[신나는 공부/신기한 첨단과학기술의 세계]<8>물 관리도 스마트하게!

《‘신나는 공부’는 10회에 걸쳐 ‘신기한 첨단과학기술의 세계’를 소개한다. 교육과학기술부가 세계 최정상급 과학기술 확보를 목표로 진행해오고 있는 ‘21세기 프런티어 연구개발사업’을 토대로 떠오르는 첨단 과학기술에 대해 알아본다.》

동아일보DB

‘물 부족’이 세계적인 사회·환경문제로 떠올랐다. 우리나라도 예외는 아니다. 최근에는 우리나라가 기상관측을 시작한 후 104년 만에 가장 적은 강수량을 기록하면서 최악의 가뭄이 발생했다.

물 부족 현상을 해결하기 위해서는 한정된 물 자원을 효율적으로 관리해야 한다. 특히 낙후된 수도시설을 개선시키는 작업이 급선무. 매년 물 수억 t이 수도관 누수 등으로 그냥 버려지면서 이에 따른 경제적 피해가 수천억 원에 달하기 때문이다.

교육과학기술부는 21세기 프런티어 연구개발사업의 일환으로 ‘수자원의 지속적 확보기술개발사업단’을 구성했다. 이 사업단은 물 자원을 효과적으로 관리하는 기술인 ‘스마트 파이프 시스템’을 개발했다.

‘스마트 파이프’란 기존 상수도관에 TDR(Time Domain Reflectometer)란 장치를 결합시킨 수도관.

작동방식은 이러하다. 수도관 내 구리선을 통해 펄스파(Pulse wave·특정한 힘에 의해 평행상태가 깨지면서 발생하는 파동)를 전송한다. 스마트 파이프 곳곳에 설치된 TDR는 펄스파를 감지하고 이를 처음 전송장소로 반사시킨다. 이때 돌아온 펄스파 신호가 처음 보낸 것과 같은지 다른지를 확인하면서 수도관 손상 여부를 파악하는 것.

권재철 프론티어연구성과지원센터 사무국장

만약 처음 보낸 펄스파의 신호와 TDR로부터 돌아온 신호가 다르다면, 해당 TDR가 설치된 부근의 수도관이 파손됐거나 누수가 일어난다는 의미다. 이 기술을 통해 문제가 발생한 땅속 지점을 정확하게 파악할 수 있는 것이다.

스마트 파이프에는 유량, 수질 등을 관측하는 센서도 설치돼 있다. 이를 통해 수도관 내 물에 대한 모든 정보를 실시간으로 확인할 수 있다. 게다가 스마트 파이프 표면은 부식을 방지하는 물질인 ‘마그네슘아노드’로 덮여 있어 50년 이상 사용할 수 있다는 장점도 있다.