어디에 있든 안전한 사회, 무너지지 않는 신뢰를 만들다

KRISS 시설물안전측정연구팀

1994년 10월 21일, 서울특별시의 한강에 위치한 성수대교의 상부 트러스 약 50 m가 무너져 내리는 사고가 발생했다. 승합차 3대와 승용차 2대는 트러스와 함께 한강으로 추락했고, 지나가던 시내버스는 통과 도중 뒷바퀴가 붕괴 지점에 걸쳐 있다가 차체가 뒤집혀 추락한 후, 떨어진 상판에 박혀 찌그러졌다. 이 사고로 50여 명의 사상자가 발생했다. 성수대교 붕괴는 지금 떠올려도 정말 충격적인 사건이었고 우리 사회에 비극적인 교훈을 남겼다. 안전은 안전할 때 지켜야만 한다.   

[글: 김유림, 사진: 김병구]   

신뢰를 바로 세울 특단의 조치  

“성수대교 붕괴 이후 구조물 안전 연구의 필요성을 절감한 정부는 그런 역할을 맡을 주체가 필요하다고 판단했습니다. 이에 정부에서는 국가측정표준을 관장하고 측정기술을 개발하는 KRISS를 적합한 기관으로 결정했고 2000년 무렵에는 안전계측연구동을 완공하여 현재에 이르고 있습니다(권일범 박사).”

재난재해를 대비하기 위한 측정표준을 연구하는 안전측정센터는 잇따른 대형재난이 남긴 비극적인 교훈 속에 탄생했다. 기계, 재료, 전기·전자 등 다양한 전공의 연구자들로 구성된 안전측정센터 시설물안전측정연구팀. 이들은 공공시설물, 에너지설비, 산업설비, 대형구조물 등의 균열이나 변형 등 붕괴 가능성을 사전에 파악하는 사고방지 기술들을 개발하고 있다.
 

“저희는 건물, 교량, 항만, 철도, 도로, 풍력·화력·원자력발전소는 물론 유도 무기나 항공기의 건전성을 측정하고 모니터링하는 기술을 연구해요. 이런 시설들의 재료와 구조가 모니터링 대상이죠. 비파괴적인 검사를 통해 내부의 결함을 검출해 붕괴를 사전에 방지할 수 있도록 하는 겁니다(최만용 박사).”
 

시설물안전측정연구팀의 개발 대상은 구조물 내부결함을 검출하는 기술은 물론 IoT 기반의 안전측정 센서를 지속적으로 모니터링하는 기술까지 포함하고 있다. 또, 이들의 기술은 초음파, 음향방출, 전자기 센서, 광섬유 센서, T-ray, 적외선 열영상 기술, 테라헤르츠 영상기술 등 각종 비파괴적인 방법을 적용하므로 대상이나 상황에 따라 각각에 적합한 해답 제공이 가능하다는 강점을 갖는다. 즉, 구조물 안전측정 및 모니터링을 위해 반드시 필요한 전 분야의 기술을 아우른다.  

경제 적 효과로 가늠할 수 없는 가치
 

야외시험장에 마련된 레일테스트베드 실험실. 실제와 같은 철도 레일이 깔려있다. 시설물안전측정연구팀은 2017년 2월 선로장애 예측을 위한 레일결함 탐색 및 상태평가 기술개발에 착수해 올해 말 개발 완료를 앞두고 있다.
“센서를 장착한 차량 형태의 철도레일결함검출기술을 개발했어요. 레일 위를 시속 60 km로 주행하며 실시간으로 결함을 확인할 수 있죠. 머지않아 전국 철도망에 적용될 예정으로, 100억 원 대의 수입 대체 효과를 기대할 수 있습니다(김기복 박사).”  

