[자료] 충무공 동상의 훼손상태 재료공학으로 살펴보니

 [퍼온글]

 

 

충무공 이순신 장군 동상 보수에 즈음하여

나형용 서울대 재료공학부 명예교수/ 한국과학기술한림원 원로회원

 

1

 

 

머리말

 

충무공 이순신 장군(1545년 인종원년 4월28일~1598년 선조31년 12월16일)은 조선조 중기의 무관으로, 본관은 덕수(德水), 자는 여해(汝諧)이시다. 충무공은 1592년 임진왜란과 1597년 정유재란을 겪으시며 나라를 위기에서 지켜내신 어른으로, 우리 민족의 영웅이시오, 세세토록 자랑할 우리 민족의 선열이시다.

 

line » ■ 이 글은 한국과학기술한림원이 내는 <한림원 소식> 3월호에 실린 나형용 박사(과학기술한림원 원로회원)의 글입니다. 글의 게재를 허락해주신 저자한테 감사드립니다. -사이언스 온

이에 충무공의 호국정신을 기리며 애국사상을 고취시키기 위하여 1968년 박정희 대통령의 지시로 정부 산하단체인 애국선열동상건립위원회와 서울신문사가 공동 주관하여 충무공 동상을 1968년 4월27일 세종로 중앙분리대(현 광화문광장 전면부)에 건립하였다. 위 사진(사진1)은 광화문광장에 건립된 충무공 이순신 장군의 위풍 당당한 동상의 모습이다.

 

충무공 동상을 건립할 당시, 전국에는 많은 애국선열들의 동상이 건립되었는데, 특별히 충무공 이순신 장군 동상은 서울대학교 미술대학 조소과 교수이셨던 김세중(1928~1986) 선생님이 기획, 설계하시고 선생님 자택 뜰에 설치한 가건물에서 조소하였다. 그리고 동상은 대광공업사에서 청동(구리와 주석합금)으로 주조-조립하였다.

 

그 후, 충무공 동상은 서울특별시 녹지사업소에서 2008년까지 매년 1회씩 드라이아이스와 고압 세척기를 이용하여 물청소 작업을 시행하였다. 그리고 2008년 10월1일~10월22일에는 국립현대미술관이 건국 60년을 기념해 야외조각작품 보존수복사업의 일환으로 기업의 후원을 받아 동상의 표면 크리닝, 약품 처리 및 광택 처리 등을 실시하였다.

 

그러나 1차 보수 작업(2008.10.1 ~ 10.22)시 동상 본체에서 균열된 부분이 발견되고 또 좌대면이 불안한 상태임을 확인하였다. 이에 서울특별시 균형발전본부(일축 정비팀)에서는 2009년 11월16일 이순신장군 동상 정비계획을 수립하고, 2009년 12월11일 이순신 장군 동상 보존관리자문위원회를 구성하였으며, 2009월 12월16일 동 위원회 제1차 회의에서는 동상 내-외부를 정밀검사(내시경 검사 포함)한 후, 결과에 따라 보수방법 및 보수범위를 결정키로 하고, 2010년 2월2일 동상 내외부 검사(내시경 검사 포함), 및 2010.2.10 동상 기단부(좌대)의 조성 상태를 검사하게 되었다.

 

 

동상 현황

 

12

 

금번 동상 내-외면을 검사(육안 검사 및 내시경 검사)한 결과, 다음과 같은 상태를 확인하였다.

 

(1) 사진 2에서는 동상 뒷면 어깨부분(용접부위)에 발생된 균열을 확인 할 수 있고, 사진 3에서는 동상 전면 상단부의 용접부위가 불량하게 시공된 것을 알 수 있다. 또 사진 4는 동상 내부 의 이음매 부위를 내시경으로 촬영한 것으로, 동상 내부의 이음매 부위가 전면적으로 용접되지 않고 군데 군데 점 용접 된 것을 알 수 있다. 

 

2
사진 2. 동상 뒷면 어깨부분에서 발생된 균열.

 

3
사진 3. 동상 전면 상단부의 용접 불량.

 

4
사진 4. 동상 내부 이음매 부위의 내시경 사진.

 

(2) 사진 5는 동상 후면 하단부에 나타난 주조결함부위(용탕 주입시 불순물 혼입 등으로 생성된 구멍, slag inclusion 또는 sand inclusion 등등)로, 동상 전면 상단부 또는 동상 우측 옆구리 등 여러 곳에 이러한 주조결함이 나타나 있다.

 

5
사진 5. 동상 후면 하단부의 주조 결함.

 

(3) 사진 6은 동상 우측 하단부의 시멘트 모르타르 마감부위가 부스러져서 동상이 기단으로부터 들뜬 상태를 나타내고 있다. 또 사진 7은 동상 내부(우측 하단부)의 시공상태를 나타낸 것으로, 동상 오른쪽 발 밑에 시멘트벽돌을 괴어 동상을 받치고 있는 상태이다.

