아스팔트 포장 민원, 친환경 기술로 해결한다


    아스팔트 포장 시 발생되는 냄새와 열기로 인해 불편을 겪는 경우가 많다. 최근 이러한 불편을 해소하는 친환경 중온화 아스팔트 포장기술이 개발돼 화제가 되고 있다.


기존의 중온화 기술들은 크게 아스팔트 바인더에 수증기를 첨가해 거품상태에서 골재와 혼합하는 방식인 포밍(foaming) 기술과 왁스 타입의 첨가제를 섞어서 아스팔트 바인더의 점도를 낮추는 방식이 대부분이었다. 이 기술들은 포밍 발생 장치를 설치하거나, 첨가제를 추가로 투입하는 과정에서 최종 생산 혼합물의 품질불안 문제를 야기하고 아스팔트 포장의 가장 큰 문제점인 수분저항성에 취약하다는 단점이 있다.


http://www.skasphalt.com/product/product_detail_pap.asp?idx=11&depth1=1

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이러한 문제점을 해결하기 위해 아스팔트 포장에 최적화된 수분저항성과 중온성능을 동시에 발현하는 고기능의 첨가제를 아스팔트 바인더 제조과정에 직접 첨가하는 중온화 아스팔트 포장기술이 개발됐다. 바로 일체형 ‘프리미엄 아스팔트’가 그것이다.


일반 아스팔트는 150~160℃의 열을 가해 도로포장 작업을 하지만, 프리미엄 아스팔트는 110~130℃로 비교적 낮은 열로 작업할 수 있다. 또한 연료가 약 35%, 일산화탄소, 질소산화물 등 배출가스가 각각 75%, 62%씩 감소하는 결과로 나타났다.




이 기술은 아스콘 플랜트에 별도의 투입장치를 설치할 필요가 없이 기존 아스콘 생산절차를 그대로 수행할 수 있어 품질관리가 용이하고, 박리방지제 등 추가 첨가제를 투입할 필요가 없어 중온 포장의 성능향상에도 크게 기여하고 있다.


아스팔트의 계면활성화 거동을 통해 아스팔트 바인더와 골재간의 친화력을 향상시켜 고른 코팅이 가능하고, 골재와 아스팔트 분자 간 수소결합을 유도해 골재면과 아스팔트 바인더 간의 강력한 접착력을 유지한다.


특히, 세계 최초 Butoxy 그룹을 말단기로 하는 폴리에틸렌 이민(Polyethylene-imine) 반복 구조의 첨가제 기술을 통해 중온성능과 수분저항성을 동시에 발현하는 점이 가장 큰 특징이다.


여기에 아스팔트 바인더 분석과 생산 노하우를 접목해 아스팔트 생산과정에서 첨가제와 일체화하는 사전 배합 제조기술을 적용했다. 혼합물 제조의 단순화와 품질 안정화를 추구할 수 있도록 했다는 점에서 기존 공법과는 차별화를 두고 있다.


이에 따라 현재 부진한 국내 중온 포장 공법의 확산에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다.


이 기술을 개발한 국내 최대의 아스팔트 생산·공급 기업인 SK에너지(주)는 연간 약 250만 톤의 아스팔트 바인더를 생산해 국내는 물론 동북아 전역에 수출을 하고 있고, 각 국에서 요구하는 다양한 규격의 아스팔트 생산 기술을 보유하고 있다.




특히 아스팔트 혼합물의 생산·시공과정에서 발생되는 배출가스과 유해가스를 저감할 수 있는 중온 아스팔트 기술, 폐아스콘의 재활용에 적합한 재생전용 아스팔트 바인더 기술, 저소음·배수성 포장용 아스팔트 바인더 기술 등 다양한 친환경 공법을 적용할 수 있는 양질의 아스팔트 바인더를 공급하고자 노력을 기울이고 있다.


SK에너지에서 이러한 친환경 포장기술이 국내외에 널리 확산될 수 있도록 활동하는 조직이 바로 친환경 AP 사업추진팀이다.



SK에너지 친환경 AP 사업추진팀 권오현 부장(사진)은 “지난 1998년 아스팔트 사업부를 설립한 이래로 연간 약 250만 톤 규모의 아스팔트를 국내외에 꾸준히 공급하고 있다”며 “중국과 일본에서는 수입 AP의 점유율 1위를 유지하면서 고속도로와 주요 간선도로의 포장발전에 많은 기여를 하고 있다”고 말했다.


그 외에도 친환경 분야 재생아스콘 생산에 적합하고, 안정적으로 도로 품질을 확보할 수 있는 재생전용 고침입도 바인더 기술이 올해 하반기에 출시를 준비하고 있다. 이러한 자원 재활용에 적합한 규격의 아스팔트를 생산·공급함으로써 순환아스콘의 안정적인 품질향상은 물론 폐아스콘의 재활용 확대에도 기여해 전체 사회의 편익을 제고할 것으로 예상된다.




권 부장은 “도로는 중요한 사회적 자산이다. 도로의 성능을 좌지우지 하는 것은 여러 가지가 있겠지만 시민들이 직접 접촉하는 부분은 바로 포장”이라며 “이러한 포장에 중요한 재료인 아스팔트가 앞으로도 꾸준히 도로이용자들과 주변 이해관계자들의 편익을 제고할 수 있도록 다양하고 친환경적인 제품개발에 노력을 경주하겠다”고 밝혔다.


