냉장고 문 수만 번 개폐, 온도 균일성도 꼼꼼하게

삼성전자 품질 시험실에 들어서면, 일렬로 늘어선 냉장고들의 문이 끊임없이 초단위로 열고 닫히는 곳이 있다. 바로 냉장고 도어 개폐 시험 현장이다. 가정에서 가장 자주 사용하는 주방가전인 냉장고. 문을 수차례 열고 닫는 도어 개폐 시험은 필수적이다. 개폐 시험기를 가동해 냉장고 종류에 따라 문을 수만 번 이상 여닫고, 이 과정에서 문 처짐 정도나 이상 동작, 소음 등이 있는지 종합적으로 평가한다.

옆방에서는 냉장고가 한겨울의 저온에서 폭염 수준인 40도 이상까지의 온도 환경에서 견디고 있다. 외부 온도 변화가 있어도 냉장고의 내부 온도가 일정 수준으로 유지되는지 성능을 평가하는 주위 온도 변화 시험이다. 외부 온도가 변화할 때 냉장∙냉동실의 내부 온도가 목표보다 지나치게 높거나 낮진 않는지 면밀히 파악한다.

오랜 기간 신선하게 식재료들을 보관할 수 있도록 냉장고 내부 온도 균일성을 검증하는 노치(Notch, 온도 조절기) 시험도 거친다. 제품 내부에 주요 공간별로 열 전대를 설치하고, 실사용 온∙습도 조건과 노치 온도 설정을 변경해가면서 냉장∙냉동실 온도 데이터와 함께 선반 간 온도가 고르게 분포되는지를 본다.

자동 제빙 시스템이 탑재된 냉장고에 대한 제빙 성능 시험은 다양한 사용 조건들을 가정해 수행된다. 엔지니어들이 노치 설정, 주위 온도와 급수 수압 조건을 바꿔가면서 제빙량뿐만 아니라 얼음 상태와 형상에도 이상이 없는지 확인한다.

혹한기 대비 세탁기 동결∙방수 테스트까지

세탁기는 베란다와 같은 옥외나 욕실에 설치되는 경우가 많다. 따라서 갑작스러운 온도 변화나 물이 있는 환경에서 이상이 없는지 파악하는 것이 필수적이다.

이에 세탁기는 혹한기 환경을 견디는 시험을 통과해야 한다. 동절기에 대비해 세탁기의 내력을 평가하는 동결 시험으로, 북극 지역에 해당하는 저온과 우리나라 한여름 기온을 오가며 제품을 반복적으로 방치하고 주요 동작과 부품 등을 확인한다. 또한 고온∙고습 등 여러 실사용 환경에서 세탁기 물이 새지 않도록, 세탁기 내부에 물을 채운 상태로 경사진 곳에 기울여 24시간 이상을 방치하는 누수 시험도 거친다.

회전하는 노즐이 세탁기에 수십 분 동안 물을 분사하기도 한다. 이는 세탁기 주변에 물이 있어도 안전하게 방수가 되는지 확인하기 위한 주수 절연 시험으로, 충전부 수분 침투 여부와 습기에 의한 결로 현상이 있는지 등을 철저히 파악한다.

조리기기 ‘수명’ 예측 위한 시뮬레이션 시험도

인덕션 등의 전기쿡탑 수명 예측을 위한 내구수명 시험 현장은 언제나 뜨거운 수증기로 가득 차 있다. 실사용 환경에서 시뮬레이션하는 방식으로, 일렬로 설치한 수십대의 전기쿡탑 위에 표준 용기들을 두고, 자동으로 물을 공급하면서 수십분간 가열과 쉼을 반복하는 시험을 수개월간 지속한다.

식기들을 자주 넣고 빼면서 사용하는 식기세척기는 바스켓(Basket) 개폐 시험을 통해 제품 내 롤러를 수만 번 개폐해 불량 유무를 살핀다. 식기들을 일반 사용 환경보다 더 많이 적재해두고, 상∙하단 별도로 수만 번 열고 닫아 롤러 이탈, 레일과 노즐 연결부의 변형 등을 확인한다.

예상치 못한 순간에도 언제나 사용자가 안심하고 쓸 수 있도록 무장한 삼성 가전. 삼성전자는 앞으로도 품질 검증을 지속 강화해 가전제품의 안전성과 내구성 확보에 주력할 계획이다.

새해 벽두부터 대형사고가 잇따르고 있다. 세월호 참사가 일어난 지 4년 가까이 지났지만 안전불감증은 여전히 사회 곳곳에 만연해있다.

