화재가 발생하면 어떻게 연소가 시작되고 확대됐는지 보단 원인을 궁금해한다. 사실 정말로 원인이 궁금한 건지, 화재를 즐기는 건지 알 수 없다. 나와 관계된 일이 아니기에 화재 자체는 구경거리일 뿐, 화재 원인이나 연소 확대에 관해선 별 관심이 없다. 

 

화재는 사회 재난으로 충분히 예비하고 예방할 수 있는데도 단순한 실수나 무심코 안전을 간과하는 습관에 의해 발생한다.

 

화재 피해 당사자는 잘못이 없는데 왜 화재가 발생한 건지 의아해한다. 거의 모든 화재 피해 당사자가 비슷한 말을 한다. 일부는 “히터 전원을 켜 놓고 외출했다”, “전기 레인지를 켜 놓고 외출했다”고 진솔하게 진술하기도 한다. 

 

자기 과실을 인정하든, 부정하든 화재 원인을 밝히는 건 화재조사관의 몫이다. 다만 목격자, 관계자 진술과 현장의 연소 패턴, 증거들을 모두 조합했을 때 일치하면 가장 합리적인 조사가 된다. 

 

하지만 목격자나 관계자 진술과 화재 현장의 연소 패턴이 다를 때도, 목격자 진술과 발화지점이 다르게 나타날 때도 있다. 화재조사관은 억지로 진술과 현장을 일치시키며 조사하지 않아야 한다. 

 

아주 간혹 민원 제기가 우려돼 목격자 진술에만 의존해 작성된 현장 조사서를 볼 수 있다. 화재 현장 조사서는 화재 조사관이 현장을 조사하고 현장을 그대로 지면 위에 올려놓는 것이지 목격자 진술을 토대로 조사한 내용을 기록하는 게 아니다.

 

목격자나 관계자 진술과 다른 부분이 있어도 그대로 사실을 기록해야 한다. 목격자 진술이나 정황에 맞춰 추측성 내용을 기록하면 안 된다. 현장이 왜곡될 가능성이 있어서다. 

 

예를 들어 거리가 먼 지점에서 발화지점을 비추는 CCTV에 희미하게 흡연하는 듯한 영상이 촬영됐다면 ‘흡연 행위’로 기록할 건지, 확인되지 않았기에 ‘흡연하는 듯한 행동’으로 기록할 건지를 고민해야 한다. 

 

흡연으로 기록하려면 담배 연기가 CCTV 영상에 확인되든지, 담뱃불이 보였다든지 하는 증거가 있어야 한다. 이런 증거 없이 단순하게 움직임만으로 흡연 행위로 단정하면 안 된다.

 

하지만 화재 현장에는 여러 변수가 있고 진술도 다양하다. 화재조사관은 객관이란 잣대를 항상 휴대하고 중심을 지켜야 오류가 없다. 억울한 이를 생각하고, 측은지심에서 도와준다는 생각을 선행한다면 화재 현장 조사에 오류가 있을 수 있다. 

 

화재 피해자의 피해 복구를 지원한다는 생각이라면 먼저 화재 원인을 정확하게 규명하고, 규명된 화재 원인을 토대로 복구를 지원해야 한다.

 

어느 해 봄, 라벨스티커를 생산하는 공장에서 발생한 화재다. 목격자는 먼저 ‘펑’ 소리와 함께 연기가 발생했다고 진술했다.

 

화재 발생 전 상황

공장은 종이와 코팅지를 합해 ‘합성 코팅지’를 제작하는 공장이다. 합성지 코팅기는 세팅 후 자동으로 작동하는 방식이다. 작업자 이 씨의 진술을 들어보자.

 

“합성지 코팅기 하단 롤러 부분에서 작업을 마칠 무렵 등이 따듯하며 이상한 느낌이 들었어요. 뒤로 돌아보니 롤 종이가 있는 부분에서 갑자기 불티가 발생하며 코팅지를 타고 합성지 코팅기 내부로 타들어 갔습니다. 공장 내부에서는 평소와 같은 공정의 작업이 이뤄지고 있었어요” 

 

다른 목격자 진술

목격자는 공장 외부에서 있었고 ‘펑’ 소리와 함께 연기가 발생하는 걸 보고 신고했다. 정확히 어느 지점에서 화재가 발생했는진 알지 못했다. 

 

또 다른 작업자 김 씨는 “함께 작업하던 이 씨와 합성지 코팅기 롤러 부분에서 작업을 마치고 나오다가 뒤돌아보니 불티가 코팅지를 타고 합성지 코팅기 내부로 빨려 들어가는 듯했고 그 후 합성지 코팅기가 폭발했다”고 진술했다.

 

합성지 코팅기는 종이와 코팅지를 접합해 건조하는 기계다. 급격하게 연소했다면 가연물이 있었을 거고 가연물이 체류한다는 건 배기가 안 됐거나 미연소 물질이 있었다는 방증이다. 롤러는 회전하고 말려 있던 종이와 코팅지가 롤러에 마찰한 후 회전하는 구조로 마찰에 의한 정전기 발생이 우려됐다.

 

조사관: 정전기 방지설비는 하셨나요?

직원: 네. 기계마다 또 필요한 부분에 모두 설치해 가동 중입니다.

조사관: 평상시 정전기가 많이 발생할 것 같은데요.

직원: 작업 중 자주 발생합니다.

 

발화지점이라고 진술한 롤러 부분을 살펴보니 탄화한 코팅지가 식별된다. 목격자 진술과 탄화 지점이 일치하는 것으로 볼 때 롤러가 있는 곳이 발화지점 같았다.

 

현장 전체를 살펴라

화재 현장의 작업 공정은 마치 하나의 공정처럼 종이 롤과 코팅지 롤이 있다. 두 롤이 롤러에 회전하면 접착제를 묻혀 접착해 건조로 부분에서 건조하는 단순한 구조다. 

 

하지만 작업 현장은 아수라장처럼 보였다. 폭발 흔적이 작업장 곳곳에 있었고 폭발로 인해 기계나 보온 덮개 등이 이탈하고 튕겨 나간 흔적이 역력했다. 종이 롤이 널브러져 있고 배기 집진관은 모두 탈락해 공장 바닥에 떨어져 있었다. 폭발은 공장 전체에 피해를 준 것처럼 보였다. 

 

공장 1층에서는 롤러 작업 공정이 이뤄졌고 2층은 전체가 건조로 형태였다.

 

▲ [사진 1] 공장 내부

공장 내부는 상단에 파열된 형태가 관찰됐다. 하단에는 폭발로 이탈된 배기관과 자재, 초기진화를 위해 사용한 소화기 등이 있었다. 특히 [사진 1]의 적색 원 부분에는 일부 작업 공정이 파열된 형태로 잔류했다.

 

▲ [사진 2] 접착제

[사진 2]는 종이와 코팅지가 지나는 부분으로 적색 사각 부분에서 접착제가 분출해 종이에 분사되는 구조다. 접착제가 분출되고 종이와 코팅지가 롤러와 롤러 사이를 지나면서 압착되며 접착된다. 코팅지가 쭈글쭈글해졌는데 수열 형태는 추측되지만 화염에 의해 직접 탄화한 형태는 관찰되지 않는다.

 

▲ [사진 3] 합성지 롤러

종이와 코팅지를 접착해 롤러에서 한 번 더 압착하는 구조다. 종이 표면 일부에서 탄화한 형태와 변색 흔적이 관찰된다. 합성지 표면 코팅지가 일부 탄화하고 쭈글쭈글하게 잔류해 있다.

 

▲ [사진 4] 최초 불티 목격지점

 

관계자 김 씨와 이 씨가 불티를 목격했다고 진술한 지점이다. 다른 기계에는 정전기 방지설비가 설치돼 있는데 불티가 발생한 지점의 기계에는 정전기 방지설비가 없다. 설치하지 않은 것인지, 화재로 인해 유실된 것인지는 확인할 수 없었다. 

 

그러나 김 씨와 이 씨가 불티를 목격한 지점이 일치하고 평소 아무런 이상 없이 사용했다는 건 정전기 방지설비가 설치돼 있던 것으로 여겨졌다. 애당초 정전기 방지설비를 설치하지 않았다면 불티 발생이 빈번하게 목격됐을 뿐 아니라 화재가 발생했을 거다. 

 

따라서 정전기 방지설비는 설치돼 있던 것으로 보고 다른 설비의 설치 여부를 확인했다. 다른 기계에도 정전기 방지설비가 없다면 기계 설치에 오류가 있다는 거다.

 

▲ [사진 5] 정전기 방지설비 확인

 

최초 불티 목격지점인 [사진 4]의 뒤쪽이다. 롤러 설비나 종이가 지나는 부분에 정전기 방지설비가 확인되지 않는다.

 

다른 설비와의 비교

▲ [사진 6] 정전기 방지설비

다른 기계의 정전기 방지설비는 롤러가 있는 부분에 어김없이 설치돼 있었다. 사진의 화살표가 있는 부분이 정전기 방지설비 리드선이다. 정전기는 롤러가 풀리며 밀착돼 있던 부분이 떨어지거나 종이와 코팅지가 압착돼 롤러 사이를 지나면서 생기는 마찰 때문에 발생한다.

