[김기진의 과학으로 보는 동계올림픽] <12>스키의 상해와 장비의 과학화

스키 경기의 과학화는 노르딕과 알파인의 세부종목별 선수들의 체력 훈련에서부터 고글, 부츠, 바인딩 및 유니폼 등과 같은 장비의 첨단화에 이르기까지 다양하게 진행돼 왔다. 스키 경기는 고속의 운동 환경과 노출된 자연에서 행해지기 때문에 상해가 빈번하게 발생한다. 상해 발생률은 1천명당 5~7명에 해당하고, 부위별로는 다리가 전체 부상의 70% 이상을 차지한다. 다리 중에는 무릎, 하퇴, 발과 발목, 허벅지 등의 순을 나타낸다. 스노보드는 상체와 머리의 상해 위험성이 높다.

스키 상해의 대부분은 체력 저하와 무리한 고난도의 슬로프 도전을 비롯한 과도한 시도가 주된 원인이지만, 넘어질 때 바인딩의 분리가 효과적으로 일어나느냐 등 장비의 부적절성도 중요한 원인이다. 따라서 스키 장비의 과학화는 카빙을 포함한 플레이트의 변화도 있었지만 상해 방지를 위해 바인딩과 부츠에 초점이 맞추어져 왔다. 고대 스키의 바인딩은 가죽 줄에 의존하였으나 고정되지 않아 상해가 쉽게 발생하였으며, 경기 지속을 어렵게 만들었다.

노르웨이의 손드레 노르하임(Sondre Norheim)이 버드나무 뿌리를 꼬아 만들었던 고정식 바인딩은 노르딕 스키의 지속을 가능토록 했다. 알파인 스키는 오스트리아의 마시아스 짜르스키(Mathias Zdarsky)가 개발한 스프링 달린 금속 바인딩이 시초가 됐다. 고정식 바인딩에 의한 상해 발생을 줄이기 위해 노르웨이의 얄마 밤(Hjalmar Hvam)이 처음으로 이탈식 바인딩을 개발했다. 초기 이탈식 바인딩은 측방 이탈에 집중됐지만 뒤축의 수직 이탈 기능이 추가되는 등 다중 방향 이탈식 바인딩이 개발됐고, 완충과 탄성 기능을 추가하면서 골절 상해 발생이 현저하게 줄어들었다.

바인딩은 체중과 경력에 따라 바인딩의 분리 강도를 적절하게 조절해야 한다. 무릎 주변 근육의 수축, 무릎과 발목 관절의 위치, 무게 중심의 위치 등을 포함해 부츠와 플레이트의 상호작용을 감지해내는 역할이 요구되면서 전자기계식바인딩(Electromechanical Binding)을 거쳐 인공지능바인딩(Learning Binding)의 개발이 요구되고 있다.

부츠의 과학화도 병행돼 왔는데, 초기 소재인 가죽은 발목을 고정시켜 주지 못하고 저온에 취약한 단점을 가졌다. 버클부츠를 비롯해 유리섬유, 플라스틱, 아디프렌 등의 재질 개발이 진행됐다. 플라스틱 부츠는 발목 고정과 하체 힘의 효율적인 전달이 가능해지면서 상해 방지와 경기력 향상에 크게 도움을 줬다.