유럽의 연구진들이 대형 인프라시설물의 안전을 모니터링하기 위한 무선센서 시스템 개발에 성공했다. 새 시스템은 구조물이 노후화되었을 때 생명을 구할 뿐 아니라 건설 과정에서 비용을 감소시키게 될 것이라고 그들은 밝혔다.

건물 구조체는 지진, 산사태 또는 지난 시기에 시행한 건설 오류에 의해 영향을 받을 수도 있다. 그렇지만, 때때로 비극적인 죽음을 이끄는 인프라시설의 붕괴는 만약 조기경보 센서가 처음부터 구조체 내에 설치된다면 미래에는 피할 수 있을 것이다.

교량이나 역사적인 기념물과 같이 사람들이 광범위하게 사용하는 중요 인프라시설을 안전하게 유지하기 위한 도전이, 구조적인 상태를 모니터링하기 위한 무선센서 네트워크(WSN, wireless sensor network)를 디자인하기 위해 유럽연합이 자금을 지원하는 제네시(GENESI) 프로젝트에 연구진들이 참여토록 했다. 

"당신은 센서가 구조체의 전체 수명시간 즉, 수십 년이나 수백 년 정도 작동하기를 원한다. 이것은 우리 앞에 놓인 기술적인 도전이었다. 그렇지만, 우리는 필요한 경우에 수정 디자인을 하고 프로젝트에 안전보호 작업자들과 공동으로 건설 작업 내에서 센서 네트워크를 적용할 수 있다는 사실을 발견했다"고 이탈리아 로마의 사피엔자 대학교(La Sapienza University) 코디네이터 교수인 치아라 페트리올리(Chiara Petrioli) 교수는 말했다.

기존의 기술과 비교하여, 제네시(GENESI) 프로젝트의 센서 네트워크는 비파괴적이며 설치와 유지관리가 저렴하다. 축전지로 구동되기 때문에, 전기 공급이 되지 않는 원격지역에 적절하며 지진 후와 같이 전기공급이 끊긴 이후에도 사용할 수 있다.

로마 도시철도와 스위스 도로교
이 기술은 2개의 건설 현장에서 평가되었다. 로마의 새로운 B1 메트로 라인과 스위스 프라이부르크의 퐁 데 라 포야(Pont de la Poya) 교량이 그것이다. 

도시철도에서는, 제네시(GENESI) 센서가 설치된 터널 최종 라이닝 콘크리트 세그먼트가 변형, 온도 그리고 실시간 변형 여부와 같은 파라미터의 측정을 위해 터널-보링 머신(TBM, tunnel-boring machine) 작업 이후에 바로 설치되었다.

데이터는 프로젝트에 참여하는 엔지니어와 지질학자가 확인하는 제어 및 경보 패널에 저전력 프로토콜, 3G 그리고 인터넷을 통해 피드백되었다. 이 전문가들은 드릴작업 작업이 작업자들의 안전과 메트로를 이용하는 승객을 우선으로 고려하여 진행되는지를 확인할 수 있었다.

이 센서 네트워크는 기존에 사용하는 케이블이 연결된 센서시스템보다 설치와 유지관리가 단순하고 신속하며 저렴하다. 또한, 운영 중인 터널에 대한 오래 가는 에너지 효율적인 모니터링을 위해 부분적으로는 지나가는 열차의 바람으로 마이크로 터빈을 돌려 전력을 공급받는다.

스위스의 교량 건설 과정에서는, 약 25개의 센서가 철탑의 당김, 베어링의 변위 그리고 바람, 온도 및 수위와 같은 파라미터를 측정했다. 

"설계, 계획 그리고 건설 과정에서는 많은 불확실성이 존재하기 때문에 이 시스템은 매우 유용한 것으로 증명되었다. 교량이 양쪽으로 연결되는 것이 이동하게 되면, 우리는 변형과 굽힘에 대한 피드백을 받았고 하중이 적절한지를 확인했다"고 제네시(GENESI) 프로젝트의 파트너이자 스위스 측정기업인 솔엑스퍼트(Solexperts AG)사의 엔지니어인 홀게르 위르슁(Holger W?rsching)씨는 말했다.

다른 분야에의 적용
이 회사는 본 기술이 적용될 많은 기회를 보고 있으며, 현재 스위스 인너트키르헨(Innertkirchen)에 있는 수력발전소 접근용 터널과 산사태에 취약한 알프스 철도 라인에 이 기술을 적용하고 있다.

6명을 고용하고 있는 [GENESI]의 스핀-오프 회사인 더블유센스(Wsense)사도 이탈리아의 많은 공공 문화유산 현장을 모니터링하기 위해 소형화된 [GENESI] 시스템 버전을 적용하는 것을 검토 중이다. 더블유센스(Wsense)사는 이전에는 상상도 하지 못했던 분야 즉, 박물관 간의 이동 네트워크에 대한 위험성 분석과 같은 분야에 대해 이탈리아 문화재 관리부(Ministry of Cultural Heritage)를 돕고 있다.

출처 KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』