[와우! 과학] 기둥 없는 ‘다빈치의 다리’…MIT가 3D 프린터로 재현한 이유는?

510여 년 전 레오나르도 다빈치가 설계했지만 건설되지 못한, 당시로써는 세계에서 가장 긴 교량이 당시 기술로도 충분히 실현 가능했다는 분석 결과가 나왔다.

미국 매사추세츠공대(MIT) 연구진이 3D 프린터 기술로 다빈치의 교량을 재현하고 자세히 분석한 결과, 석재로만 만들어도 안전에 전혀 문제가 없는 것으로 나타났다. 이는 르네상스 시대의 이탈리아를 대표하는 위대한 미술가이자 과학자이며 기술자이고 사상가이기도 한 다빈치의 천재적 능력을 일반적인 사람들은 몰라봤다는 것이다.

다빈치의 교량은 1502년 오스만 제국의 제8대 술탄(황제) 바예지드 2세가 주문한 것으로, 터기 이스탄불의 중심지 에미노뉴와 유럽 지구의 갈라타 사이를 흐르는 좁은 해협 골든 혼을 이을 예정이었다.

하지만 다빈치가 설계한 약 280m의 교량은 바예지드 2세를 비롯한 다른 사람들이 보기에는 도저히 현실적으로 불가능했다.

왜냐하면 건축 기술이 뛰어난 고대 로마 시대조차도 석조 교량을 세우려면 이를 고정하는 파스너(접합 장치)나 모르타르(접착 물질)가 필요했지만, 다빈치의 교량은 이와 같은 자재가 없었기 때문이다.

따라서 다빈치의 교량은 건설되지 못한 채 기록으로만 남았던 것이다. 하지만 연구진은 3D 프린터 기술을 활용한 덕분에 다빈치의 교량을 500분의 1 크기의 축소 모형으로 만드는 데 성공했다.

다빈치의 교량은 당시 일반적인 교량보다 약 10배 긴 것이었는데 이론적으로 200m가 넘는 긴 교량을 세우려면 교량의 무게를 지탱할 10개 이상의 교각이 필요하다. 하지만 다빈치는 자신이 설계한 교량에 교각을 전혀 사용하지 않아 당시로써는 도저히 믿을 수 없는 획기적인 구조를 선보였던 것이다.
　
연구진에 따르면, 교량을 구성하는 각 블록은 끼워 맞춰지면 각각에 걸리는 압력만으로 유지된다.
　
물론 처음에는 각 블록에 걸리는 압력이 모두 골고루 전달되지 않았지만 마지막에 ‘키스톤’을 끼워 넣으면 교량이 구조적으로 성립하는 것으로 나타났다고 연구진은 설명했다. 여기서 키스톤은 석조나 벽돌 구조의 아치나 볼트의 맨 꼭대기에 넣는 돌로, 이를 제거하면 아치가 무너지므로 매우 중요하다.
　
이에 대해 연구를 주도한 칼리 바스트 연구원은 “3D 프린터 기술 덕분에 시간이 걸리긴 했으나 매우 복잡한 형상을 정확하게 재현할 수 있었다”면서 “조립하는 데는 약 6시간이 걸렸다”고 말했다.

자세한 연구 성과는 스페인 바르셀로나에서 열린 국제셸·공간구조협회(IASS·International Association for Shell and Spatial Structures) 회의 기간(10월 7~10일)에 발표됐다.

사진=MIT

윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr