[페이턴트] ‘결빙(結氷)’으로 인한 사고, 기술로 줄인다
[페이턴트] ‘결빙(結氷)’으로 인한 사고, 기술로 줄인다
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단에이앤씨 종합건축사사무소가 2018년 1월 31일 출원해 3월 26일 등록을 받은 '아파트 지열냉난방 설비를 이용한 도로결빙 방지시스템 특허 도면. 그림=키프리스 캡처
단에이앤씨 종합건축사사무소가 2018년 1월 31일 출원해 3월 26일 등록을 받은 '아파트 지열냉난방 설비를 이용한 도로결빙 방지시스템 특허 도면. 그림=키프리스 캡처

[비즈월드] #. 아파트 지열냉난방 설비를 이용한 도로결빙 방지시스템에 관한 것으로서, 여름철에는 지열을 이용한 유체를 매개로 도로를 냉각시켜 온도를 낮출 수 있고, 겨울철에는 도로를 가열해 결빙되는 문제를 해소할 수 있으며, 특히 여름철 도로를 식히고 난 유체(온수)를 저수조에 별도로 저장한 다음 이를 외부 또는 세대에 공급할 수 있기 때문에 유체를 가열하는데 따른 에너지소비를 획기적으로 절감할 수 있는 이점이 있다.

㈜단에이앤씨 종합건축사사무소가 2018년 1월 31일 출원해 3월 26일 등록을 받은 '아파트 지열냉난방 설비를 이용한 도로결빙 방지시스템 특허의 요약 설명문입니다.

2020년 입춘(2월 4일)이 지났지만 기온이 크게 떨어졌습니다. 당초 기상청은 이날 저녁부터 5일 아침까지 전국 곳곳에 많은 눈이 내릴 것이라고 예보했지만 그렇지 않았습니다. 눈은 보기에도 좋고 겨울철 농작물 생육에도 좋은 영향을 줍니다. 반면 미끄러짐 사고와 교통사고의 직접적인 원이 되기도 합니다. 

겨울철 도로 사고의 주 요인 중 하나는 결빙(結氷)에 의한 것입니다. 우리나라의 경우 결빙의 위험성은 더욱 높아지고 있습니다. 기후 변화로 인해 수일 동안 영하 10도를 밑도는 추운 겨울가 계속되기도 하기 때문입니다.

이런 가운데 2019년 12월 경기도 성남에서는 아스팔트 또는 콘크리트 포장 표면의 작은 틈새로 스며든 눈이 얼어붙거나, 녹은 눈이 얼어붙어 얇은 얼음층을 만드는 ‘블랙아이스’ 현상으로 인해 27중 추돌 사고가 발생했습니다. 전남 화순에서도 18중 추돌 사고가 있었습니다. 제주에서는 41년만의 폭설로 인해 도로 사고가 빈발했습니다.

겨울철 교통사고는 인명피해로 이어지고 치사율도 높습니다. 산이 많은 우리나라의 경우 겨울철 도로교통 사고 비중이 가장 높습니다.

블랙아이스와 같은 도로 결빙 현상이 줄어든다면 그만큼 교통사고도 줄일 수 있습니다. 도로 포장재의 개선 등 기술적으로 결빙을 줄여 사고를 줄일 수 있는 기술도 특허 인프라 확충 측면에서 국가나 기업이 나서서 개발해야 할 분야입니다. 다행히 요즘 이 분야에 대한 연구개발(R&D)이 활발한 것으로 집계됐습니다.

표=특허청 제공
표=특허청 제공

특허청에 따르면 2007년부터 2016년까지 10년 동안 도로 포장 분야의 특허 출원 가운데 노면의 결빙을 방지하는 기술의 출원이 차지하는 비율이 증가했습니다.

연도별로 살펴보면 지난 2007~2011년까지는 도로 포장 분야 총 출원건수 2044건의 5.7%인 118건에 불과했지만 최근 2012년~2016년까지는 총 1351건 중 105건으로 7.7%로 증가했습니다. 전체 도로 포장 분야 출원 숫자의 감소에도 불구하고 결빙 방지 관련 특허 출원 비율은 늘어난 것입니다. 10년 동안 결빙 방지 관련 특허 출원이 총 223건인 셈입니다.

기술별로는 포장체 내부에 발열체를 구비하는 포장이 137건으로 61%를 차지했습니다. 이는 포장재 내부에 열선이나 온수파이프, 발열매트 등의 발열체를 넣는 것입니다. 발열체 구동은 일반 전력이나 태양열, 지열 등을 전력원으로 사용해 전기, 유체 등의 흐름에 의해 열을 발산함으로써 포장재의 온도를 높입니다.

표=특허청 제공
표=특허청 제공

또 포장 조성물에 발열성 또는 결빙 방지성 첨가제를 적용하는 포장이 47건으로 21%이었습니다. 이는 포장을 이루는 조성물에 탄소나노튜브, 전도성 섬유, 산화슬래그 등 높은 열전도성 첨가제를 넣어 전기 인가에 의해 열을 발산하거나, 염화칼슘과 같은 결빙을 늦추는 첨가제를 첨가하는 포장 방식입니다.

기타 포장층 내에 보온 효과를 위한 보온층을 구비하거나 태양빛과 태양열을 도로에 반사시켜 노면 온도를 상승시키는 기술 등이 39건으로 18%를 차지했습니다.

출원인별로 살펴보면 중소기업과 개인의 출원이 각각 47%(104건)와 36%(80건)로 중소기업과 개인의 출원이 활발했습니다. 이에 반해 정부, 연구소, 대학 등의 국가기관 및 연구기관과 대기업에서의 출원은 각각 11%(24건)와 5%(12건)로 비교적 낮았습니다.

특허청 국토환경심사과 관계자는 “폭설과 한파에 따른 블랙아이스와 같은 도로 결빙으로 인한 교통사고가 겨울철 사회 문제로 대두됨에 따라 이를 방지하기 위한 다양한 주체의 연구 개발 및 투자가 중요하다”며 “특히 도로 분야가 SOC 사업인 만큼 국가기관과 연구기관의 적극적 연구 개발 참여 및 확대가 있기를 희망한다”라고 말했습니다.

맞는 이야기입니다. 현재까지는 사업을 운영하는 중소기업이나 개인사업자들이 중심이 되어 기술을 개발해 왔습니다. 그러나 이제는 도로사고도 국가적인 재난에 버금갈 만큼 큰 인명피해를 수반합니다. 국민의 안전을 지킨다는 취지로 국가가 적극 나서 관련 연구개발에 힘써야 할 때입니다.


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