군사용 유도무기에 쓰이는 가속도계를 이용한 구조물 동적변위 계측 기술이 건설신기술로 지정을 받아 화제를 모은다.

방산 전문업체 풍산FNS(대표 류상우)의 ‘가속도계와 실시간 글로벌위성항법시스템(RTK-GNSS)을 이용한 초장대 교량의 동적변위 실시간 정밀계측 기술’이 그것이다.

국토교통 분야 R&D(연구개발) 과제로 한국과학기술원(KAIST)과 3년간의 공동연구 끝에 개발된 이 기술은 최근 국토교통부로부터 건설신기술 제847호로 지정받았다.

신기술은 가속도계를 이용해 기존 기술 대비 가격을 낮추면서 정밀도와 해상도를 높인 것이 장점이다.

가속도계는 각종 미사일이나 유도무기에 사용되는 군사용 항법장치 중 하나다. 군사용 기술로 민간으로 ‘스핀 오프’한 셈이다.

기존의 변위계측 센서는 GPS로 알려진 글로벌위성항법시스템만을 주로 이용했는데, 정확한 계측을 위해선 고가의 GPS가 요구됐다. 반면 신기술은 가속도계를 추가로 이용하기 때문에 저가의 GPS로도 충분하다. 가속도계를 포함하더라도 신기술의 센서 가격은 기존 GPS 센서의 70% 정도인 것으로 알려졌다. 레이저를 이용한 변위계측기인 LDV(Laser Doppler Vibrometer)와 비교하면 30% 수준이다.

또한, 기존 기술이 20㎐의 주파수를 사용해 1초에 20개의 데이터를 해석하는데 반해, 신기술은 이에 5배인 100㎐를 사용한다. 이는 곧 계측의 정확도로 나타난다. 기존 기술이 수평은 8㎜, 수직은 15㎜ 정도로 변위를 측정하는데 반해, 신기술은 수평ㆍ수직 모두 3㎜ 이내로 측정이 가능하다.

신기술은 2개의 센서가 1세트로 구성된다. 기준점이 되는 베이스 센서(모듈)와 계측지점에 부착하는 변위 센서 등이다.

신기술의 효과는 이미 입증됐다. 영종대교ㆍ이순신대교, 중국 시호우먼대교ㆍ칭펑대교, 미국 샌프란시스코-오클랜드 베이브릿지 등 국내외 초장대 교량에서 변위계측을 한 결과, 1∼2㎜의 정확도를 보였다. 특히, 중국에서는 제품의 구입의사를 나타냈다는 후문이다.

기술력의 발달로 구조물의 대형화함에 따라 안전에 대한 욕구도 비례해 커지고 있다. 교량ㆍ빌딩ㆍ댐 등 다양한 구조물의 안전성을 측정하는 변위계측 시장은 전세계적으로 2022년까지 9억 달러 규모로 성장할 것으로 전망된다.

풍산FNS 관계자는 “이번 개발된 신기술은 정밀한 실시간 변위계측을 통해 구조물의 균열 및 붕괴를 사전에 감지하는 안전도 평가뿐 아니라 내하력(하중을 받는 능력) 산정을 통한 잔존수명 예측, 내진력 평가 등에도 활용될 수 있다”면서, “해외 다른 변위계측 기술과 견주어도 정확도 측면에서 결코 뒤지지 않아 향후 부품의 국산화가 이루어질 경우 제품의 수출도 기대해 볼 만하다”고 말했다.

<출처 - 건설경제>