현재 기술이전 업체를 통해 한강의 38개 교량에 대한 안전검사에 교량안전모니터링기술이 사용되고 있으며, 유도 무기의 복합재료 연소관을 모니터링하는 광섬유 센서, 콘크리트 구조물의 분포 변형률 측정 광섬유 센서 시스템 등이 수요 기관에 제공되고 있다. 그 외에도 대형수도배관 초음파 결함검출 시스템, 금속재료 미세결함 검사 기술, 반도체 내부 검사 기술도 실용화를 위한 연구를 추진 중이다. 또한, 최근에는 유도초음파를 이용한 케이블 인장력 측정 시스템을 개발하고 있으며 개발이 완료되면 세계최초로 본 기술을 활용하는 성과를 달성할 것이다.

한편, 연구팀은 내부결함 검출기술을 구조물이 아닌 인체에 적용하는 연구도 11년째 진행하고 있다. 눈빛 등의 행동 패턴을 분석해 보안 및 범죄예방에 활용하는 것이다. 열 진단 기술은 의료분야에 활용되고 있다. 체온이 표준온도에서 벗어나는지 모니터링하는 것이다. 이에 대한 인증표준물질(CRM)도 개발 중이다. 인공물과 인간, 대상은 달라도 안전을 도모한다는 점에서는 방향이 다르지 않다.  

안전은 경각심과 대비로부터…
 

“금강철교, 남해대교, 홍도육교의 안전 시험을 했었어요. 교량이나 댐, 발전소 등 현장에 나가는 일이 잦은 편이죠. 현장 시험을 하게 되면 예기치 않은 일들이 생기기도 해요. 지지물이 떨어질 수도 있고요(최만용 박사).”
 

시설물안전측정연구팀을 필요로 하는 곳은 바로 ‘안전이 의심되는 곳’이다. 늘 경각심을 갖고 주의를 기울여야 한다. 그러다 보니 연구팀원들은 일반인에 비해 의심이 많은 편이다. 과도한 의심은 문제를 일으키지만, 꼭 필요한 의심은 문제를 막아줄 수 있다.
 

“사고는 순간적으로 일어납니다. 하지만 사람들은 당장 사고가 나지 않으면 아무 생각 없이 살아가죠. 안전은 미리미리 잘 관리해야 해요. 그걸 간과할 때 사고가 발생하는 겁니다(권일범 박사).”
 

“얼마 전에도 강릉에서 수소 폭발 사고가 일어났었잖아요. 사람들은 이런 뉴스를 보면서 사고는 남이 당하는 라고 생각해요. 하지만 다른 사람에게 일어나는 일은 자신에게도 일어날 수 있습니다(최만용 박사).”
 

안전은 ‘제품’이 아니므로 성능이나 효과를 가늠하기 어렵다. 하지만 사회적, 경제적 측면에서 본다면 안전감시시스템의 효과는 어마어마하다. 당장은 드러나지 않기에 주목받는 일이 아닐지라도, 시설물안전측정연구팀은 누군가는 꼭 해야 하는 일이기에 책임감과 자부심을 느끼며 연구에 임하고 있다.
 

“시설물 안전을 다루다 보니 수명예측 평가를 위한 측정기술도 수요가 많다는 것을 파악하게 됐습니다. 시니어급 연구원들은 기존의 축적된 기술을 사회에 보급하는 일에 집중하고, 앞으로는 젊은 연구원을 중심으로 모니터링, 즉 예측진단 쪽으로 연구의 비중을 늘려가게 될 겁니다(권일범 박사).”
 

“4차 산업혁명의 핵심은 ‘지식정보’라고 생각해요. 지식정보의 생산은 결국 뭔가를 측정하는 것으로부터 출발합니다. 측정 정확도가 향상할 때 정보처리 과정의 손실을 줄일 수 있기 때문이죠. 구조물에 대한 정보도 매우 중요한 부분입니다. 시설물안전측정연구팀도 4차 산업혁명 환경에 대비한 안전측정표준 마련에 힘쓰고자 합니다(최만용 박사).”
 

안전을 위해 현재 상태를 판단하고 미래 변화를 예측하는 일은, 더 정확해야만 의미가 있다. 그 정확성이 곧 인명과 재산을 지키는 바탕이 되므로, 시설물안전측정연구팀의 도전은 끝이 없다.