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이제는 가축농장에서 냄새 안 나요..!? feat.악취안녕 [독성퀴즈타임 4화]

축산 농가 주변의 악취는 단순한 불쾌감을 넘어 농장 근로자와 인근 주민의 건강까지 위협하는 심각한 사회적 문제입니다. 맑은 공기를 기대하며 걷다 마주치는 악취의 주범은 주로 가축의 분뇨에서 발생하는 암모니아 등의 성분입니다. 기존에는 뿌리는 방식의 액상 탈취제를 사용해 왔으나, 대규모 축사에서 발생하는 방대한 양의 악취를 실시간으로 파악하고 제거하기에는 역부족이었습니다. 특히 악취의 원인 물질과 정확한 발생량을 구체적으로 파악하기 어려워 민원 대응에도 명확한 한계가 존재했습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 IoT 기술을 결합한 스마트 악취 제거 시스템이 새롭게 개발되었습니다. 이 시스템은 악취 정보를 실시간으로 수집하고 모니터링함으로써 효율적인 관리가 가능하도록 설계되었습니다. 단순히 냄새를 일시적으로 덮는 수준을 넘어, 데이터에 기반해 즉각적으로 민원에 대응할 수 있는 과학적 기반을 마련한 것입니다. 연구팀은 기존 액상 탈취제의 한계를 보완하기 위해 탈취 효과를 극대화할 수 있는 물리적 메커니즘을 장치에 도입하여 축산 환경의 획기적인 변화를 꾀하고 있습니다. 기술의 핵심은 악취 성분과 탈취제가 공기 중에서 충분히 반응할 수 있도록 유도하는 데 있습니다. 이를 위해 장치 내부에는 세 가지 혁신적인 기술이 적용되었습니다. 탈취제 입자를 아주 작게 쪼개 공기 중에 오래 머물게 하는 충돌형 미스트 방식, 공기의 흐름을 늦추는 와류 형성기, 그리고 공기가 계속 내부 구조물에 부딪히게 유도하는 탈취볼 기술이 그것입니다. 이러한 복합적인 작용을 통해 암모니아 같은 악취 성분을 효과적으로 중화합니다. 앞으로 이러한 스마트 기술이 축산 농가의 작업 환경을 개선하는 데 큰 역할을 하길 기대합니다.

국가독성과학연구소[독성퀴즈타임] Toxic Quiz Time

지구환경과학
공학·기술

건기왕3 | 붕괴사고 멈춰!🤚 '스마트거푸집시스템'만 믿고 간다! (ENG)