SK에너지는 2030년까지 생산 전량을 친환경 아스팔트화 하는 ‘Green Innovation 2030’ 경영목표에 부합될 수 있도록 지속적인 제품개선과 기술개발을 통해 아스팔트 포장이 한 단계 더 발전할 수 있는 기반을 조성하도록 할 예정이다

[공학저널 전찬민 기자] 

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불연소재로 낡은 터널과 교량의 성능을 2배 향상시킨다


건설연, 하중은 2배로 버티고, 

수명은 3배로 향상 가능한 노후시설물 보강 공법 개발

기존 공법대비 시공비 45% 절감하면서 불연소재로 내화성능도 향상


    한국건설기술연구원(원장 한승헌, 이하 건설연)은 불연소재인 탄소섬유 보강재와 시멘트 혼합물을 활용하여 노후시설물의 하중저항능력 2배 및 내구수명을 3배 향상시킬 수 있는 보강공법을 개발했다고 밝혔다.


국토교통부 자료에 따르면 노후시설물을 준공 후 30년을 기준으로 했을 때 우리가 매일 이용하는 교량, 터널, 지하철 등 사회기반시설의 37%는 노후시설물이고 20년 후에는 80%로 증가될 예정이다. 그러나 노후시설물은 예산부족 등의 이유로 일시에 교체할 수 없다. 때문에 수시로 유지보수를 실시하여 성능을 유지해야 하고, 성능이 부족한 시설물은 성능개선공사를 실시하여 시설물의 사용수명을 늘리는 것이 필요하다. 지하철 등 사회기반시설은 물론 우리가 거주하고 있는 주택, 아파트 등 주거시설의 90% 이상은 콘크리트로 시공되어 있다. 노후 콘크리트 시설물 보수를 위해 다양한 보강공법이 적용 중에 있다.


건기연

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그중에서도 고강도 탄소섬유를 시트나 판넬형태로 접착 시공하는 방법이 일반적이다. 탄소섬유를 활용한 기존 노후구조물 보강 공법은 구조물에 에폭시 수지 등 유기계 접착제를 활용하여 탄소섬유시트나 판넬을 부착하는 방식이다. 그러나 유기계 접착제는 화재에 취약하고 지하구조물 등 표면이 젖은 구조물에 시공할 수 없으며, 시공 후 접착된 부위가 수분에 노출되는 경우 탄소섬유가 탈락하는 문제점이 있다.




 건설연 김형열 박사 연구팀은 기존 탄소섬유 접착공법의 문제점을 개선하기 위하여 유기계 접착제 대신 시멘트 혼합물을 활용하는 공법을 개발하였다. 개발된 공법은 노후 시설물 표면에 격자 형상으로 제작한 탄소섬유 보강재와 고성능 시멘트 혼합물을 일체화 시공하여 보강하는 공법으로, 시멘트 혼합물이 접착제 역할을 대신한다.


탄소섬유와 시멘트 혼합물 모두 불연소재이기 때문에 내화성능이 우수하여 화재위험에 노출된 시설물 보강에 효과적으로 활용할 수 있다. 젖은 구조물이나 동절기에도 시공이 가능하며, 누수가 발생해도 떨어지지 않는 등 기존 접착공법의 단점을 크게 보완하였다. 또한, 탄소섬유는 철근처럼 부식하지 않기 때문에 제설제를 사용하는 도로시설물이나 염분에 노출되는 방파제와 같은 해양항만시설물 보강에도 효과적이다.


개발 공법의 성능 검증 결과, 구조물의 하중저항능력이 2배 향상되는 것을 확인하였다. 특히, 건설연에서 개발한 시멘트 혼합물에는 제철소에서 발생하는 산업부산물(용광로에서 제련할 때 나오는 재, 일명 고로 슬래그 미분말)이 50% 배합되어 있다. 때문에 일반적으로 사용되는 시멘트 혼합물에 비하여 재료비는 50% 절감되고 내구수명은 3배 이상 향상시키는 효과가 있다.


구조성능 검증실험 결과/건기연



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개발된 공법은 주택과 같은 소형 시설물 보강시에는 인력시공이 가능하고 교량, 터널, 지하철과 같은 대형 시설물 보강시에는 기계화 시공이 가능하여, 시공속도를 기존 대비 2배 이상 향상시킬 수 있다. 경제성 측면에서는 기존 탄소섬유 접착공법에 비하여 약 45%의 시공비 절감이 가능하다.


한편, 개발된 공법은 얇은 판넬 형태로 건축용 외장재, 시설물 보강용 자재 등 다양하게 활용될 수 있다. 특히, 판넬에 불연 단열재를 추가하면 화염에 취약한 자재들을 대체할 수 있을 것으로 기대된다.


 한승헌 원장은 “고강도, 비부식성 등 강점을 가진 탄소섬유는 건설산업에서 철근이나 강철선을 대체할 수 있는 건설재료로 성장 가능성이 매우 높다”며 “앞으로 탄소섬유를 고내구성과 장수명이 요구되는 노후시설물 보강 등 건설산업 전반에 활용하는 연구를 확대하겠다”고 밝혔다.


본 개발 성과는 2020년 5월과 7월에 국제학술지인 Materials와 Composite Structures에 각각 게재되었으며, 개발 공법은 국내외 특허로 등록되었다. 본 연구는 과학기술정보통신부 주요사업(’18~’20)의 예산을 지원을 받아 수행 중에 있으며 ‘20년 하반기에 공용중인 시설물을 대상으로 테스트베드를 구축할 예정이다.

한국건설기술연구원

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품질확보+안전한 시공, 원격·자동화가 해답


    건설현장 사망 사고 중 추락이 주요 요인으로 꼽히고 있는 가운데 원격 시공으로 사람을 대체해 안전을 확보할 수 있게 됐다.


산재가 가장 많이 발생하고 있는 건설업의 안전관리 강화로 지난해 사망자수는 전년대비 57명 감소했지만 추락으로 인한 사고사망자는 여전히 절반이상을 차지하고 있다. 특히 건설교량의 상부구조물인 거더와 하부구조물인 교각시공에는 고소작업이 필연적으로 발생하는데 이 과정에서 추락으로 인한 인명손실이 빈번히 발생하고 있다.