소 잃고 외양간 고치기, ‘대충’과 ‘제대로’의 차이

연구년을 맞아 얼마 전부터 미국 노스캐롤라이나주립대학교에서 근무를 시작했다. 집 앞 철길 건널목 너머 초등학교가 있어 하루에도 몇 번씩 이곳을 지나는 스쿨버스를 목격한다. 어느 날 ‘모든 스쿨버스가 건널목 앞에 멈춰 서서 꼭 한 번씩 출입문을 연다’는 사실을 알게 됐다. ‘건널목을 건너다 시동이 꺼졌을 때를 대비해 출입문을 미리 열어두는 걸까?’ 처음엔 그렇게 생각했다. 하지만 건널목 앞에서 문을 열었던 버스는 출발하며 다시 문을 닫았다. ‘문이 잘 열리는지 시험해본 건지도 모르겠다’ 싶어 스쿨버스 운행 매뉴얼<아래 도표 참조>을 찾아봤다. 답은 거기에 있었다.

아하! 스쿨버스 운전자가 버스 출입문을 여는 건 “열차 소릴 잘 듣기 위해서”였다. 매뉴얼엔 ‘건널목을 건너는 도중 시동이 꺼졌을 때’의 대응책도 있었다. ‘열차가 접근하지 않을 때엔 두 번까지 재시동을 걸어보고 실패하면 탈출한다. 열차가 접근 중이라면 즉시 앞문과 뒤쪽 비상구를 이용해 탈출한다’는 내용이었다. 이렇게 상세한 매뉴얼이 존재한단 사실도 신기했지만 그 꼼꼼함에 더 놀랄 수밖에 없었다.

그렇지만 이들 역시 처음부터 이렇게 꼼꼼한 매뉴얼을 만들어 지켜온 건 아니었다. 1938년 12월 1일 유타주(州) 소재 시더시티에 기록적 눈보라가 몰아쳤다. 그날 스쿨버스 운전기사 페롤드 실콕스(Farrold Silcox)씨는 평소와 다름없이 운전대를 잡고 철길 건널목을 지나려 했다. 그는 규정대로 건널목 앞에서 정차한 후 주위를 살폈지만 눈보라 탓에 시야가 흐려져 아무것도 보이지 않았다. 지난 3년간 늘 같은 시간에 그 건널목을 통과했던 실콕스씨는 별 의심 없이 버스를 출발시켰다. 하지만 바로 그때 그가 몰던 스쿨버스는 시속 100㎞로 진입하던 화물 열차와 충돌하고 말았다. 열차와 충돌한 버스는 800m를 끌려갔고 25명의 아이들이 목숨을 잃었다. ‘건널목 직전 차량 출입문을 여는’ 규정은 이 사고를 계기로 마련됐다. 악천후로 시야가 제한된 상황에서도 기차 소리는 들을 수 있기 때문이다.

사실 ‘소 잃고 외양간 고치기’로 치면 미국인들도 우리와 다르지 않다. 하지만 이들은 일단 고치기 시작하면 제대로 고친다. 그리고 수십 년간 고친 내용을 고지식하게 지킨다. 실제로 시더시티 사고 이후에도 미국에선 왕왕 스쿨버스와 기차 간 충돌 사고가 발생했다. 하지만 당시와 같은 실수는 80년간 한 번도 반복되지 않았다. 사고가 발생하면 진상을 철저히 규명하고 재발 방지 대책을 마련한 후 현장에 반영했다. 그 결과, 2018년 2월 현재 미국 전역에서 2600만 명의 아이들이 연간 64억㎞를 스쿨버스로 이동하지만 같은 기간 사고로 숨지는 아이는 8명 정도다. 물론 8명도 결코 적은 숫자는 아니지만 미국 고속도로에서 연간 4만2000명이 사고로 생을 마감하는 것에 비하면 극히 적은 비율이다. 참고로 스쿨버스 통학 학생 수가 미국보다 훨씬 적은 우리나라는 2015년과 2016년 각각 8명의 아이들이 스쿨버스 교통사고로 안타까운 목숨을 잃었다.

최대 중량 700㎏ 승강기가 진짜 견디는 무게는?

공학에서 시스템의 안정성(reliability)을 다룰 때 중요한 개념이 ‘마진(margin)’과 ‘중복설계(redundancy)’다. 엘리베이터를 탈 때 벽면에 적힌 최대 중량을 본 적이 있을 것이다. 최대 중량이 700㎏인 엘리베이터에 체중 총량이 701㎏인 사람들이 타더라도 엘리베이터는 추락하지 않는다. 엘리베이터 케이블은 최대 중량의 10배 이상을 버틸 수 있도록 설계돼 있기 때문이다. 하지만 실제 상황에선 충분한 마진을 남기고 경보를 울려 마지막에 탄 사람이 내리게 한다.

