한국해양과학기술원(원장 이희승, KIOST)은 바닷모래 내 염분(NaCl)을 효과적으로 제거할 수 있는 초음파 세척장비를 개발하고, 세계 최초로 성능을 입증한 연구결과를 권위 있는 학술지인 ‘네이처’ 자매지인 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports)’에 게재했다고 6일 밝혔다.
모래는 도로, 항만, 교량 등 다양한 사회기반 시설에 사용되는 필수 자재로, 현재 강모래 채취가 불가능해지면서 바닷모래가 대체재로 활용되고 있다.
바닷모래를 자재로 활용할 경우 반드시 염분 제거 과정을 거쳐야 한다. 염분이 제대로 제거되지 않을 경우 시멘트 콘크리트 내 철근 부식 및 구조물 조기 손상을 유발해 구조적 안전성에 큰 영향을 줄 수 있는 만큼 염분을 보다 효율적으로 제거할 수 있는 기술 개발이 요구되고 있다.
이에 해양공간개발·에너지연구부 윤길림 박사 연구팀은 바닷모래 내 염분을 효율적으로 제거할 수 있는 새로운 방식의 초음파 세척 장비를 개발했다.
이 기술은 초음파의 Cavitation 메커니즘을 활용한 입자 제거력과 침투력, 비접촉 세척이 가능하다. 특히, 좁은 공간에서도 정밀하고 신속하게 염분제거가 가능해 세척 시 물 사용량과 처리 시간을 획기적으로 줄일 수 있다.
기존의 바닷모래 세척은 상부에서 다량의 물을 뿌려 염분을 제거하는 살수 방식으로, 1톤의 바닷모래를 세척하는 데 약 4톤의 물이 소요되는 것으로 알려져 있다.
반면, 연구팀이 개발한 초음파 방식은 바닷모래와 민물을 1대 2 비율로 혼합 후 300W 이상의 초음파를 3분간 인가하면 현재 국토교통부 골재규정에서 권고하는 염분 농도를 기준치인 0.04% 이하로 낮출 수 있는 것으로 확인됐다.
이희승 원장은 “이번 연구는 국내외적으로 문제가 되고 있는 강 모래 부족 문제에 대한 대안을 제시하는 동시에 구조물의 안전성과 경제성을 모두 확보할 수 있다는 점에서 의미가 있다”고 말했다.
이어 “향후 대량의 바닷모래를 보다 신속하고 정밀하게 처리할 수 있도록 관련 기술을 지속적으로 고도화할 계획”이라고 밝혔다.
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