‘도로구조물 원격·자동화 시공기술 개발’ 


지진 대응에 탁월한 ‘오뚜기 거더’/토목신문

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하지만 최근 이러한 사고를 예방하는 기술이 개발 됐다. 고소작업 시 원격으로 시공해 추락사고를 방지하는 기술이 그것이다.


현재의 구조물 시스템을 그대로 원격·자동화하는 데에는 한계가 있다. 예를 들어 거더를 교각상부의 계획된 좌표에 원격으로 거치하는 것을 구현하는 것은 가능하다. 하지만 이어 전도방지시설들의 설치가 필요한데 이러한 공정까지 원격으로 하는 것은 쉽지 않다.




이를 위해서는 거더 자체적으로 전도를 방지할 수 있는 상세들이 필요하다. 공정을 분석해 원격시공에 문제가 되는 요소들을 도출하고 원격시공에 맞게끔 구조 상세를 개선하는 것이 기술의 핵심이다.


실제 시공하는 입장에서 현장 상황을 반영해 필요한 기술의 세부적인 방향을 제시하는 한편 로봇제어 기술과 협력해 원격·자동화 시공에 부합하는 구조물의 상세를 개발하고 대상구조물의 설계와 시공을 수행하는 것이 이 기술의 특장점이다.


이러한 원격 시공 기술을 개발하고 있는 SB엔지니어링㈜은 교량공법개발과 시공 전문 기업으로 2007년 혜동브릿지㈜로 시작해 강합성거더 공법인 SBarch합성거더와 PSC거더 공법인 오뚜기거더를 주 공법으로 사업을 진행하고 있다. 올해 SB로 계열사들의 CI를 통합해 하나의 기업이념을 공유하는 가족사로서 새롭게 시작하고 있다.


또한 SB엔지니어링은 새로운 교량기술의 개발과 보급을 위해 국가연구과제에 적극적으로 참여하고 있다. 그 동안의 연구개발 능력과 사업화 역량을 바탕으로 스마트 건설 사업 ‘도로구조물 원격·자동화 시공기술 개발’ 과제에 참여하고 있다.


특히 원격제어 거치 기술은 SB엔지니어링이 주력하고 있는 상부 구조용 거더 공법과 현재 연구개발 중인 모듈러 교각과 연계되는 기술로 시너지 효과를 발휘할 것으로 예상된다.




이와 함께 모듈러 제품들과 자동화 시공의 기반이 되는 BIM 기술 적용을 위해 ‘디지털 기반 도로구조물 설계-제작-시공 지원기술 개발’ 과제에도 참여하고 있으며 이번 스마트 건설 과업을 통해 업계에서 차별화된 기술력을 보유하고 해외경쟁력도 확보할 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다.


또한 연구개발-설계-시공에 있어 상호 유기적인 조직으로 연구개발 단계부터 시공엔지니어가 적극 개입해 시공을 고려한 제품을 개발한다. 현장적용에서의 문제점을 바로 피드백해 제품의 품질과 성능을 개선하고 있다. 교량분야의 고급엔지니어와 박사급 연구전문가, 시공전문가의 협업으로 실용적이고 안전한 완성도가 높은 제품을 개발할 수 있는 것이 강점이다.



SB엔지니어링 기술연구소 정준 연구소장(사진)은 “많은 전문 기능공들이 사라지고 있는 우리나라의 건설산업 상황 속에서 기계 의존도가 높아지고 있어 원격·자동화기술은 미래 경쟁력 확보에 반드시 필요한 기술”이라며 “해외사업 수행에 있어서도 믿을 수 있는 엔지니어들이 부족한 상황에서 품질확보와 안전한 시공을 위한 하나의 해법이 될 수 있다”고 말했다.




한편 SB엔지니어링은 현재 모듈러 교각, 말뚝기초 등 교량기술 전반에 대해 모듈화 기술을 확대 중이며, 횡이동을 통한 기존교량 교체 공법 등 가설기술들을 개발 중에 있어 이의 완성에 스마트 건설 사업과제를 통한 자동화 건설 기술이 큰 역할을 할 것으로 전망되고 있다.


정 연구소장은 “전 세계적으로 4차 산업으로 격변기에 있는 상황에서 이번 스마트 건설 사업은 시들어 가는 국내 건설산업에 있어 새로운 전기를 마련할 것으로 기대하며, 또 국가경쟁력을 확보해 해외로 국내기술의 수출에도 일조할 것”이라고 전했다.

[공학저널 전찬민 기자]


오뚜기거더(MPC) 공법 

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LH인증신기술, 국토부 건설신기술보다 우위?

 

     한국토지주택공사(LH)에서 자재·공법 선정 시 LH가 자체적으로 선정·관리하는 ‘LH인증신기술’에 국토교통부가 지정하는 ‘건설신기술’보다 높은 가점을 주고 있어 논란이 일고 있다.

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국토부 건설신기술로 지정받고도 LH의 신기술 심사를 통과한 특허보다 낮은 평가를 받는 식이어서 신기술업계에서 형평성 문제 지적과 함께 개선돼야 한다는 목소리가 높다.

20일 업계에 따르면 LH는 토목 및 조경공사에서 자재·공법 선정에 필요한 사항을 지침을 통해 규정하고 총공사비 10억원 이상 토목·조경시설물 공사 설계 시 이를 적용하도록 하고 있다.

 


내·외부 전문가로 구성된 자재·공법선정위는 신용평가등급이나 품질인증 여부에 따라 배점을 다르게 하고 있다. 이때 LH는 건설·환경·교통·방재 분야에서 정부가 인증한 신기술(NET)·신제품(NEP)에는 2점을, LH인증신기술에는 이보다 1점 높은 3점을 준다.

