일상착붙 KICT

[일상착붙 KICT] 땅꺼짐, 이제 지도로 본다! AI기반 지반함몰 위험예측 모델을 이용한 위험 지도 (feat.1분과학)

지반함몰(싱크홀)은 자연적으로 발생하기도 하지만, 현대 도심에서 발생하는 지반함몰은 주로 인위적인 요인에 의해 나타납니다. 자연적인 지반함몰은 주로 석회암 지반이 지하수에 녹아 공동이 생기고 이것이 무너지며 발생합니다. 반면 도심에서는 지하 개발 공사나 노후된 지하 매설물로 인해 토사가 유실되면서 지표면이 붕괴하는 경우가 많습니다. 실제 실험을 통해 확인해 보면, 지하 매설물의 파손으로 새어 나온 물이 주변 지반을 침식시키고 점차 거대한 공동을 만들어 결국 지표면을 주저앉게 만드는 과정을 명확히 관찰할 수 있습니다. 한국건설기술연구원(KICT)은 이러한 지반함몰 사고를 미연에 방지하기 위해 디지털 지하 공간 정보와 인공지능(AI)을 결합한 위험 분석 모델을 개발했습니다. 연구진은 지하 매설물의 밀집도, 관의 크기, 노후도 등 다양한 속성 데이터와 과거의 지반함몰 이력을 체계적으로 수집하여 데이터베이스를 구축했습니다. 이를 바탕으로 특정 단위 면적별로 위험도를 분석하여 시각화된 '지반함몰 위험지도'를 제작합니다. 이 기술을 활용하면 육안으로 확인하기 어려운 지하의 상태를 체계적으로 진단하고 관리할 수 있는 과학적 근거를 마련할 수 있습니다. 지반함몰 위험지도는 단순히 사고 발생을 예보하는 것을 넘어 효율적인 지하 관리를 돕는 이정표 역할을 합니다. 지도에서 위험도가 높게 표시된 지역을 중심으로 지하 매설물을 우선 교체하거나 지표투과레이더(GPR) 탐사 주기를 단축함으로써 사고를 선제적으로 예방할 수 있기 때문입니다. 실제로 2018년부터 최근까지 발생한 사고 데이터를 대조해 본 결과 약 75%의 높은 예측 정확도를 기록했습니다. 연구진은 앞으로 이 기술을 각 지자체에 전파하여 지하 안전 관리 시스템에 실질적으로 활용될 수 있도록 노력함으로써 시민들이 안심하고 걸을 수 있는 안전한 도시 환경을 조성할 계획입니다.

[일상착붙 KICT] 도시의 탄소를 잡아라! 탄소중립도시 실현 건설 디지털 플랫폼 기술 (feat.1분과학)

지구 온난화와 기후 변화의 핵심적인 원인은 인간 활동에 의한 온실가스 농도 상승에 있습니다. 산업화 이후 인류는 석유, 석탄, 천연가스와 같은 화석 연료를 대량으로 사용해 왔으며, 이 과정에서 발생하는 이산화탄소는 대기 중에 지속적으로 축적되었습니다. 특히 우리가 일상적으로 머무르는 건물 내에서 전기를 쓰거나 난방을 위해 가스를 사용하는 과정에서도 막대한 양의 온실가스가 배출됩니다. 또한 도시를 형성하는 건물이나 다리 등을 건설할 때 사용되는 건축 자재 역시 탄소 배출의 주요 원인 중 하나로 지목되고 있습니다. 건축의 필수 자재인 콘크리트의 핵심 성분인 시멘트는 제조 과정에서 상당량의 이산화탄소를 배출합니다. 시멘트의 주성분은 자연 상태의 석회석에서 추출한 탄산칼슘인데, 이를 가공하고 공정을 거치는 동안 이산화탄소가 발생하게 됩니다. 실험을 통해 탄산칼슘에 묽은 염산을 떨어뜨리면 격렬한 반응과 함께 이산화탄소가 기체 형태로 배출되는 것을 확인할 수 있습니다. 이는 우리가 매일 이용하는 도로와 건물이 세워지는 과정 자체가 지구 대기에 적지 않은 영향을 미치고 있음을 시사하며, 건설 산업에서의 탄소 저감 노력이 왜 중요한지 보여줍니다. 이산화탄소 발생은 건설 현장뿐만 아니라 우리가 이동하는 도로 위에서도 빈번하게 일어납니다. 자동차 주행을 위해 연료를 연소시키는 과정은 탄소 배출의 대표적인 사례입니다. 비커에 담긴 석회수 근처에서 연료를 연소시킨 후 발생하는 기체를 모아보면, 맑았던 석회수가 순식간에 뿌옇게 변하는 현상을 목격할 수 있습니다. 이는 연료 연소 시 배출되는 이산화탄소가 석회수와 반응하여 탄산칼슘 앙금을 형성하기 때문입니다. 일상의 편리함을 위해 선택한 이동 수단이 지구 온난화를 가속화하는 온실가스를 끊임없이 내뿜고 있는 셈입니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 한국건설기술연구원에서는 지역별 탄소 배출 현황을 정밀하게 파악하고 저감 기술의 효과를 예측하는 연구를 진행하고 있습니다. 연구팀은 특정 지역의 데이터를 바탕으로 건물과 교통 부문에서 발생하는 탄소 배출량을 지도상에 시각화하는 플랫폼을 개발했습니다. 이 시스템을 활용하면 다양한 저감 시나리오를 설정하여 향후 탄소 배출량이 어떻게 변화할지 수치적으로 예측할 수 있습니다. 특히 에너지 성능이 낮은 노후 건축물을 선별하고, 리모델링과 같은 기술적 개입이 이루어졌을 때 실제 탄소 저감 효과가 어느 정도인지 객관적으로 분석해 줍니다. 2050 탄소 중립이라는 국가적 목표를 달성하기 위해서는 데이터에 기반한 체계적인 전략이 필수적입니다. 연구원의 기술은 단순히 탄소 배출량을 측정하는 데 그치지 않고, 리모델링 시의 경제성 분석과 탄소 저감량을 동시에 검토하여 최적의 의사결정을 돕습니다. 노후 건축물의 거주 쾌적도를 높이면서도 지구에 가해지는 부담을 줄이는 기술적 해법은 탈탄소 사회로 나아가는 이정표가 될 것입니다. 이러한 혁신적인 연구 성과들이 실무와 정책에 적극적으로 반영된다면, 우리나라는 탄소 중립 목표를 조기에 달성하고 건강한 지구를 미래 세대에게 물려줄 수 있을 것입니다.