[이예솔의 과학 칼럼] 공공장소의 장애인 편의시설

과학적 원리와 개선 방안

학교, 회사 등의 공공장소에는 항상 장애인을 위한 시설이 마련되어 있다. 비장애인들이 의식하면 알 수 없는 사소한 부분에서도 장애인 편의 시설이 마련되어 있는 것이 오늘날의 상황이다. 하지만 뉴스에서 장애인 리프트로 인한 사건 사고, 장애인 시설이 없어 문화생활을 즐기지 못하는 사람들의 이야기를 들어보면 이 시설이 아직은 우리의 삶에 완벽히 스며들어 있지 않다는 것을 알 수 있다. 또한 장애인을 위한 편의 시설이 있다 하더라도, 장애인 리프트 사용 시 나오는 음악으로 이목을 집중시키는 것이 싫어서 사용을 꺼리는 것을 보면 알 수 있듯이 아직은 개선해야 할 점이 많고 느꼈다. 많은 장애인 편의시설 중 휠체어 리프트, 경사로, 시각장애인용 음향 신호기가 작동되는 원리와 개선방향에 대해 알아보려고 한다.

 

 

휠체어 리프트에 사용된 원리는 ‘파스칼의 원리’와1 에너지 변환과 관련된 원리이다. 휠체어 리프트는 안전상의 이유로 수직형 리프트는 거의 사용하지 않고, 경사형 리프트를 사용한다. 경사형 리프트는 필요할 때 펴서 사용할 수 있는 시설이다 여기에 사용된 ‘파스칼의 원리’란 ‘밀폐된 용기에 담겨 있는 액체 한 쪽에 주어진 압력은 같은 크기로 액체의 각 부분에 골고루 전달된다는 원리’이다.2 이로 인해 휠체어가 닿는 바닥면에 같은 압력을 전달시켜 바닥면의 기울기 변화 없이 휠체어를 들어 올릴 수 있다. 또한 전기에너지를 위치에너지와 운동에너지로 변환시킨다. 전기로 리프트를 작동시키면 휠체어를 받치는 부분이 위로 올라가면서 운동을 하게 되고 올라갔기 때문에 위치에너지도 가진다.

 

휠체어 리프트는 사고가 많이 일어난 시설물이기에 아예 폐지를 해야 한다고 주장하는 사람이 있다. 휠체어 리프트를 없애고 엘리베이터 시설을 확충해야 한다는 의견이다. 나도 여기에 동의한다. 현재 시중에 있는 휠체어 리프트는 바퀴를 고정하는 부분도 없고, 경사진 곳을 안전장치도 없는 기계에 의존해서 올라가야 한다는 것으로 보아 꽤 좋은 시설물은 아닌 것 같다. 하지만 엘리베이터를 확충한다 하더라도 조그만 턱이 너무 많아서 휠체어를 타고는 공공시설을 이용하기는 쉽지 않을 것이다. 에스컬레이터를 활용하는 것은 어떨까? 대형 마트에서 카트를 끌고 엘리베이터를 다는 것을 쉽지 않다. 그래서 에스컬레이터를 많이 사용하는데, 여기에서는 신기하게도 카트를 잡고 있지 않아도 카트가 스스로 내려가지 않는다. 이 원리의 중요한 열쇠는 카트에 달린 바퀴이다. 이것은 일렬로 구멍이 나있기에 에스컬레이터 바닥면의 돌출면과 연결이 되어 움직이지 않는 원리이다. 앞서 말한 마찰력을 높이기 위해 바닥면을 최대한 거칠게 하고 그곳의 바퀴가 끼어있는 셈인 것이다. 휠체어 바퀴를 이와 유사하게 만들고 장애인을 위한 에스컬레이터를 만들면 된다. 이러한 방법을 사용하게 된다면 비장애인이 사용하는 에스컬레이터와 디자인이 비슷하여, 사용하기에 꺼려지지도 않고, 더 안전하게 계단을 오를 수 있을 것이다.