신기술업계는 배점 기준에 문제가 있다고 지적한다. 오랜 시간과 비용을 투자해 건설신기술 지정을 받았는데 그 가치를 인정받지 못한다는 것이다.

또 업체가 3점을 받을 목적으로 LH신기술 공모에 지원해 인증을 받는 과정에서도 정부 인증 신기술에 대한 별도의 인센티브가 없고, LH신기술 인증 과정에서 ‘실물시험적용 신기술’로 분류되면 시험시공을 진행하고 관련 비용도 모두 개발자가 부담해야 하는 처지다.

 


한 신기술업계 관계자는 “특허만 보유한 기술개발자가 LH신기술 인증을 받으면 건설신기술보다 높은 점수를 받게 돼 있다”면서 “건설신기술 심사 과정에서도 엄격하게 평가받는데 국토부 산하 공공기관에서 건설신기술을 이리 홀대해서 되겠느냐”고 반문했다.

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업계 반응도 다양하다. 토목분야 특허를 통해 LH신기술 인증을 받은 A사는 “건설신기술 개발자들이 불만을 가질 만하다”라는 반응을 보였고, 다른 업체 B사는 “특허만으로도 기존 기술과의 차별성을 가지면 경쟁력이 있는 것”이라고 밝혔다.

한편 LH 관계자는 “기술 개발 지원을 통한 국내 중소기업과의 동반성장을 위해 신기술제도를 운영하고 있다”며 “LH 현장에 적합한 기술을 인증해줬다는 측면에서 더 높은 가점을 배정한 것”이라고 설명했다.
[이창훈 기자] smart901@kosca.or.kr
대한전문건설신문
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도로 구조물 디지털화, 프리팹이 이끈다


    디지털을 기반으로 도로구조물의 설계부터 시공까지 지원하는 기술이 개발된다.


현재 국내 건설분야의 공급체계는 현장 인력 중심으로 이뤄져 있다. 이에 따라 타 산업 대비 디지털화가 더디고, 생산성이나 기술력이 제자리걸음을 하고 있다는 지적을 피하지 못하고 있는 실정이다.


최근 이를 혁신적으로 개선하기 위한 방안으로 ‘DfMA(Design for Manufacturing and Assembly)’를 도로구조물의 프리팹화에 도입하려는 움직임이 일고 있다.


UPS Housing Projec

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DfMA는 정보 가치를 인식하고 이에 기반 해 제조업의 생산성을 향상시키는 기술이다.


이번 도공의 ‘스마트 건설기술 연구개발 사업’은 이러한 DfMA기술을 통해 설계분야의 디지털화와 시장 확장을 도모하고 프리팹 부재의 고품질화와 원가절감을 목표로 생산기술을 개발하고 있다. 이에 따라 중앙대학교 사회기반시스템공학부 심창수 교수(사진)가 이번 사업의 주요한 과제로 꼽히고 있는 ‘도로구조물 설계-제작-시공 지원기술 개발’의 책임을 맡으며, 기술 개발에 대한 기대가 높아지고 있다.




그는 “프리팹을 통한 다양한 기술 개발을 위해 최선을 다 할 계획”이라고 말했다.


심 교수가 전하는 이번 과제에서의 주요 개발 예정인 기술은 세 가지로 나눠 볼 수 있다.


첫 번째 개발 예정기술은 ‘프리팹 구조의 디지털 엔지니어링 모델’이다. 이 기술은 건설 분야의 BIM 기술을 타 산업영역으로 확장 가능하도록 인터페이스를 개발하고, 건설 산업 내에서는 설계와 제작 정보의 연계를 모델 기반으로 수행할 수 있도록 하는 기술이다.


특히 국내 인프라의 고품질화를 위해 미학적인 디자인을 3차원 콘크리트 프린터와 로봇 가공기술을 활용해 프리팹 구조에 구현할 수 있도록 하는 기술이라고 말할 수 있으며, 실제 적용을 통해 실증하는 연구를 수행할 예정이다.


두 번째는 ‘콘크리트 프리팹 제작/시공 혁신기술’이다.


DfMA 기반의 콘크리트 프리팹 부재 자동생산 기술, 철근 선조립과 공장생산 기술, 실시간 품질검사 기술을 예로 들 수 있으며, 이를 확산하기 위한 표준과 지침개발도 예정돼 있다.


세 번째는 ‘강구조 프리팹 제작/시공 혁신기술’이다. 강거더와 강합성거더에 대한 DfMA 기술 기반의 현장인 력 최소화 기술, 디지털 모델 기반 제작 장비 인터페이스와 디지털 가조립 기술, 프리팹 강구조의 연결부 기술과 설계-제작 간 정보흐름을 지원하는 구조전개 자동화 기술 등이라고 말할 수 있다.


Design For Manufacturing and Assembly/Cetrix Tablets



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심창수 교수는 “DfMA는 제조업 분야에서 이미 검증된 기술이지만 이를 건설 산업에 적용하기 위해서는 프리팹 구조에 대한 컨텐츠의 디지털화가 필요하다”며 “이를 위해 초기 단계인 3차원 콘크리트 프린팅 기술이나, 로보틱스에 의한 가공 기술이 적용될 예정이다. 품질검사 자동화를 위한 광학 측정 기술들도 활용된다. 성능모델 개발을 위한 스마트 센싱, 해석 연동기술, AI에 의한 예측 기술들도 함께 적용될 예정”이라고 말했다.


한편, 심 교수는 이번 연구 과제를 통해서 디지털 설계기술을 전문기업들이 자체 보유해서 설계를 수행하고 이를 설계사들이 활용해, 시공성과 성능이 보장된 설계를 생산성 높게 완성할 것으로 예상하고 있다고 전했다.