 

6
사진 6. 동상 우측 하단부의 시멘트 모르타르 마감상태.

 

7
사진 7. 동상 내부(우측 하단부)의 시공상태.

 

(4) 금번 내시경 검사를 통해 동상을 좌대(기단)에 고정시키는 철강재(최근에는 stainless steel 재를 사용함) 지주가 설치되어 있지 않음을 확인하였다.

 

(5) 내시경을 삽입하기 위해 동상 어깨부위에 구멍을 뚫었는데, 이 때 채취한 시료를 한국화학시험연구원에 의뢰하여 화학조성을 분석한 결과 다음 와 같다.

     

11

 

 

검토

 

먼저 충무공 이순신장군 동상의 재질(화학적 조성)을 살펴 보자. 당시의 경제적 및 환경적 여건이 매우 어려웠음에도 불구하고 동상 재료의 화학적 조성을 일반 금속가구류, 일용품 또는 미술주물 등에 쓰이는 청동주물 1종의 조성(BrC1)에 맞도록 용해하였음을 알 수 있다. 또 동상 재료의 화학적 조성 중, 인(P)이 0.005% 검출된 것으로 보아, 청동을 용해할 때 인동(Cu-P)을 첨가하여 탈산작업을 시행한 것으로 생각된다. 

 

2010년 3월5일 동상 제작에 참여하신 분들과의 대담에서 확인된 바, 동상제작을 위해 수집한 재료는 선박 해체시 발생된 발브 류, 탄피 류 또는 놋그릇과 같은 일반 청동고철 등으로서, 주조공장 뜰에 가득 쌓아놓고, 목표 조성에 맞도록 배합-용해하였으나, 수집한 청동고철의 양이 충분하지 못하여 목표조성의 합금괴(ingot)를 만들어 재용해하지 못하고, 수집되는 대로 배합-용해하였으므로 불순물의 종류와 함량이 많게 된 결과라고 생각한다.

 

청동주물 1종(BrC1)은 인장강도 17kg/mm2 이상, 연신율 15% 정도의 재료로서, 기계적 성질은 비교적 우수하지 못하나, 아연(Zn)함량과 납(Pb)함량이 다른 종류의 청동주물(각종기계 부품 또는 펌푸용 재료, BrC2, BrC3, BrC6 또는 BrC7)의 경우 보다 높다. 따라서 아연은 구리(Cu)나 주석(Sn)보다 산소(O2)와의 결합력이 강하여 주석이나 구리의 산화를 방지하고 또 아연이 첨가되면 용탕의 유동성이 개선되어 정밀한 주물 제조에 유리하다. 또 납은 구리에 거의 고용되지 않으며 동시에 융점이 낮은 원소로서, 납이 첨가되면 청동 용탕이 응고할 때 납이 분리되고, 분리된 납이 수지상정간 미세 수축공(inter-dendritic micro-shrinkage)에 응집되어 응고한다. 따라서 청동주물에 납을 첨가하면 내압성과 절삭성이 개선된 제품을 얻을 수 있다.

 

충무공 이순신 장군 동상은 높이 6.5m의 큰 동상으로, 하나의 주형으로 주조하지 못하였다. 따라서 형발(型拔, pattern daft)이 가능한 범위에서 석고모형을 분할(6등분)한 후, 그에 맞추어 철골을 만들고 점토질 점결제를 첨가한 주물사를 다져서 상형(cope)과 하형(drag)을 조형한다. 그리고 조형된 주형을 약 1,000도 정도로 가열-소성(燒成)한다. 이렇게 소성한 주형의 표면(쇳물과 접촉할 면)에 수용성 흑연계 도형재를 바른 후, 잘 건조한다. 그리고 하형에 중자(core)와 상형을 조립하고 쇳물이 유출되지 않도록 단단히 결합한 후 주형에 쇳물을 주입하게 된다.

 

이와 같은 주조법으로 동상을 주조할 경우에는 동상의 두께가 약 10~20mm 정도로 매우 두껍게 주조되며, 또 두께가 균일한 동상을 제조하기 어렵다. 그리고 주형을 약 1,000도 정도로 가열할 때 주형이 변형되거나 또는 충분히 가열되지 못한 부분이 있으면, 쇳물 주입시 파손되어 주물사 혼입(sand inclusion) 등의 주조결함을 발생하게 된다.

 

이와 같이 따로따로 주조된 부분 주물을 잘 끝손질한 후, 동상으로 조립하게 되는데, 당시에는 동상 재료와 동일한 조성의 용접봉을 사용하지 못하고 외국에서 수입한 구리용접봉을 사용하였으며, 또 직류발전기를 설치하여 직류전기 아크(arc)용접법으로 용접하였다. 따라서 세월의 경과에 따라 용접부의 색갈이 동상 표면과 다른 색으로 부식되었으며 또 동상 외면은 접촉면 전체를 용접하였으나 내면은 군데 군데 점 용접하였으므로 취약한 부분에서 균열이 발생하였다.