 

 

장애인 경사로에 사용된 원리는 ‘빗변의 원리’와 ‘마찰력’이다.3 빗변의 원리란 빗변에서의 한 물체와 힘에 대한 원리이다. 쉽게 말해 ‘빗변을 이용해 가지고 올라가는 일과 물체를 직접 끌어올리는 힘이 같다.’라는 원리이다.4 물체의 무게를 w, 지표면에서 물체를 수직으로 들어 올릴 때의 높이를 h, 물체를 빗면에서 끌어올리는 힘을 F, 빗변을 따라 이동한 거리를 s라 하자. 이때 빗변의 원리는 w x h = F x s이다. 이 공식에 따르면 빗변의 경사가 완만할수록 물체를 들어 올리는 힘은 줄어들고, 물체를 이동시키는 길이는 늘어난다. 즉, 경사로를 이용하면 휠체어를 탄 사람이 이동해야 하는 거리는 늘어나지만, 드는 힘은 줄일 수 있다. 식을 참고하자면 w x h는 비장애인이 이동 가능한 경우, F x s는 거동이 불편한 장애인이 이동 가능한 경우를 나타낸 것이다. 만약 경사로를 사용하지 않는다면 계단과 같은 기울기가 1인 경사를 올라가야 해 비장애인인 경우에는 힘이 조금 더 들더라도 적은 거리를 이동할 수 있어 편리할 수 있다. 하지만 휠체어를 탄 사람에게는 이것은 불가능하기 때문에 경사로 법적 기준 기울기인 1/125인 경우에 이동거리는 늘어나지만 적은 힘을 들여 이동을 할 수 있다. 또한 경사로 법적 기준 중 '바닥 표면을 미끄럽지 않게 해야 한다'는 6것을 보면 알 수 있듯이 경사로는 마찰력도 사용하고 있다. 마찰력이란 ‘물체가 어떤 면과 접촉하여 운동할 때 그 물체의 운동을 방해하는 힘’이다. 마찰력의 크기는 접촉면이 거칠수록 커진다. 즉, 경사로 바닥 표면을 거칠게 할수록 물체의 운동을 방해하는 힘이 커져 휠체어가 이동방향의 반대로 굴러가려는 힘을 작게 하고, 사용자의 힘이 덜 들게 된다.

 

경사로 법적 기준을 보면 ‘경사로의 길이가 1.8m 이상 높이가 0.15m 이상인 경우 양 측면에 손잡이를 연속 설치해야 한다.7라는 것이 있다. 경사로의 길이는 휠체어를 탄 사람에게 그렇게 중요한 영향을 끼칠 것이라 생각하지 않는다. 길이가 짧든 길든 오르막, 내리막길을 힘들 것이다. 따라서 이 법적 기준을 ‘모든 경사로에 손잡이를 의무 설치해야 한다.’로 완화해야 한다고 생각한다. 또한 바닥 표면이 미끄럽지 않기만 하면 된다고 했는데, 고무로 만든 경사로로 일반화시켜야 한다. 포털사이트에 검색을 하면 나무로 된 경사로들을 많이 볼 수 있는데, 이것은 올라가거나 내려갈 때 힘이 덜 들 순 있지만 자칫하면 사고가 날 수 있기 때문이다. 고무로 된 제품에는 추락 사고를 방지하기 위해 작은 턱들이 사이에 배치되어 있는데 휠체어를 움직이게 한다는 단점이 있다. 그래서 계단에서 쉽게 볼 수 있는 미끄럼 방지 스티커를 경사로에 붙이면 좋을 것 같다. 그 방지 스티커는 두께도 거의 없어 심한 덜컹거림도 없고, 바퀴가 역행하거나 빠르게 가는 것을 막아줄 수 있기 때문이다.

 

시각장애인용 음향 신호기에 사용된 원리는 청각 기관의 원리, 에너지 변환과 관련된 원리, 블루투스이다. 청각 기관은 외이, 중이, 내이8로 나뉜다. 소리가 발생되면 귓바퀴를 이용하여 소리를 모아 외이도를 통해 귓속으로 전달한다. 외이도에서는 소리를 증폭하여 중이로 전달하고, 중이는 고막의 진동을 청소골을 사용하여 증폭한다. 달팽이관은 림프액으로 채워져 있어 소리가 내이에 도달하면 이 액체가 진동하고, 이 진동을 청세포와 청신경을 통해 뇌로 전달하면 소리를 들을 수 있다. 시각장애인용 음향 신호기는 눈이 잘 보이지 않는 사람들에게 시각적인 자료 대신, 청각적인 자료를 제시하여 신호등을 잘 건널 수 있게 해준다. 또한 전기에너지를 소리 에너지로 변환시킨다. 신호등에 붙어있는 노란색 버튼을 누르면 에너지가 변환이 되어 시각장애인에게 음성으로 정보를 알려줄 수 있게 된다. 음향 신호기를 사용하는 방법 중에는 음성 유도기를 사용하는 것도 있는데, 이 경우 블루투스의 원리도 사용했다고 볼 수 있다.