프리팹화 된 도로구조물을 설계에 반영하면 설계 시간을 단축하고 설계 완성도를 높일 수 있기 때문이다. 게다가 설계가 완료되면 바로 연계된 제작모델에 연동해 디지털화 된 제작이 수행되고 공장 자동화의 수준도 높아져 인력 의존성까지 줄이고, 고품질의 부재와 생산원가 절감까지 기대되고 있다.


심창수 교수


이를 뒷받침하기 위해서는 발주 체계, 산업 구조 등의 개선이 필요하다는 목소리도 들리고 있다. 새로운 기술의 시장 진입에 장애물이 되기 때문이다.




심 교수는 “품셈기반의 견적체계가 유연해져야 하고 제품단위로 개발되는 혁신적인 프리팹 기술에 대해서는 제품단가 기반의 비용 산정이 가능해져야 한다. 기술 개발 기업이 개발에 따른 이익을 공유할 수 있어야 한다”며 “정부는 국가 인프라의 조달 시장을 매개로 방향을 설정하고 기업이 사전에 기술적 토대와 사업 영역의 변화를 준비할 수 있도록 해야 한다. 스마트 기술은 국가의 경계를 넘나들기 때문에 지금까지 국내 건설시장의 해외기업 진출의 걸림돌이 사라지게 될 것이다. 이러한 상황에 우리 기업도 해외 시장과 국내 시장의 구분이 없는 시장 환경이 필요하다”고 말했다.


그는 이어 “스마트 건설기술은 단순하게 특정 공법이나 기술을 개발하는 사업이 아니다. 건설산업 전반에 환경을 변화시키고 의사소통의 수단을 바꾸는 일”이라며 “스마트 프리팹 기술이 설계, 제조, 가설, 유지관리 기술 플랫폼의 핵심으로 자리 잡게 되기를 바란다”고 덧붙였다.

[공학저널 전찬민 기자]

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상하수도 기술, 지능정보기술로 도약하다


    상하수도 분야에서도 4차 산업혁명 시대와 발맞춰 미래의 상하수도시스템의 융합 기술의 적용 개발이 지속적으로 필요하다. 4차 산업혁명과 상하수도 시스템의 연계는 공급자의 효율성 증진과 동시에 소비자에게 정보를 공유하고 서비스를 증진하는 목표가 돼야 한다.


특히 스마트 물 관리시장의 데이터 분석 사업의 성장률이 향후 더욱 증가할 것으로 기대되고, 기존의 장비 제조사, 운영사와 통신, 소프트웨어 업체 간의 업무 협업이 중시될 것이다. 지능정보기술은 인공지능과 ICBM에 기반 한 정보가 종합적으로 결합된 형태의 기술로서 상하수도 인프라의 운영뿐만 아니라 계획, 설계, 시공, 관리 등 다양한 형태로 적용될 것이며 이에 대응되는 고도화된 기술 수요에 대한 연구가 필요한 실정이다.



대한상하수도학회 구자용 회장(사진)은 “기술적 연구와 더불어 정부에서는 지자체에 신기술 도입을 통해 상하수도 서비스가 개선된다면 인센티브를 주는 것과 같이 개발된 고도의 기술을 상하수도에 적극 도입할 수 있도록 하는 정책적 지원도 함께 이루어져야 할 것”이라고 말했다.


Interview. 대한상하수도학회 구자용 회장


대한상하수도학회의 주요 활동과 연구는 무엇인지


본 학회는 상하수도 분야의 학술적 연구 및 기술개발을 위해 산·학·연 공동 연구개발, 인재 양성, 신기술 교육 프로그램 마련 등을 활발한 활동뿐만 아니라 교육, 연구계와 산업체와의 ‘교육의 선순환 고리’를 만들어서 미래사회의 상하수도 문제를 해결하는 것도 우리 학회의 주요활동의 핵심이라고 생각합니다. 따라서 우리 학회는 학술단체인 만큼 새로운 시대가 요구하는 상하수도의 미래 모습과 대응 기술을 연구하는 것에 있어 중요한 역할을 하고 있습니다.




특히 4차 산업혁명 시대에 부응하는 미래 상하수도의 대응기술, 경제 개발 시기에 설치된 상하수도 인프라의 노후화에 적절히 대응할 수 있는 현대화 기술, 국민이 요구하는 상하수도 서비스에 걸맞은 정수와 하·폐수 처리 기술, 관망관리 기술, 물-에너지-식량 넥서스 등 시대적 요구에 대응할 수 있는 기술 연구와 산업화가 우리 학회의 핵심 활동 방향이라고 생각됩니다.


상하수도분야에서 IT융합, 빅데이터 등을 활용한 주요 기술은


현재 사물인터넷과 인공지능의 혁명으로 일컬어지는 4차 산업혁명까지 큰 변화에 상하수도분야의 대응도 요구되고 있었습니다. 상하수도 분야 역시 초연결성, 초지능화의 특성을 가지는 사이버 물리시스템과 사물인터넷, 인터넷 서비스 등의 모든 개념을 포괄한 정보통신기술 기반의 지능정보기술을 활용해 산업혁신을 하고 있습니다.


특히 상하수도 분야에 4차 산업혁명의 새로운 기술과의 융합은 기존 상하수도 기술의 고도화와 지능정보기술 간의 융합을 통해 시너지 효과를 비약적으로 증대시키는 것이라 예측됩니다.