 

▲ [사진 7] 종이 롤

 

종이 롤에도 정전기 방지설비가 늘어져 설치돼 있다. 마찰이 되는 부분에는 정전기가 발생하기에 롤러 부분에서 모두 설치한 것으로 보인다. 

 

정전기에 대해 초등학교 자연 시간에 배운 기억이 있다. 책받침을 머리나 옷에 비벼 머리에 갖다 대면 머리카락이 책받침에 달라붙는 현상을 한 번쯤 경험했을 거다. 이 같은 원리로 종이 롤러에서 종이가 풀리면서 붙어 있던 부분이 떨어지며 발생한 응착력에 의해 정전기가 발생한다.

 

▲ [사진 8] 정전기 방지설비

종이 롤에도 정전기 방지설비가 돼 있다. 연결된 합사 내부에 도전되는 전선이 들어 있는 게 확인된다. 정전기 방지설비의 끝은 접지돼 정전기가 발생하더라도 설비를 따라 대전시키는 방식으로 설치돼 있었다.

 

▲ [사진 9] 정전기 방지설비

 

종이와 코팅지 접합 후 스티커 제작 전 공정으로 마찰하는 부분에 정전기 방지설비가 설치돼 있는 게 확인된다. 대부분 설비에 모두 정전기 방지설비가 돼 있다. 

 

발화지점에 정전기 방지설비가 없었던 건 화재 탓에 탈락한 것으로 추정된다. 그게 아니라면 롤러 작업 중 어떤 이유인지 모르겠으나 정전기 방지설비가 탈락한 것으로 추정된다. 

 

작업자는 당연히 정전기 방지설비가 있었다고 했다. 현장에서 정전기 방지설비가 없다고 하니 “어? 이상하다. 있었는데…” 하고 말꼬리를 흐린다.

 

화재 원인은 정전기로 규명됐다. 그렇다면 어떤 이유로 연소 확대하며 폭발했을까?

 

▲ [사진 10] 건조로 상단

종이와 코팅지가 접착돼 건조기를 지나면 완전하게 건조되는 작업 공정의 마지막 부분이다. 건조로 내부 온도는 최초 23℃에서 서서히 140℃까지 온도를 올린다. 건조로는 종이 롤과 코팅지 작업 공정이 있는 상단에 설치돼 있다.

 

▲ [사진 11] 건조로 하단

폭발로 인해 일부가 만곡된 형태로 잔류해 있다. 건조로는 전체적으로 화염이 전파돼 연소한 형태였다. 더욱 급격하게 연소해 폭발한 형태로 관찰된다.

 

▲ [사진 12] 건조로 하단 롤러

건조로 하단 롤러의 간격이 틀어지고 일부가 파열된 상태로 잔류해 있다. 당시 폭발이 상당히 크게 작용한 거로 추정된다.

 

▲ [사진 13] 건조로 롤러

 

건조로 중간에 설치돼 롤러가 회전하는 구조다. 건조로 입구부터 벨트로 연결돼 구동한다. 건조로 내부에서 종이와 코팅지가 접착된 ‘합성 코팅지’가 롤러와 마찰하며 정전기가 발생할 수 있다. 

 

또 건조로 사이사이에 배기관이 연결돼 먼지나 이물질을 배출하는 구조다. 즉 정상 작동에서는 정전기가 발생하더라도 화재 위험성이 없다. 하지만 작업 공정에서 발생하는 정전기의 양이 많거나 배기, 건조, 회전 과정 중 어느 하나에 이상이 발생하면 화재 발생 여지가 있다. 

 

즉 종이와 코팅지 그리고 접착제를 붙여 건조하는 과정에서 유증이 체류할 수 있다. 집진 시설이 잠시라도 멈춘다면 건조로 내부는 가연성 가스가 체류할 가능성이 크다.

 

평상시 작업 공정에서 정전기가 자주 발생한다고 진술한 점, 롤러 부분에서 코팅지가 탄화된 상태로 잔류한 점으로 볼 때 관계자 김 씨가 진술한 부분에서 시작된 불티가 코팅지 회전 방향, 즉 건조기로 흡입되며 내부에서 체류 중이던 접착제, 경화제의 톨루엔 유증에 착화되며 급격하게 연소한 형태로 판단했다.

 

원인 검토

화학적 요인 

라벨스티커 합성지 코팅 시 사용되는 접착제는 아크릴 수지와 톨루엔 함량이 약 40% 정도다. 건조로 방향으로 진행 시 접착제가 응착된 상태로 건조기를 회전하며 건조되는 과정에서 유증이 발생해 내부에 체류 중 연소한 것으로 추정된다. 내부 온도는 약 23~140℃까지 제어하는 방식으로 내부 열에 의한 화학적 요인의 가능성도 있다.