건설 현장에서 콘크리트 구조물을 완성하기 위해 가장 먼저 거쳐야 하는 과정 중 하나는 바로 거푸집 설치입니다. 거푸집은 타설된 콘크리트가 완전히 굳어 일정한 형상을 유지하고 품질을 확보할 때까지 임시로 설치하는 구조물을 의미합니다. 양생이 끝난 뒤에는 이를 해체하여 다음 단계로 이동하게 되는데, 이때 해체 시점을 결정하는 기준은 매우 엄격합니다. 보통 국토교통부의 표준시방서에 따라 일정 기간이 경과하거나 압축강도 시험을 통해 확보된 강도를 확인한 뒤에야 비로소 해체 작업이 이루어지게 됩니다. 하지만 이론적인 기준과 달리 실제 건설 현장에서는 환경적 변수가 많아 거푸집 해체 시점을 정확히 판단하기 어려운 경우가 많습니다. 특히 기온이 급격히 낮아지는 동절기나 폭풍우가 치는 악천후 상황에서는 콘크리트 양생 속도가 평소보다 늦어질 수밖에 없습니다. 문제는 거푸집 내부에 타설된 콘크리트 상태를 육안으로 직접 확인하기가 사실상 불가능하다는 점입니다. 만약 충분한 강도가 확보되지 않은 상태에서 성급하게 거푸집을 해체하게 되면 대형 붕괴 사고로 이어질 수 있어 현장에서는 늘 각별한 주의와 대책이 요구됩니다. 이러한 한계를 극복하기 위해 사물인터넷(IoT) 기술을 접목한 스마트 거푸집 시스템이 새롭게 등장했습니다. 이 시스템은 거푸집 내부에 초음파 센서를 장착하여 콘크리트 내부를 통과하는 초음파 속도를 실시간으로 측정합니다. 콘크리트가 단단해질수록 초음파 속도가 빨라지는 상관관계를 활용해 현재 강도를 수치로 산출하는 원리입니다. 이를 통해 현장 관리자는 스마트 기기로 양생 상태를 정밀하게 모니터링할 수 있으며, 기상 상황에 구애받지 않고 가장 안전한 시점에 후속 공정을 진행할 수 있는 객관적인 데이터를 확보하게 됩니다. 스마트 거푸집 시스템의 혁신은 단순히 데이터 측정에만 그치지 않고 물리적인 작업 방식의 변화로도 이어집니다. 기존의 거푸집 조립과 해체 작업은 대부분 숙련된 인력의 수작업에 의존해 왔으며, 이 과정에서 추락이나 부딪힘 같은 안전사고가 발생할 가능성이 높았습니다. 그러나 스마트 거푸집 시스템은 전동 스핀들을 탑재하여 원격 제어를 통한 자동 조립 및 해체가 가능하도록 설계되었습니다. 이는 작업자를 위험한 현장에 직접 투입하지 않고도 공정을 완료할 수 있게 하여 인력의 효율성을 높이는 동시에 인명 사고를 예방하는 데 결정적인 역할을 합니다. 현재 이 스마트 기술은 실내 검증과 현장 테스트를 거쳐 중소기업으로의 기술 이전까지 완료된 상태이며, 전국적인 현장 확대를 앞두고 있습니다. 연구진은 여기서 멈추지 않고 미래의 건설 현장을 더욱 안전하게 바꾸기 위해 자율주행 건설 시스템 개발이라는 원대한 꿈을 꾸고 있습니다. 마치 자율주행 자동차가 도로를 달리듯 로봇이 건설 현장을 누비며 작업하는 시스템이 구축된다면, 비효율적인 공정은 개선되고 안전 사각지대는 완전히 사라질 것입니다. 기술을 향한 끊임없는 연구와 현장의 목소리에 귀 기울이는 사명감이 만들어낼 미래 건설 환경이 더욱 기대됩니다.

한국건설기술연구원건기왕

융합
공학·기술

Modular heating panels (KRRI SME support project, Zian CNS)[모듈형 발열패널(철도연 중소기업지원사업_지안CNS)]