IoT 센서와 정보통신기술에 기반해 실시간으로 데이터를 교환하고, 빅데이터로 불리는 방대한 데이터를 수집해, 실제 현장에서 발생할 수 있는 상황을 디지털 트윈과 같은 기술을 통해 시뮬레이션해 최적의 대안을 찾는 이러한 일련의 과정을 4차 산업혁명시대의 상하수도 기술과 지능정보기술 간의 융합의 예로 말씀드릴 수 있을 것 같습니다.


SKT-한국수자원공사, IoT 기반 스마트 물관리 위해 맞손 - 인포스탁데일리

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앞으로 대한상하수도학회의 계획은


관·산·학·연의 관련 조직 및 단체들과 활발히 협력해 미래에 필요한 상하수도 정책, 기술 개발을 지원할 수 있도록 학회의 부회장님들과 이사진 그리고 회원들과 협력해 모두가 참여하는 학회가 되도록 노력할 것입니다.


그리고 무엇보다 상하수도 산업 육성을 적극 지원하여 상하수도인이 국민으로부터 지지받고 전문가로서 인정받는 사회가 되는데 대한상하수도학회가 역할을 다 할 수 있도록 저 또한 즐거운 마음으로 노력하고자 합니다.




마지막으로 남기고 싶은 메시지가 있다면


상하수도는 국민에 대한 복지서비스라는 측면에서 국민이 요구하는 수준을 잘 파악하기 위해관련 시민단체나 상하수도 사업자 등이 함께 연대해야 합니다. 그동안 시민단체와의 소통 부분에서는 다소 아쉬운 점이 있었습니다. 앞으로는 전략적 협력 관계를 만들어 함께 노력해나갈 필요가 있습니다.


또한 환경부의 상하수도 정책 부서와 한국수자원공사, 한국환경공단, 한국상하수도협회 등 유관기관과의 정기적인 워크숍 개최 등을 통해 학회가 할 수 있는 정책 제안과 기술 개발 등의 역할이 강화돼야 할 것으로 판단됩니다.

[공학저널 전찬민 기자] 

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임시 구조물, 스마트 기술로 사고 예방


    건설현장에서 가설구조물에 의한 사고가 빈번히 발생하고 있는 가운데 인공지능, IoT 등 최신 기술로 안전을 확보할 수 있는 단초가 마련됐다.


최근 K의료, K방역 등 분야에서 우리나라는 선진국 대열에 들어섰지만 산업재해분야는 상당히 열악한 상황이다. 고용노동부에서 2014년부터 2018년까지 조사한 산업재해 현황 분석 자료에 따르면 기인물별 전 산업 사망자 평균 793명 중 302명(38%)이 가설구조물에 기인한 사망자로 분류됐다. 이 중 평균 207명(69%)은 건설업의 가설구조물에서 발생한 사망사고다,


Safety Management of Steel Pipe Scaffold using UAV/한국방재안전학회

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이에 따라 임시 구조물 관련 재해 25%이상 저감이라는 목표로 스마트 안전 확보 기술이 본격적으로 개발될 계획이다. 임시 구조물 스마트 안전 확보 기술은 가설기자재 품질관리기술과 임시 구조물 설치·해체·운영 시 스마트 안전확보 기술의 두 가지 구성기술로 개발된다.


가설기자재 품질관리기술은 임시 구조물의 부품이라고 할 수 있는 가설기자재의 품질확보를 목표로 하고 있다. 이 기술은 ‘영상기반 가설기자재 형상관리 기술개발’, ‘가설기자재 비파괴검사(NDT)를 위한 포터블 디바이스 개발’, ‘손상정량화, 구조성능평가, 시각화를 위한 통합시스템 개발’, ‘가설기자재 상태 등급별 구조 성능평가 기술개발’, ‘가설기자재 품질평가와 관리기준 개발’ 등 5개 세부기술로 구성된다.




또한 가설기자재 품질확보를 위해 스테레오 비전과 SfM(Structure from Motion)을 이용한 3차원 형상모델링 기법, 영상처리와 AI기술을 이용한 손상 정량화기술 연구를 주로 진행한다.


특히 가설기자재 손상 정량화는 설명가능 인공지능(XAI, eXplainable Artificial Intelligence)을 적용해 기존 인공지능의 블랙박스식 추론의 한계 극복과 가설기자재 구조 성능평가의 투명성을 확보할 계획이다.


임시 구조물 설치·해체·운영시 스마트 안전 확보 기술은 가설기자재로 구성된 임시 구조물의 안전성 확보를 목표로 하고 있다.


XAI—Explainable artificial intelligence | Science Robotics

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‘임시 구조물 설치·해체 프로세스 정보 수집 기술개발’, ‘현장 영상 정보 기반 임시 구조물 모델링 및 구조안전성 분석 기술개발’, ‘현장 작업자 설치·해체 작업지원 시스템 개발’, ‘임시 구조물 안전 모니터링 설계 최적화 기술개발’, ‘무선 네트워크 기반 임시 구조물 안전 모니터링 기술 개발’, ‘임시 구조물 전주기 지능형 안전관리 시스템 개발’ 등 6개 세부기술로 구성된다.




이 기술들은 딥러닝을 이용한 임시 구조물 유형별 위험요인 분석과 IoT센서를 활용한 통합 관제기술을 통해 임시구조물 전주기 안전성평가를 수행한다.


이 두 가지 구성 기술은 가설기자재의 임대/납품, 반입과 임시 구조물의 설치/해체, 운영의 전 과정에 거쳐 활용되며, 총 6년의 연구개발 기간 중 초기 2년 동안 핵심기술 개발을 완료한다. 이후 4년에 거쳐 자체 테스트베드, 현장 테스트베드 적용을 통해 점증적으로 기술을 고도화할 예정이다.


