에서 40분이 걸리는데찧는 정도나 균일도는 현대동력 정미방아에 못지 않다. 〈李春洙기자〉