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'[동아사이언스]눈 덮인 도로, 과학기술로 해결하면?' 글 입니다.

[동아사이언스]눈 덮인 도로, 과학기술로 해결하면?

작성자 : 관리자 작성일자 : 2018.02.14

조회수 486

첨부파일 : No File!

눈 덮인 도로, 과학기술로 해결하면?

2018년 02월 02일 03:00

  겨울철 얼어버린 미끄러운 길에선 자동차나 사람이나 엉금엉금 움직인다. 사고나 낙상 위험도 커진다. 겨울철 미끄러운 도로에서의 안전을 위해 위험 지역을 미리 공지하거나 얼음이 얼기 전에 미리 눈을 녹이는 기술 개발이 한창이다.

 

BMW 드라이빙 센터 제공
BMW 드라이빙 센터 제공


  장진환 한국건설기술연구원 도로연구소 수석연구위원은 겨울철 도로에 자주 생기는 ‘블랙 아이스’ 현상에 따른 교통사고 예방 기술을 개발해 국내 중소기업에 이전하고 있다. 블랙 아이스 현상은 길 위에 얇게 얼음이 어는 현상을 말한다. 장 연구위원은 “스웨덴 연구에 따르면 운전자의 50%는 빙판길을 주행하면서도 정상 노면으로 인식하는 것으로 나타났다”며 “이로 인해 빙판길에선 마른 노면을 운행할 때보다 교통사고가 9~20배 이상 많이 발생한다”고 설명했다.


  그가 이끄는 팀은 이 점에 착안해 블랙 아이스 정보 수집 및 제공 기술을 개발해 냈다. 자동차 운행 속도와 가속도, 엔진 회전 속도(RPM), 위성위치확인시스템(GPS) 정보, 브레이크 사용 여부 등을 기록하는 차량운행기록계(DTG)를 이용한다. 브레이크를 밟았는데 속도가 줄지 않고 미끄러지거나, RPM이 올라가는데 속도가 올라가지 않고 헛바퀴가 돌면 얼음 위라고 판단할 수 있다. 얼음이 감지되면 GPS로 해당 위치 정보를 알아낼 수 있다. 이 위치 정보를 교통 정보에 반영하면 실시간으로 주변 차량과 빙판길 정보를 공유하고, 많은 운전자들이 빙판 운전에 미리 대비할 수 있다.


  장 연구위원은 “일부 차량운행기록계는 화물 운송 효율화를 위해 중앙 센터에 연결해 실시간으로 데이터를 주고받는다”며 “이 정보에 빙판길 정보가 포함되면 안전 운전에 도움이 될 것”이라고 말했다.


  같은 연구소 백철민 수석연구위원은 눈이나 얼음이 잘 녹는 도로 포장재를 개발하고 있다. 탄소섬유를 이용해 내구성을 높이는 것이 목표다.


  현재는 경사가 심한 언덕이나 곡률이 큰 도로는 눈이나 얼음에 차가 미끄러지는 것을 방지하기 위해 아스팔트에 열선(구리)을 매립해 눈을 녹인다. 문제는 차량이 계속 지나가면서 아스팔트에 힘이 누적돼 전기 시설과 연결된 열선이 잘 끊어진다는 것이다. 백 연구위원은 “이렇게 만든 열선 도로 수명은 길어야 2, 3년 수준”이라고 설명했다.


  연구팀은 아스팔트층에 선 형태의 구리를 매립하는 대신 아스팔트와 지면 사이에 열을 내는 탄소섬유 발열층을 추가했다. 표면에 덮는 아스팔트에도 탄소섬유나 흑연 같은 탄소 복합재료를 섞어 발열층에서 나는 열이 잘 전달되게 만들었다. 연구팀은 이렇게 만든 발열 도로가 10년가량 발열 능력을 유지할 것으로 예상한다. 이는 일반 도로 수명과 비슷하다. 문제는 탄소섬유가 비싸다는 것이다. 백 연구위원은 “현재 가격의 30~40% 수준의 탄소섬유를 개발하면 경제성도 맞출 수 있을 것”이라며 “건설 자재용 탄소섬유를 개발할 계획”이라고 밝혔다.


  한편 눈과 얼음을 쉽게 녹일 수 있는 제설제로는 현재 널리 쓰이는 염화칼슘을 대신하는 새로운 화합물이 쓰인다. 염화칼슘이나 염화나트륨 같은 염소계 제설제는 차량 같은 금속제품을 쉽게 부식시키고, 사용량이 많은 경우 토양에 염소 이온을 축적시켜 가로수에 피해를 주기 때문이다. 염소계 제설제를 대신하는 재료는 칼륨아세테이트나 구연산 같은 산성 계열 물질이다. 눈을 녹인 뒤 시간이 지나면 쉽게 분해되는 장점 때문에 친환경 제설제라고도 불린다.