대한민국 시설물은 과연 안전한가?

영화 ‘터널’이 개봉되고 지진이 한반도를 흔들자 시설물 안전에 대한 걱정이 다시 시작되고 있다. 사고가 일어나면 으레 일어나는 관심이라지만 이번엔 그 파급력이 훨씬 크다. KRISS를 찾아 우리나라 시설물 안전 표준은 어떻게 만들어지고 있는지를 자세히 알아보기로 했다. 교량, 건물, 시설물의 안전 측정은 사용되는 재료의 안전성, 재료의 버티는 강성, 시설물의 변성 평가 등 시설문 안전에 대한 다양한 평가가 이루어진다. 이것을 위해 사용되는 기술에는 초음파 탐지 기술, 음향 탐지 기술, 적외선 열 영상, 광섬유라인 등이 있다. 먼저 적외선 열 영상. 건물을 적외선으로 보면 창문이나 틈새, 열이 새는 것을 보면서 재료에 결함이 있는지 박리가 일어났는지를 볼 수 있다. 파손된 부분으로 열이 새기때문이다. 시설물에 음향센서를 붙여두면 재료의 균열이 생기거나 급격하게 깨질 때 사람이 들을 수 없는 미세한 음향이 발생한다. 때문에 음향을 통해서도 시설물의 파괴, 균열이 생기는 것을 탐지할 수 있다. 터널처럼 길고 큰 시설물에는 광섬유라인이 사용된다. 광섬유센서는 길이 변화를 측정하는데 현재 500 m 광섬유에서 1 cm 간격, 그러니까 5만 포인트의 변형률을 읽어낼 수 있을 정도의 기술이 개발되어 있다. 시설물에서 변형이 확인되면 사람들을 대피시키는 등 대처방법의 기준을 제시할 수 있다. 요즘에는 지진 연구와 구조물 안전성 연구에 다시 관심이 쏠리고 있다. 가장 최근 기술은 광섬유 라인을 통해 1 cm 간격의 변형률을 읽어내는 것으로 수소연료 탱크 등 복합재료 저장 탱크에 충격이 발생했을 때 손상을 찾아내는 것이다. 세계 최초로 개발된 이 기술은 지진에 대한 두려움이 그 어느 때보다 커진 이때 더욱 필요한 것이기도 하다.

수소연료탱크의 안전, 재료부터 부품까지

지진이 발생했을 때 가장 사람들이 두려워 한반도엔 없을 것만 같았던 지진이 대한민국 전역을 휩쓸고 갔다. 규모 5.8의 강진. 순식간에 사람들은 불안에 흔들렸다. 더 큰 지진이 오지는 않는 걸까? 한반도의 건물들은, 교량들은, 터널들은 과연 이런 충격에 안전한 걸까? 원자력발전소가 가깝다고 했지? 방사능 안전 수칙은 제대로 지켜지고 있는 걸까? 안전 불감증에 걸렸던 사람들이 순식간에 나와 내 주변의 안위를 의심하기 시작했다. 이럴 때 필요한 것은 안전에 대한 정확한 기준을 가지고 그것을 평가해주는측정표준과 신뢰할 수 있는 기관의 인증이다. 국민의 행복을 연구하는 KRISS. KRISS의 전문가들을 만나 우리나라의 안전 분야 측정표준은 어디까지 발전했는지, 요즘 가장 중요한 안전 이슈는 무엇인지, 어떤 목표를 가지고 연구하고 있는지 들어보았다. 하는 것은 시설물의 붕괴와 함께 찾아올 수도 있는 오염이다. 쉽게 말해 원전이나 시설물의 방사능 오염. 또 하나 사람들이 두려워 하는 것은 천연가스 배관의 파괴나 수소저장 탱크의 균열이다. 그 중에서도 수소는 폭발력이 대단하기 때문에 안전하게 관리, 보관되어야 한다. 수소저장탱크는 복합재료로 만들어져 있다. 금속이라면 충격이 가해졌을때 찌그러지기라도 하는데 수소탱크는 탄소섬유로 만들어져 파손을 감지하기가 어려운 것이다. KRISS에서는 수소연료와 관련, 수소를 만들고 압축하고 저장하고 주유하는 것을 모두 안전하게 만들기 위해 각종 표준을 연구하고 있다. 우선 수소연료를 개발하고 저장, 옮기는데 안전한 재료들을 개발하고 있다. 어떤 성분을 넣으면 수소에 강한지, 또 어떤 재료의 기본적 물성이 수소에 잘 견디는지를 측정, 개발, 보급하고 있는 것이다. 수소를 연료로 사용하기 위해서는 정말 많은 재료들이 쓰인다. 디스펜스 하나에 노즐, 커플링, 플로베타, 유량계, 압력계, 밸브, 커넥터 등이 그것이다. 이 하나 하나가 모두 수소라는 환경에서 잘 견딜 수 있어야 한다. 또한 이 재료들이 모두 합쳐져 만들어진 부품도 안전해야 한다. KRISS에서는 이들의 신뢰성을 담보받기 위해 테스트 방법을 개발하고 표준을 만들어야 한다.