 

그리고 조립 완성한 동상을 기단(좌대)에 설치할 때, 기단에 고정시킬 수 있는 장치(철강제 지주) 없이 동상을 그대로 기단에 올려놓은 상태이다. 특히 동상의 밑면이 기단(좌대)면과 수평을 이루지 않았으므로 동상 오른쪽 발 밑에 시멘트 벽돌을 괴어 동상을 세워 놓았다. 그리고 동상 밑면과 기단 면 사이에 충전시켜 놓은 시멘트 모르타르가 부스러져 있어 동상의 안정성은 예측하기 어려운 상태라고 생각한다.

 

 

맺는 말

 

서울 광화문광장 전면 부에 설치되어 있는 충무공 이순신장군 동상은 1960년대 말, 동상 재료(청동합금)도 구입하기 어려웠던 시절, 특히 동상제작 기술이 아직 발전하지 못한 환경에서 동상제작에 참여한 분들이 3개월이라는 짧은 기간에 갖은 어려움을 극복하면서 온 힘과 노력을 기우려 모든 국민의 기대 속에 제작, 설치된 동상이다.

 

따라서 광화문광장에 설치된 충무공 이순신 장군 동상은 우리나라 근대문화재적 가치가 충분하다고 사료되며, 이에 이 문화재를 영구 보존하기 위해 동상을 훼손하지 않으면서 현대 기술로 완전하게 보수하여 다시 잘 설치해야 될 것으로 생각한다. 끝으로 충무공 이순장군 동상 보수작업을 계획, 추진하고, 또 사진자료를 제공해 주신 서울특별시 균형발전본부(일축 정비팀)과 2008년도에 촬영한 사진자료를 제공해 주신 국립현대미술관 보존수복팀에게 감사드린다. 

 

 
나형용 서울대 재료공학부 명예교수한국과학기술한림원 원로회원 NHY

 

 

 

 

  • 구글
  • 카카오
  • 싸이월드 공감
  • 인쇄
  • 메일



최근기사 목록

  • 탈신체 영혼과 육체적 영혼 -공각기동대를 보고탈신체 영혼과 육체적 영혼 -공각기동대를 보고

    리뷰사이언스온 | 2017. 05. 19

     문화 리뷰  글쓴이: 김명성오시이 마모루와 루퍼트 샌더스의 공각기동대를 통해 보는 과학기술의 사회적 지평‘사라질 육체’와 ‘회복해야 할 육체’. 육체에 대한 서로 다른 두 시선은 무엇보다 먼저 탈신체 과학기술에 대한 일반인들의...

  • 로봇 개를 때리는 것은 비윤리적일까로봇 개를 때리는 것은 비윤리적일까

    리뷰김서경 | 2015. 02. 23

    '인공지능(AI)과 공존하는 미래'에 대한 단상 지난 2013년 12월 구글에 인수돼 주목을 받은 기업인 '보스턴 다이내믹스'의 강아지 로봇 동영상이 최근 화제가 됐다. 동영상에 등장하는 80 킬로그램짜리 로봇 개 ‘스팟’은 살아 있는 개 못지 않게...

  • 톡톡 튀어 다니는 유전자 ‘트랜스포존’톡톡 튀어 다니는 유전자 ‘트랜스포존’

    리뷰사이언스온 | 2014. 08. 18

      ·독·자·기·고·    이용 경기대 교수메뚜기가 들판 여기저기 튀어 다니듯이 유전체 속을 제멋대로 한 곳에서 다른 곳으로 위치이동 할 수 있는 트랜스포존이라는 흥미로운 유전자가 있다. 우리가 알게 된 트랜스포존은 생물에 도...

  • 우주 급팽창 입증 첫 단추…검증·후속 연구 주목우주 급팽창 입증 첫 단추…검증·후속 연구 주목

    리뷰사이언스온 | 2014. 03. 31

    원시 중력파 관측결과 발표, 의미와 과제기고: 이석천 고등과학원 연구원 “하느님께서 말씀하시기를 ‘빛이 생겨라’ 하시자 빛이 생겼다.” - 성경 창세기 1장 3절지난 3월 18일, 우주론 연구 분야에서 주목할 만한 연구성과가 발표됐다. 우주 태...

  • 작지만 위대한 잡초 '애기장대' 모델식물이 알려준 것들작지만 위대한 잡초 '애기장대' 모델식물이 알려준 것들

    리뷰사이언스온 | 2013. 12. 02

    모델식물의 가치와 한계, 그리고 자연이수민 포스텍 생명과학과 박사후연구원 사람들을 처음 만나는 자리에서 내 직업을 식물학 연구자로 소개할 때마다 나는 그 순간이 참 뿌듯하면서도, 한편으로는 두렵기도 하다. 다음에 이어질, 몇 년을 고민했지만...

자유게시판 너른마당

인기글

최근댓글

트위터 팔로우

sub2 untitled