한국철도기술연구원은 우수한 철도 기술의 국산화와 선진화를 이끄는 동시에, 유망한 중소기업이 함께 성장할 수 있도록 다양한 기술 지원 프로그램을 운영하고 있습니다. 특히 겨울철 기온 하락으로 인한 바닥 결빙 문제는 단순한 불편을 넘어 보행자의 안전을 위협하고 각종 시설물의 고장을 일으키는 주요 원인이 됩니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 연구원은 스타트업인 지안CNS와 협력하여 혁신적인 모듈형 발열 패널 개발에 나섰습니다. 현장의 수요를 반영한 공동 연구를 통해 중소기업은 기술의 신뢰성을 확보하고 실질적인 매출 증대의 발발판을 마련하게 됩니다. 이번 협력을 통해 개발 중인 모듈형 발열 패널은 기존의 필름형 면상 발열 기술을 한 단계 진화시킨 결과물입니다. 이 기술의 핵심은 사물인터넷(IoT)을 기반으로 발열 상태를 실시간 모니터링하고 원격으로 제어할 수 있다는 점에 있습니다. 과거에는 결빙을 방지하기 위해 많은 인력이 직접 투입되어야 했지만, 이제는 시스템을 통해 더욱 효율적이고 체계적인 대응이 가능해졌습니다. 현재 연구팀은 패널 간 연결 관리 기술을 고도화하며 시제품 제작과 성능 검증에 박차를 가하고 있으며, 향후 테스트베드 구축을 통해 실용성을 완벽히 입증할 계획입니다. 연구원이 보유한 면상 발열 기술과 중소기업의 열정이 결합된 이번 프로젝트는 미래 산업 측면에서도 그 가치가 매우 높습니다. 모듈형 발열 패널 기술이 성공적으로 상용화되면 철도 시설뿐만 아니라 주거 환경과 산업 현장 등 다양한 분야에 응용되어 큰 시너지 효과를 낼 것으로 보입니다. 이는 단순히 기술의 국산화를 넘어 우리 중소기업이 글로벌 경쟁력을 갖춘 강소기업으로 도약하는 중요한 전환점이 될 것입니다. 앞으로도 연구원은 지속적인 기술 인큐베이팅을 통해 한파 속에서도 국민의 안전과 일상을 따뜻하게 지켜낼 수 있는 혁신적인 성과를 만들어낼 것입니다.

한국철도기술연구원

융합
공학·기술

[재해 시리즈-태풍편] 🌊집중호우☔에 태풍까지?! 🌀역대급 태풍으로 알아보는 도심침수 피해와 예방법에 대한 연구까지!!💡

대한민국은 매년 여름이면 태풍과 집중호우로 인한 막대한 피해를 입어왔습니다. 과거의 기록을 살펴보면 1999년의 올가, 2003년의 매미, 그리고 2002년의 루사가 대표적인 사례로 꼽힙니다. 특히 루사는 5조 원이 넘는 재산 피해와 1,000mm 이상의 기록적인 폭우를 동반하며 건물 침수와 인명 피해를 발생시킨 초대형 태풍이었습니다. 이러한 자연재해는 단순히 과거의 사건이 아니라 기후 변화에 따라 언제든 더 큰 규모로 재현될 수 있는 실질적인 위협입니다. 따라서 피해를 최소화하기 위한 기술적 대응책 마련은 이제 선택이 아닌 필수적인 과제가 되었습니다. 태풍은 바람의 세기에 따라 분류되지만, 집중호우는 짧은 시간 동안 특정 지역에 비가 많이 내리는 현상을 말합니다. 최근에는 도시 지역에서 단시간에 쏟아지는 국지성 호우가 빈번해지며 예측 불가능한 피해가 늘고 있습니다. 도시는 도로와 건축물이 복잡하게 얽혀 있어 전통적인 홍수 예측 모형으로는 한계가 명확합니다. 지표면의 배수망이 감당할 수 있는 용량을 초과하면 순식간에 침수가 발생하며, 이는 단순한 재산 피해를 넘어 시민들의 생명과 직결되는 문제로 이어집니다. 도시 환경의 특수성을 반영한 정밀한 관측과 해석 기술이 요구되는 이유입니다. 한국건설기술연구원은 복잡한 도시 환경을 정밀하게 분석하기 위해 도시 홍수 해석 모형(K-CTUF)을 개발했습니다. 이 모형은 지표면의 강우가 배수망으로 빠져나가지 못해 발생하는 침수 과정을 통합적으로 모의하며, 특히 침수에 취약한 지하 주차장이나 지하철 역사와 같은 공간의 위험도까지 함께 분석할 수 있습니다. 불규칙한 도시 공간의 특성을 반영함으로써 침수 발생 시 물의 흐름을 정확히 예측하는 것이 이 기술의 핵심입니다. 이를 통해 대피 시점을 확보하고 인명 피해를 줄이는 과학적인 근거를 마련할 수 있게 되었습니다. 도시 홍수는 하천 홍수와 달리 수심이 낮지만 차량이나 보행자의 통행에 즉각적인 영향을 미칩니다. 이를 실시간으로 파악하기 위해 저전력 사물인터넷(IoT) 기술이 접목된 관측 장비가 활용됩니다. 복잡한 도시 곳곳에 설치된 이 장비들은 침수 상황을 즉시 시스템으로 전송합니다. 다만 연산 시간의 한계로 실시간 예측이 어렵기 때문에, 다양한 시나리오를 미리 데이터베이스로 구축해두는 전략을 사용합니다. 실제 강우가 발생하면 기상 관측 데이터와 사물인터넷(IoT) 실시간 데이터를 기존 데이터베이스와 비교하여 가장 유사한 결과를 즉각 제시함으로써 골든타임을 확보하는 방식입니다. 기술적 예측뿐만 아니라 물리적인 방어 체계 구축도 중요합니다. 연구진은 건축물 내부로 물이 유입되는 것을 18시간 이상 차단할 수 있는 침수 방지 시설을 개발하여 실제 보호 능력을 강화하고 있습니다. 향후에는 인공지능(AI)과 고성능 컴퓨팅 기술을 결합하여 예측의 정밀도를 한층 높일 계획입니다. 또한 CCTV나 SNS 등 일상에서 발생하는 다양한 비정형 데이터를 홍수 정보 수집에 활용하여 보다 촘촘한 안전망을 구축하고자 합니다. 이러한 첨단 기술의 융합은 기후 위기 시대에 시민들이 안심하고 생활할 수 있는 스마트 안전 도시를 만드는 밑거름이 될 것입니다.