이러한 임시 구조물 스마트 안전확보 기술개발에는 연세대학교 산학협력단을 중심으로 인하대학교 산학협력단, 성균관대학교 산학협력단 등 여섯 개 공동연구기관과 두 개의 위탁연구기관 등 총 아홉 개 기관의 연구진이 참여하고 있다. 연세대학교 산학협력단은 증강현실과 딥러닝을 활용한 시설관리, 건설현장 위험 경보 시스템, 건설객체 실시간 모니터링 등 다수의 관련연구를 수행해 왔으며 이번 기술 개발에 책임 연구기관을 맡고 있다.


이번 과제에 참여한 연구진은 이미 임시 구조물 안전에 적용 가능한 인공지능, IoT, 증강현실, 로봇기술 등 최신 ICT기술과 관련한 우수한 연구성과를 보유하고 있다.



연세대학교 건설환경공학과 김형관 교수(사진)는 “앞으로 임시구조물 스마트 안전확보를 위한 핵심기술개발에 집중할 계획이며 세부 기술개발 내용과 관련해 명확하고 정략적인 목표로 최선을 다해 필요한 기술 확보에 매진할 생각”이라며 “이후, 개발된 기술을 평가하고 공유를 통해 더욱 완성된 단계로 나아가는 것이 목표”라고 말했다




그는 이어 “이러한 노력을 통해 개발된 기술이 실제 건설현장에서 효과적으로 활용될 수 있도록 시장체계에도 관심을 기울이고, 안전기술의 해외 전파에도 노력하고자 한다”고 덧붙였다.


건설안전은 최종적으로 하나의 기술만 가지고 해결될 수 있는 문제는 아니다. 현재 많은사고가 수익성을 이유로 안전관리가 제대로 이루어지지 않는 중소규모 현장에서 발생한다는 사실이 이를 뒷받침하고 있다. 이제는 사회적 공감대 형성이 반드시 병행돼야 한다는 것이 김 교수의 의견이다.


김 교수는 “연구단의 성과는 건설산업의 제도와 문화의 변화로 완결될 것이라는 차원에서 많은 격려와 관심 부탁드린다”고 당부의 말을 전했다.

[공학저널 전찬민 기자] 

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대전도시철도公, 선로 자동세척 기술 개발


연 6천만원 비용절감 효과
지하터널 미세먼지 절감 기대


   대전도시철도공사는 국내 최초로 '강체전차선로 자동세척시스템'을 공동개발, 현장 적용 검증 시연을 마쳤다고 11일 밝혔다.


'강체전차선로 자동세척시스템'은 기존 인력에 의존하던 강체전차선로 애자 세척을 강체전차선의 위치 변화를 자동으로 추적해 일정 거리에서 고압 분사로 세척하는 첨단시스템이다.

이날 새벽 노은역에서 전동차 전기 공급 전차선로인 강체전차선로의 자동세척장비 현장 적용 검증 시연을 무사히 끝냈다.

 


대전도시철도공사는 지난해 3월부터 한국철도기술연구원, 유망 중소기업인 명성RNP와 함께 이 시스템을 국내 최초 개발해 기존 1일 1㎞정도였던 세척 가능 거리를 1일 5㎞ 이상으로 늘려 유지보수 효율을 대폭 향상시켰다.

이에 따라 전차선지지부(T-bar) 상부의 오염물질을 한 번에 효과적으로 제거할 수 있어 도시철도 지하터널 구간의 미세먼지 제거에 큰 도움이 될 것으로 예상된다.


또한 기존 외주용역을 통한 애자 세척방식은 ㎞당 평균 233만원이 소요됐으나 이 시스템은 ㎞당 평균 100만원으로, 매년 6천만원의 비용절감 효과가 기대된다.

 


김인술 기술이사는 "올해 12월까지 성능 테스트를 완료하고 내년도부터 실용화할 계획"이라며 "어렵지만 끈기 있게 독자 기술개발에 힘써 경비절감 및 고가 외산장비 대체품 생산을 위해 최선을 다하겠다"고 말했다.
김금란 기자 중부매일
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첨단 센서 기술, 스마트한 도로를 이끈다


   이제 도로는 전통적인 토목기술뿐만 아니라 첨단 센서 기술을 통해 스마트한 도로로 탈바꿈하고 있다.


우리가 바라보는 도로는 일상생활에서 매우 유용하지만 따분하고, 빨리 지나가고 싶은 대상이기도 하다. 하지만 미래의 도로는 자율주행차 안에서 일상을 누리게 되듯 도로 역시 생활공간으로 아늑하고 즐기는 공간으로 변할 수 있다. 이에 따라 도로를 통해서 다양한 정보가 연결되고 도로를 통해서 일상생활을 누릴 수 있도록 스마트화가 진행되고 있다.

Smart Roads/RE KEARNEY

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스마트화의 핵심은 지능화와 고도화이다. 이는 인지-판단-통제라는 일련의 과정으로 연결이 된다. 인간이 오감을 통해 전달되는 정보를 뇌에서 인지 하듯이 향후 도로나 차량도 우리의 눈, 코, 귀와 같은 역할을 하는 스마트 센서가 중요한 시점이다.


특히 레벨4 수준의 자율주행 구현이 코앞으로 다가온 현 시점에서 자율주행차, 도로 인프라 구축 등에 센서 기술들이 다양하게 활용되고 있다. 그 대표적인 기술이 레이저 거리측정 기술이다.




레이저 거리측정 기술은 레이저가 표적에 반사되어 돌아오는 시간(ToF) 또는 위상변화(AMCW, FMCW)를 측정해 거리를 계량하는 기술로서 이미 레저(골프), 토목, 교통, 군수 등 생활에 널리 활용되고 있다.