 

 

음향 신호기가 붙어있는 신호등 기둥 아랫부분과 지팡이에 감지 센서를 부착하여 서로 닿으면 음성 지원으로 알려주는 아이디어 계획서9를 보았다. 시각장애인이 항상 들고 다니는 지팡이를 스위치로 사용했다는 점이 너무 괜찮은 것 같아, 이 아이디어를 조금 더 보완하려고 한다. 사실 시각장애인이 전봇대나 다른 신호등 기둥 속에서 자신이 건너려는 신호등을 찾기란 쉽지 않은 일이다. 또한 신호등은 주로 도로와 인접하고 인도 가장자리에 위치하고 있어 신호등 기둥을 찾으려다 도로로 나가게 되는 사고가 발생할 수도 있다. 점자블록을 사용하면 괜찮겠다는 생각을 했다. 시각장애인은 지팡이를 사용하여 점자블록을 짚으면서 길을 찾는다. 신호등 앞 점자블록에 감지센서를 달아서 신호등을 알려준다면 굳이 신호등을 찾으려 하지 않고, 길 방향만 아는 것으로도 어디서 건너야 하는지 알 수 있을 것이다. 또한 지금 시행되고 있는 노란 버튼 누르기는 신호등 기둥을 여러 번 만져야 한다는 단점과 사람들이 장난으로 사용할 수 있다는 단점이 있다. 하지만 개인이 소지하고 있는 시각장애인용 지팡이를 사용한다면 위생적인 면으로도 지금보다 개선이 될 것이고, 다른 사람이 장난으로 사용할 수 있다는 점을 막음으로써 시각장애인이 길을 헷갈리는 일이 줄게 될 것이다.

 

사실 나라에서도, 공공단체에서도 장애인 편의 시설을 확충하기 위해 많은 노력을 기울였을 것이다. 장애인 편의 시설을 조사하면서 사소한 것에도 과학적 원리를 생각해서 만들었다는 것이 느껴졌기 때문이다. 하지만 아쉬운 점은 이렇게 열심히 만들어 놓고, 관리적인 부분에서는 미흡했다는 것이다. 시각장애인용 음향 신호기를 조사하면서 아직은 보급이 많이 이루어지지 않았고, 보급이 되었다 하더라도 버튼이 작동되지 않으면 어디에 말을 해야 하는지 묻는 사람들을 쉽게 볼 수 있었다. 휠체어 리프트 사고가 나자, 교통공사에서 고인의 과실을 주장하며 항소하는 사건을 보면서 장애인을 위한 시설물만 있을 뿐 그것에 대한 책임을 지지 않는다는 것을 느꼈다. 물론 그 사고가 정말 누구 책임이었는지는 모르지만, 사회적 약자가 자신의 평범한 삶을 위해 사용하는 시설이라면 사용자의 안전에 더 유의했어야 했던 것은 사실이다. 따라서 장애인 시설물의 보완도 중요하지만, 시설물 사용과 시설물 설치 후 관리에 대한 법률이 마련되어야 한다. 또한 아무리 이론적으로 완벽한 구조물을 만든다고 할지라도 실제 사용자의 사용 후기를 귀 기울여 들어야 한다는 것을 느꼈다. 시설물이 설치되었다고, 우리 사회가 장애인을 위한 복지에 많은 신경을 쓰고 있다고 생각하는 것만이 아닌, 왜 시설물이 있는데도 바깥활동을 많이 하지 못하고, 매년 사고들이 일어나는지에 주목해야 한다.

 

참고 및 인용자료 출처
1. 참고: http://www.ohmynews.com/NWS_Web/View/at_pg.aspx?CNTN_CD=A0002480830&CMPT_CD=P0010&utm_source=naver&utm_medium=newsearch&utm_campaign=naver_news
2. 인용: https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=933743&cid=43667&categoryId=43667
3. 참고: https://www.ajunews.com/view/20151209110100396
4. 참고: https://blog.naver.com/chris2man/20171515178
5. 인용: https://kin.naver.com/qna/detail.nhn?d1id=11&dirId=11030302&docId=278293385&qb=6rK97IKs66GcIOuyleyggeq4sOykgA==&enc=utf8&section=kin&rank=1&search_sort=0&spq=0
6. 인용: https://kin.naver.com/qna/detail.nhn?d1id=11&dirId=11030302&docId=278293385&qb=6rK97IKs66GcIOuyleyggeq4sOykgA==&enc=utf8&section=kin&rank=1&search_sort=0&spq=0
7.인용:https://kin.naver.com/qna/detail.nhn?d1id=11&dirId=11030302&docId=278293385&qb=6rK97IKs66GcIOuyleyggeq4sOykgA==&enc=utf8&section=kin&rank=1&search_sort=0&spq=0
8. 참고:https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=3339655&cid=58128&categoryId=58128
9. 참고:http://www.ntrexgo.com/archives/37448

 

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