오늘날 공기 중 수분을 응축해 식수를 얻는 장치는 더 이상 낯선 기술이 아닙니다. 원리 자체는 단순하고, 아마도 인류 역사만큼 오래되었을 가능성도 있습니다. 하지만 고대인이 실제로 이 기술을 사용했는지 여부는 아직 명확히 밝혀지지 않았습니다. 흥미롭게도 이 의문에 답하려던 한 사람의 시도가 현대 응축 기술의 토대를 마련했습니다. 물론 그 시작은 하나의 해석 오류였습니다.
프리드리히 지볼트(Friedrich Zibold)는 크림 반도 흑해 연안의 고대 그리스 도시 페오도시야(현 페오도시아) 일대에서 삼림 감시원으로 근무하던 러시아 엔지니어였습니다. 1900년 어느 날, 그는 마을 인근 숲을 정비하던 중 13개의 거대한 원뿔형 돌무더기를 발견했습니다. 각 구조물의 높이는 약 10m, 면적은 약 900㎡에 달했으며, 현장에서는 직경 약 7cm의 테라코타 파이프 조각들도 함께 출토되었습니다. 이 파이프들은 돌무더기에서 시작해 도시 내부의 다양한 우물과 분수까지 이어져 있었습니다.
공학 교육을 받은 그는 고고학 전문 지식이나 정밀 조사 장비 없이도 자신만의 결론에 도달했습니다. "이 돌무더기는 공기 중 수분을 응축해 물을 생산하고, 그 물을 파이프를 통해 도시로 공급하는 응축기임에 틀림없다"는 것이었습니다. 그의 계산에 따르면 13개의 응축기 각각이 하루 약 55,400ℓ의 물을 생산할 수 있었고, 이는 고대 페오도시아 주민들의 용수 수요를 충분히 감당할 수 있는 양이었습니다.
가설을 입증하기 위해 그는 직접 응축기를 건설했습니다. 높이 228m의 테페오바 산 정상에서 발견된 구조물을 본떠 만든 이 시설은 높이 6m, 상단 직경 8m 규모였고, 물이 고이는 그릇 형태의 공간을 만들기 위해 높이 1m·너비 20m의 벽으로 둘러싸여 있었습니다. 건축 재료는 해안에서 채취한 돌을 사용했습니다.
이 응축기는 1912년 가동을 시작했고, 지볼트의 예상대로 작동했습니다. 하루 생산량은 360ℓ로, 숲속 구조물에 대해 추정했던 55,400ℓ에는 크게 못 미쳤지만, 그는 자신의 이론이 입증됐다고 확신했습니다. 그리고 이 실험은 1930년 프랑스 트랑장프로방스(Trans-en-Provence)에서 제작된 아킬레 크나펜(Achille Knapen)의 응축기를 비롯해, 이후 등장한 모든 '공기 우물(air well)' 기술 발전의 초석이 되었습니다.
지볼트의 응축기는 3년간 작동하다 1915년 바닥에 누수가 발생하면서 실험이 중단되었고, 이후 1993년 재발견될 때까지 방치되었습니다.
그러나 당시 지볼트가 '페오도시아의 공기 우물'이라 단정한 구조물은 사실 응축기가 아니었습니다. 실체는 기원전 5~4세기에 축조된 무덤, 즉 고분이었습니다. 함께 발견된 테라코타 파이프 역시 중세 이후의 것으로 고분과는 무관했습니다(정작 그 파이프의 용도는 오늘날까지도 밝혀지지 않았습니다).
더욱이 후속 연구에 따르면, 구조물의 질량이 커질수록 열이 충분히 빨리 방출되지 못해 응축기 성능은 오히려 떨어진다는 사실이 밝혀졌습니다. 운 좋게도 지볼트는 해변 자갈을 건축 재료로 사용했는데, 이 돌들이 서로 맞닿는 열 접촉면을 최소화하며 뜨거운 공기가 통과할 수 있는 수천 개의 미세 공간을 만들어 주었습니다. 만약 다른 재료를 사용했다면 그의 콘덴서는 결코 작동하지 않았을 것입니다. 우연과 착각이 얽힌 이 '실패 같은 성공'이, 오늘날 대기 수분 응축 기술의 역사를 바꿔놓은 셈입니다.