차세대 연료로 각광받고 있는 수소, 연료로 만드는 것만큼이나 안전하게 사용할 수 있는 환경, 표준을 세우는 것도 중요한 일이다.

범죄를 추적하는 스마트 CCTV

방향을 조금 돌려 생활 범죄로부터의 안전에 대해 이야기해볼까? KRISS에서는 기존 사람과 물건도 잘 구분하지 못했던 CCTV가 아니라 남녀를 구분하고 줌인과 추적이 가능해진 CCTV를 개발, 국민의 안전을 지키고 있다. 여기에 새롭게 이용된 것은 온도센서. 사람만이 가진 체온, 36.5 ℃를 CCTV가 감지할 수 있게 한 것이다. 또한 남자와 여자의 패턴을 인식하게 하여 남녀를 구분하게 했으며 야간에는 적외선 감지센서를 활용하여 범죄추적이 가 하도록 만들었다. 그뿐 아니다. 광역감시카메라를 활용하여 멀리, 빠르게 돌아다니는 사람을 추적하는 CCTV를 해안경비초소나 원자력 시설, 복잡한 사거리에 설치하여 안전을 지키게 했다. 터널같은 대형 시설물에 균열이 있는가를 살펴보는 것도 카메라, 스캐너 기술로 가능하다. 8대의 터널 안전 스캐너를 싣고 터널을 달리며 사진을 찍은 후 그것을 붙여보면 0.2 mm 균열까지 놓치지 않고 볼 수 있다. 현재 이 기계는 실제로 상용화돼 터널 안전을 진단하고 있기도 하다.

나노기술, 안전의 시작은 표준 제정으로부터

생활용품 안전도 중요한 문제이다. 눈에 보이지 않을 만큼 작은 크기로 가공되어 들어가는 나노입자들도 안전성을 따져야 할 대상이다. 나노물질을 걱정하는 것은 작으니까 체내 장기에 쉽게 들어갈 수 있지 않을까 하는 우려 때문이다. 그러나 아쉽게도 나노물질에 대한 안전성은 현재 세계적으로도 그 기준이 확실히 정해지지 않은 상태이다. 나노물질에 대한 표준은 물질의 특성 평가에 대한 표준화, 독성평가 절차에 대한 표준화. 이렇게 크게 두줄기로 나뉘어 있다. KRISS는 나노물질에 대한 세계 각국의 표준기관들과 함께 7~8년 연구를 이어왔고 대략 1/3 정도 진척됐다. 세계 8개국 12개 기관 중 하나로 참여해 나노물질 독성평가 방법 표준 절차서를 개발한 것은 주목할 만한 성과 중 하나이다. 이 외에도 KRISS는 20나노 구형 실리카 2가

지, 타이타늄디옥사이드로 3가지에 대한 인증표준물질을 개발했으며 나노물질의 안전성을 확보하는 OECD 가이드라인 제정에 참여하기도 했다.

앞으로도 과학기술은 더욱 발전할 것이며 알지 못하는 기술에 대한 대중의 불안감은 계속 커져갈 것이다. 또한 이번처럼 지진이나 예기치 못한 천재지변, 범죄에 대한 불안도 점진적으로 높아질 것이다. 그러나 막연한 불안에 국민의 일상이 흔들려서는 안 된다. 불안의 실체를 알고 대처가 가능하면 걱정할 이유가 없다. KRISS는 변화해가는 안전 이슈에 촉각을 세우고 한발 먼저 정확한 표준과 안전의 기준, 절차, 가이드라인을 만들기 위해 노력할 것이다. 그것이 KRISS의 존재 이유이기도 하다.