한국건설기술연구원(원장 김병석)이 지반과 구조물 붕괴 징후를 감지하는 스마트 감지 센서(반딧불 센서)와 원격 실시간 모니터링 시스템을 개발했다. 신속 정확한 현장 보급형 기술로 국민 안전에 크게 기여할 전망이다.
건설연은 기관 연구소 1호 기업인 재난안전기술, 국내 벤처기업인 엠테이크와 함께 지반 이동에 따른 사면 붕괴, 건축물 붕괴를 직관적으로 감지해 즉각 대응 가능한 반딧불 센서와 시스템을 개발했다고 21일 밝혔다.
기존 지반 움직임 감지 계측 시스템은 가격이 비싸고 복잡한 전문가용이라 활용도가 높지 않았다.
이에 백용 건설연 지반연구본부 박사팀이 고효율 보급형 센서와 시스템을 개발해 다양한 위험 지역에서 촘촘하게 지반 움직임을 상시 모니터링할 수 있도록 했다. 꽁무니에서 빛을 내는 반딧불처럼 지반 이동을 LED 경보로 나타내게 했다.
개발 센서는 붕괴 우려 구역에 1~2m 간격으로 손쉽게 부착할 수 있다. 또 0.03도 변위도 실시간 감지할 수 있다. 산림청의 '사면 붕괴 지중경사계 일변위 기준'인 0.05도보다 정밀하다.
붕괴 징후가 감지되면, 즉각 LED를 점등해 경보 알람이 발생한다. 고효율 광전송 렌즈 기술을 활용해, 낮에도 100m 거리에서 경보를 눈으로 확인할 수 있다. 상황실에서도 원격으로 경보를 실시간 파악할 수 있게 했다.
건설연은 기존 계측 센서와 비교해 설치비와 운영비를 50% 이상 절감할 수 있다고 밝혔다. 초 저소비전력 설계로 건전지 교체 없이 1년 동안 센서를 운영할 수 있다. 또 영하 30℃와 영상 80℃ 환경에서도 센서가 정상 작동해, 계절 변화가 뚜렷한 지역에서 활용도가 높다.
설치 장소별 위험을 분석하는 알고리즘을 탑재해 오작동이 방지된다. 건설 및 토목공사 현장을 비롯해 노후건물, 문화재 성곽 구조물, 급경사지, 산사태 우려 지역, 터널 공사, 광산 및 지하 구조물, 교각, 댐, 사방 등 다양한 장소에서 오작동 없이 활용 가능하다.
반딧불 센서는 제주도 용암 동굴, 인천시 정수장·하수처리장, 일반국도변 절토사면과 산지 비탈면, GTX-A 노선 킨텍스 역사 구간, 대전시와 전남 담양군 아파트 건설 현장, LG 화학공장 등에 시범 설치해 운영 중이다. 신분당선 지하철 연장 공사 설계에도 반영됐다.
김병석 원장은 “현재 계측 기술은 분석과 해석에 따른 대응에 많은 시간이 소요돼 현장 붕괴 상황에 신속 대응하는 데 한계가 있다”며 “이 같은 시간을 최소화할 수 있는 반딧불 센서 기술은 붕괴사고 예방·대응에 크게 기여할 수 있을 것”이라고 밝혔다.
이번 성과는 과학기술정보통신부 지원으로 건설연 주요사업(지역협력사업)인 '도로안전운영을 위한 제주형 지반함몰 대응체계 개발' 과제로 도출됐다.
김영준기자 kyj85@etnews.com