 

방화 가능성 

현장에 작업자가 있어 외부인에 의한 방화 가능성은 작은 것으로 사료된다. 화재보험에 가입돼 있으나 내부에 여러 명의 직원이 작업 현장에서 작업하는 중이었고 화재가 합성지 코팅기 초입에서 발생해 건조기 내부로 진입하며 발생해 방화 개연성은 작은 것으로 판단된다.

 

가스 누출 

라벨스티커 제작 시 발생하는 톨루엔 유증이 일반적인 기체 상태로 체류한 상태에서 연소한 것으로 볼 때 가스의 개연성은 있다. 하지만 가스시설이나 직접적인 가스를 이용해 작업하는 게 아니어서 가스 누출 개연성은 적은 것으로 여겨진다.

 

전기적 요인 

합성지와 코팅지가 회전하며 롤러와 마찰해 발생한 정전기, 즉 전하가 정지 상태에 있어 흐르지 않고 머물러 있다가 도체에 접근하며 순간 방전해 발생한 정전기에 의해 합성지에 체류된 톨루엔의 유증에 착화된 화재로 전기적 요인 가능성이 있다.

 

부주의 

발화지점으로 추정되는 부분의 정전기 방지시설이 확인되지 않는 것으로 볼 때 기계 가동 중 탈락한 건지 확인할 수 없다. 발화지점 롤러의 정전기 방지시설은 확인되지 않는 상황이고 탈락한 상태 그대로 작동했다면 안전불감증 내지는 부주의 가능성이 있다.

 

기계적 요인 

톨루엔과 아크릴 수지의 유증이 건조로 내부에 체류하는 현상은 배기 시설이 제대로 동작하지 않았을 것으로 판단된다. 외부에 설치된 집진 설비의 이상 여부는 확인되지 않으나 기계적 이상의 가능성이 있다.

 

결론

▲ [사진 14] 비산된 단열재

[사진 14]는 건조로 주변 단열재로 파열되면서 주변으로 비산된 형태다. 탄화 형태는 관찰되지 않는다.

 

현장에는 작업자 김 씨, 이 씨가 있었고 라벨스티커 제조설비는 자동으로 작동됐다. 작업자 김 씨가 합성지 코팅기 롤러 부분에서 작업을 마치고 나오다가 돌아보니 롤러 부분에서 불티가 발생하며 코팅지를 타고 합성지 코팅기 내부로 연소가 진행됐다고 진술했다. 

 

롤러 부분마다 정전기 억제를 위한 시설이 있었고 작업자가 최초 불티를 목격한 지점에서는 정전기 방지시설이 확인되지 않는다. 합성지 코팅을 위해 건조기를 통과할 때 내부 온도가 최초 23℃에서 140℃까지 상승한다는 진술이 있었다.

 

정상적인 배기 시설이 작동됐다면 건조로 내부에 유증이 체류하지 않았을 것으로 판단했다. 최초 롤러 부분에서 불티가 목격되고 건조로 내부로 불길이 진행된 후 급격한 연소 현상이 나타난 것으로 볼 때 정전기에 의해 화재가 발생한 것으로 여겨졌다. 

 

작업 공정 중 최초 점착제를 합성지와 코팅지 사이에 묻히는 공정이 있고 점착제는 6:4의 비율로 톨루엔, 아크릴 수지, EA(Ethyl Acetate) 등이 함유돼 건조로 부분에서 유증이 발생한 것으로 생각했다. 

 

유증이 발생하더라도 체류하지 않도록 배출설비가 정상적으로 동작해 연소 하한계에 도달하기 전 배출되면서 연소 상황은 발생하지 않을 것으로 판단된다.

 

코팅기 롤러 부분에서 정전기가 목격되고 건조로 부분으로 상승하며 건조로 내부에서 연소한 건 건조로 내부에 배출되지 않은 유증이 체류하고 있어 급격하게 연소한 현상으로 결론지었다.

 

화재 원인은 정전기지만 정전기는 열원에 불과하고 직접적 발화 요인을 기계적 요인으로 봤다. 정전기가 왜 기계적 요인이냐는 의문도 있을 거다. 하지만 이 현장에서는 정전기가 발화 열원으로 작용하고 급격하게 연소 확대한 건 집진 설비의 부정확한 작동 때문으로 판단했다.

 

경기 부천소방서_ 이종인 : allway@gg.go.kr

 

<본 내용은 소방 조직의 소통과 발전을 위해 베테랑 소방관 등 분야 전문가들이 함께 2019년 5월 창간한 신개념 소방전문 월간 매거진 ‘119플러스’ 2025년 4월 호에서도 만나볼 수 있습니다.>

 

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