청각 장애인을 위한 화재 알람
2011년 이그노벨상 화학상
화재경보기는 화재가 발생했을 때 열이나 가스, 불꽃의 빛 등을 감지하고 벨이 울리도록 만들어졌어. 하지만 청각 장애인이나 귀가 어두운 노인은 화재경보기의 벨 소리를 들을 수 없다는 문제가 있지. 일본에서는 주택에서 발생한 화재로 사망한 사람의 50% 이상이 노인이라고 해. 벨 소리를 듣지 못해 대피가 늦어졌기 때문일 거야.
소리가 아닌 다른 방법으로 화재를 알릴 수는 없을까? 깜빡이는 불빛이나 진동을 이용하면 어떨까? 하지만 이 방법은 잠든 사람을 깨우는 데에는 효과적이지 않아. 잠자는 동안 빛이나 진동을 알아채기 어렵기 때문이야.
청각(벨 소리), 시각(깜빡이는 불빛), 촉각(진동) 말고 다른 감각을 자극하면 어떨까?
일본 시가 의과대 교수 이마이 마코토가 이끄는 연구팀은 청각 장애인에게 화재와 같은 비정상적인 상황을 알리기 위해 후각을 활용하는 방법이 좋다고 생각했어. 악취를 내보내 비상 상황을 알리는 거지.
일본에는 이전에도 악취를 내보내는 화재경보기가 있었어. 그 화재경보기에는 메틸머캅탄(부패한 양배추 같은 강한 악취를 갖는 기체)이라는 냄새 물질이 사용되었지. 그런데 메틸머캅탄은 피부에 접촉되거나 눈에 들어가면 피부나 눈이 붉어지고 통증이 발생한다는 문제가 있었어. 특히 눈에 자극이 된다면 탈출구를 찾는 데에 어려움이 생길 수 있어.
화재경보기에 악취를 활용하려면 화학물질을 이용할 수밖에 없어. 그런데 화학물질은 독성이 있기 때문에 ‘비관찰효과 수준’을 고려해야 해. ‘비관찰효과 수준’이란 특정 화학물질로 실험할 때 어떠한 독성 효과도 관찰되지 않는 최대 투여량이나 농도를 말해. 그러니까 악취를 이용한 화재경보기를 개발하려면 사람이 견딜 수 없는 냄새의 농도가 ‘비관찰효과 수준’보다 낮아야 하지. 그래야 독성이 없는 안전한 수준에서 사람이 잠을 깨고 대피할 수 있는 거야.
와사비 화재경보기이마이 마코토 연구팀은 안전하면서도 화재를 빨리 알릴 수 있는 냄새 물질을 찾기 위해 노력했어. 레몬, 민트와 같은 허브 냄새, 유황과 나무 타는 냄새, 썩은 달걀 냄새, 쓰레기 악취 등 수백 가지 냄새를 연구했지. 그 결과 잠든 사람을 효과적으로 잘 깨울 수 있는 냄새는 와사비의 톡 쏘는 냄새라는 사실을 알아냈어. 연구팀은 의료 장비 제조업체와 협력하여 와사비 화재경보기를 개발했어. 이 화재경보기는 연기감지기로 화재가 감지되면 즉시 냄새 분사 장치로 신호를 전송한 후 깊은 잠에 빠진 사람도 깨울 수 있을 만큼 강력한 와사비의 매운 냄새를 분사해. 그리고 이 발명은 2011년 이그노벨상 화학상을 수상했어.
와사비에는 ‘알릴 이소티오시아네이트(AIT라고 불림)’라는 물질을 포함하고 있는데, AIT는 와사비의 톡 쏘는 냄새의 근원이 되는 물질로 코에 자극제 역할을 해서 누군가 잠들어 있을 때에도 작용해. 그래서 사람들이 와사비 냄새를 맡고 잠에서 깨 대피할 수 있는 거야.
연구팀은 수면 상태에서 깨어나 불편함 없이 대피할 수 있는 AIT의 농도를 알기 위해 실험을 진행했어. 잠에 들었을 때 AIT를 내보내고 센서를 4개 부착해서 AIT의 농도를 측정했지. 그 결과 공기 중 AIT 농도가 5ppm 이상 20ppm 이하가 되었을 때, 자고 있는 사람을 안전하게 깨우는 것이 가능하다는 걸 알아냈어. (여기서 ppm은 100만분의 1을 나타내는 농도의 단위야. 예를 들면 물 1리터에 1mg의 물질이 포함되어 있을 때 1ppm이라고 표시해.)
20대에서 40대의 남녀 14명을 대상으로 한 실험에서 코가 막힌 사람 한 명을 제외한 나머지 13명은 모두 30초 이내에 잠에서 깼어. 그중 4명은 청각 장애가 있었지. 실험 대상자들은 와사비 화재경보기를 강력하게 지지했다고 해.
이그노벨상 시상식와사비 화재경보기는 상용화되어서 청각 장애인 시설, 일부 호텔 등에서 이미 사용하고 있다고 해. 가격이 50,000엔 정도로 비싸다는 단점이 있어서 널리 사용되기에는 아직 어려움이 있어. 하지만 와사비가 사람들을 잠에서 깨우는 데에 효과적이라는 발견과 화재경보기에 악취를 첨가하는 아이디어는 충분한 가치가 있고 미래의 연구에 희망을 갖게 해.
<참고 자료>
- 논문: Odor generation alarm and method for informing unusual situation(악취 발생 경보 및 비정상적인 상황을 알리기 위한 방법)
- Wasabi fire alarm scoops Ig Nobel prize for Japanese scientists (The Guardian, 2011)
- JAPAN'S SCIENCE OF ODORS: Can Odors Help Humanity? (Trends in japan)
- Japanese Team Wins Ig Nobel for Wasabi Alarm (goldsea.com)