한국건설기술연구원건기왕

지구환경과학
융합
공학·기술

[에너지톡톡] 풍력에너지란?_2편(해상풍력발전기술)

육상 풍력 발전은 지형적 제약과 소음, 미관 저해와 같은 입지 조건의 한계가 분명했습니다. 이러한 문제를 해결할 새로운 대안으로 떠오르는 것이 해상 풍력 발전입니다. 해상 풍력 발전은 광활한 공간을 활용할 수 있어 대규모 발전 단지 조성이 용이하며, 환경 오염이나 공간 부족 문제에서도 상대적으로 자유롭다는 특징이 있습니다. 현재 많은 국가가 탄소 중립을 위한 지속 가능한 발전 모델을 확보하기 위해 해상 풍력 발전의 잠재력을 높게 평가하며 관련 설비 구축에 박차를 가하고 있습니다. 풍력 발전기는 8,000개가 넘는 정밀 부품으로 구성되어 있어 유지보수가 매우 까다로운 분야에 속합니다. 모든 부품에 개별 센서를 설치하는 것은 막대한 비용이 들기 때문에, 국내 연구진은 적은 수의 센서만으로도 기기 전체의 상태를 정확히 진단할 수 있는 인공지능 알고리즘을 고안해냈습니다. IoT 기술을 기반으로 한 이 예지 보전 시스템은 발전기의 상태를 실시간으로 모니터링하여 고장을 사전에 예측합니다. 이를 통해 불필요한 수리 비용 지출을 방지하고 설비의 가동률을 극대화하는 성과를 거두고 있습니다. 현재 풍력 발전 기술은 설치와 운영상의 어려움을 극복하고 더 높은 경제성을 확보하기 위한 변화의 기로에 서 있습니다. 전 세계 연구 기관들이 기술적 단점을 보완하기 위해 끊임없이 노력하고 있는 만큼, 풍력 발전은 머지않아 안정적이고 주력적인 미래 에너지원으로 확고히 자리 잡을 전망입니다. 첨단 정보통신 기술과 에너지 공학이 결합한 지능형 시스템이 현장에 안착된다면, 우리는 더욱 깨끗하고 효율적인 에너지 공급 환경 속에서 지속 가능한 성장을 이어갈 수 있을 것입니다.

한국에너지기술연구원

지구환경과학
융합
공학·기술