특히 레벨4 이상 자율주행의 핵심 기술인 라이다(LiDAR)는 레이저 거리측정 기술을 기반으로 3차원 영상을 취득하는 기술이다. 약간의 알고리즘을 적용하면 거리 뿐아니라 방향, 속도에 정보도 제공하는 것이 특징이다. 라이다 센서는 초기에 대기성분 분석 등에 응용됐으나 최근에는 자율주행차의 핵심 센서로 주목받고 있으며, 도로교통 시스템 등에도 적용돼 도로 이용자들의 편의성과 안전을 확보할 수 있다.


그 밖에도 겨울철 교통사고가 빈번히 발생하고 있는 블랙아이스를 탐지하는 기술에도 센서가 활용된다. 블랙아이스를 탐지하는 기술은 최고난도 수준의 기술이 요구돼 기술적, 사회적으로 매우 중요한 공익적 기술이며, 현재 기술검토를 시작해 앞으로의 성과를 기대하고 있다.


이러한 센서들을 개발하고 있는 무리기술(주)은 고등기술연구원의 원격탐지팀이 모태가 돼 지난 2008년 설립부터 현재까지 주로 방산분야의 연구개발과 양산을 수행하고 있으며, 현재 FTIR적외선 분광기술와 어븀 레이저 기술을 주력으로 하고 있다.


FTIR 적외선 분광기술은 화생방 분야에서 화학가스를 원격으로 탐지할 수 있는 기술로써 세계적으로 소수의 업체만이 보유하고 있는 고난도 기술이다. 무리기술은 해외 기술과 차별성을 갖는 회전형 간섭계 기술을 적용해 최초 국내개발에 성공했고 현재 군에 납품 중에 있다. 이 기술은 향후 화재와 같은 재난감시, 산업유독가스 배출 감시 등 다양한 민수분야에서 활용할 예정이다.




또한 어븀 레이저 기술은 눈에 안전한(eye-safe) 특성으로 인해 레이저 거리측정기, 라이다 등에 널리 사용되는 기술이다. 특히 국내 최초로 개발된 어븀 레이저는 해외 제품과 비교해 성능 우위가 입증된 무리기술의 대표적인 기술이다. 무리기술이 보유하고 있는 라이다 기술 또한 이러한 레이저 기술을 바탕으로 하고 있다.


이러한 기술력을 바탕으로 무리기술은 현대모비스와 공동으로 자동차용 라이다 센서를 성공적으로 개발을 완료했다.



무리기술 박도현 대표이사(사진)은 “자동차용 라이다 센서는 성능 뿐아니라 자동차의 환경조건을 충족해야 하는데 국내에서 라이다 개발품 가운데 이러한 환경조건을 통과한 사례는 없다고 알려졌다”며 “이에 따라 무리기술은 향후 자율주행 자동차용 라이다 개발에 있어 중요한 진전을 이루었으며, 향후 기술적으로 자율주행에 적용하기 위해 성능을 고도화할 예정”이라고 말했다.


그 밖에도 무리기술은 스마트한 센서를 활용해 블랙아이스 탐지, 도로재난감시 등 도로 인프라 구축을 위한 기술 개발도 진행 중이다.


한편, 무리기술은 지금까지 레이저, 라이다, 적외선 분광기술 등의 기술 분야에서 이룬 성과와 위치를 바탕으로 자율주행용 라이다, 적외선 초분광기술을 아우르는 2030 글로벌 전자광학기업 비전을 갖고 실천할 계획이다.

[공학저널 전찬민 기자]


출처 : 공학저널(http://www.engjournal.co.kr)




These Smart Roads Could Change the Future of Driving

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현대건설, 철강 부산물로 만든 `친환경 건설재료` 녹색기술 인증 획득


환경 보호·부가가치 창출·비용 절감 `일석삼조` 효과


    현대건설이 생활용수 절감, 최적 환기 제어 등에 이어 지난 7월 `철강 부산물을 이용한 연약지반 처리용 지반 고화재 제조 기술`로 일곱번째 녹색기술 인증을 받았다.


녹색기술 인증은 에너지와 자원을 절약하고 효율적으로 사용해 온실가스와 오염 물질의 배출을 최소화하는 기술을 정부가 인증하는 제도다.


현장에서 연약지반 개량을 위해 고화재를 주입 중인 모습 [사진= 현대건설]


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포스코건설 `TH-Beam공법`, 건설신기술 제 893호 지정

https://conpaper.tistory.com/88600

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6일 현대건설에 따르면, 이번에 인증 받은 연약지반 처리 기술은 ▲환경 보호 ▲산업 부산물 재활용을 통한 부가가치 창출 ▲비용 절감을 통한 기술경쟁력 확보의 일석삼조의 효과가 호평을 받았다.




구조물을 세우기 전 연약한 지반을 단단하게 만들기 위해 고화재가 투입돼야 하는 경우가 많다. 일반적으로 사용되는 시멘트와 같은 고화재는 바닷물과 접촉하면 주변 환경에 악영향을 줄 수 있어 친환경 고화재 개발에 대한 요구가 꾸준했다.


현대건설은 현대제철과 철강 제조시에 발생되는 부산물인 중조탈황분진 중조탈황분진(중조를 이용해 재료의 황 성분을 제거하는 과정에서 발생하는 분진)을 원료로 선정, 건설재료 제조업체인 CMD기술단, 대웅과 협력해 친환경 건설재료 공동개발 및 실용화에 성공했다.


현대건설 관계자는 "연약지반 처리 기술을 인천신항 배후단지 현장에 시험 적용한 결과 해당 건설재료의 우수성을 검증했으며, 향후 여러 현장에 적용할 계획"이라며 "앞으로도 지속적인 연구를 통해 차세대 친환경 건설재료 개발 및 기술역량 강화에 앞장서겠다"고 말했다.

[조성신 기자 robgud@mkinternet.com] 매일경제

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