중복설계는 대개 ‘역전(驛前) 앞’처럼 불필요한 중복을 가리킬 때 쓰인다. 하지만 공학 분야에선 좀 다르다. 핵심 장치가 고장 났을 때 시스템 전체 고장으로 이어지지 않도록 핵심 장치를 2중·3중으로 중복 배치하는 작업을 의미하기 때문이다. 당장은 비용이 증가하거나 효율이 떨어질 수 있지만 시스템이 고장 날 확률은 현격히 줄일 수 있다. 핵심 장치 하나가 고장 날 확률을 10%라고 할 때 두 개가 동시에 고장 날 확률은 1%, 세 개가 모두 고장 날 확률은 0.1%로 현저히 낮아지는 것이다.

스쿨버스가 철길을 건널 때 출입문을 여는 것도 공학적 중복설계에 해당한다. 철길 앞에서 출입문을 여닫느라 몇 초가 더 걸리긴 하지만 차단기가 고장 나거나 악천후로 한치 앞이 안 보여도 기차 소릴 듣는 것만으로 사고를 막을 수 있기 때문이다.

“군자는 태평할 때에도 위태함을 잊지 않고, 순탄할 때에도 멸망을 잊지 않으며, 잘 다스려지고 있을 때에도 혼란을 잊지 않으니 이로써 내 몸을 보전할 수 있고, 가정과 나라를 지킬 수 있다.”

공자는 일찍이 주역(周易) ‘계사전(繫辭傳)’ 하편에서 ‘안불망위(安不忘危)’를 말했다. 현대 사회가 거듭된 대형 참사로 고통 받는 배경엔 ‘마구잡이 개발을 거치며 효율에 저당 잡힌 안전’이란 문제가 도사리고 있다. 하지만 안전을 희생시켜 얻은 효율이 과연 진짜 효율일까? 어떤 경우에도 편리와 효율을 사람의 생명과 바꿀 순 없는 노릇이다. 즉 사람 생명을 지키는 일에 관한 한 3중·4중의 중복설계도 결코 지나치지 않다.

시스템 이기는 건 ‘기꺼이 불편 감수하려는’ 자세

내가 살고 있는 노스캐롤라이나는 지난달 16일(현지 시각) 폭설이 예보돼 오후 6시쯤 휴교령이 내렸다. 이튿날엔 15㎝ 가까이 눈이 쌓였고 휴교 조치는 18일까지 이어졌다. 제설차가 거리를 부지런히 돌아다닌 덕분에 도로의 눈은 거의 다 치워졌지만 19일에도 휴교령은 풀리지 않았다. 사흘이 넘도록 열일 제쳐놓고 아이들을 돌보려니 슬슬 짜증이 났다. 대체수업일로 지정된 20일, ‘드디어 등교하나’ 했는데 또 휴교령이 내려졌다.

생각보다 길어진 휴교에 대해 항의하려고 교육청 페이스북 페이지에 접속했더니 이미 항의성 글이 몇 개 올라와 있었다. 의외였던 건 그 글에 달린 수십 개의 비판적 댓글이었다. “당신 집 앞 눈은 깨끗하게 치워졌는지 몰라도 (서울시 면적의 네 배에 이르는) 카운티 곳곳에 아직 스쿨버스가 다니기엔 위험한 구간이 남아 있을지 모른다. 우린 안전이 최종적으로 확인될 때까지 학교의 휴교 조치를 지지한다” “학생과 교사의 안전을 최우선으로 생각하는 교육청이 자랑스럽다” 대부분 이런 내용이었다.

그 댓글들을 읽으며 스쿨버스 운행 매뉴얼을 처음 접했을 때보다 더 깊은 인상을 받았다. 사회가 안전해지려면 탄탄한 시스템과 프로세스를 갖추는 게 물론 중요하다. 하지만 정말 중요한 건 그 시스템을 이용하는 사람들의 자세 아닐까? 말하자면 ‘정신적 중복설계’가 필요한 셈이다. 인간이라면 누구나 본능적으로 쉽고 편한 것부터 찾게 마련이다. 하지만 때로 ‘나’와 ‘우리’의 안전을 지킬 수 있는 불편쯤은 감수할 수 있어야 한다.

※이 칼럼은 해당 필진의 개인적 소견이며 삼성전자의 입장이나 전략을 담고 있지 않습니다