‘바닷모래 염분, 초음파로 제거’ KIOST, 세계 최초 기술 입증

[파이낸셜뉴스] 바닷모래 안의 염분을 초음파를 통해 효과적으로 제거할 수 있는 기술을 한국 연구기관이 개발·입증했다.

한국해양과학기술원(KIOST)은 바닷모래 염분을 제거하는 초음파 세척 장비를 개발, 성능을 입증한 논문을 세계적인 학술지 ‘네이처(Nature)’의 자매지 사이언티픽 리포트에 실었다고 6일 밝혔다.

모래는 도로와 항만, 교량을 비롯한 다양한 사회기반시설에 쓰이는 필수 건축 자재다.

과거 강모래가 주로 채취됐으나, 40여년 전부터 심각한 고갈 현상과 엄격해진 환경영향평가 등으로 채취가 불가능해지며 대체재로 바닷모래가 염분 제거 과정을 거쳐 활용되고 있다.

염분이 제대로 제거되지 않으면 시멘트 콘크리트 내 철근 부식과 구조물 조기 손상을 유발해 건축물의 구조적 안전성에 큰 영향을 줄 수 있기 때문이다. 현 국토교통부 골재규정에서 권고하는 바닷모래의 염분 함량 허용기준치는 0.04% 이하다.

이에 KIOST 해양공간개발·에너지연구부 연구팀은 바닷모래 내 염분을 더 효율적으로 제거할 수 있는 새로운 방식의 초음파 세척 장비를 세계 최초로 개발했다.

이 기술은 초음파 기술을 통해 좁은 공간에서도 정밀하고 신속하게 염분을 제거할 수 있어, 세척 시 물 사용량과 처리 시간을 획기적으로 줄일 수 있다는 점이 두드러진다. 기존의 세척 방식은 상부에서 다량의 물을 뿌려 염분을 제거하는 ‘살수 방식’으로, 통상 1톤의 바닷모래를 세척하는 데 4여t의 물이 필요한 것으로 알려져 있다.

연구팀은 바닷모래와 민물을 1대2 비율로 혼합해 해당 세척 장비로 300W 이상의 초음파를 3분간 쏜 결과, 염분 농도가 국토부 권고 기준치 이하로 낮춰지는 것을 입증했다. 이는 초음파의 캐비테이션(Cavitation·유체 압력변화에 따른 공동현상) 원리를 활용해 입자 제거력과 침투력을 획기적으로 높였으며 비접촉 세척도 가능하다.

이희승 KIOST 원장은 “이번 연구 결과는 국내외적으로 문제가 되는 강·바닷모래 부족 문제에 대안을 제시할 수 있다.

또 구조물의 안전성과 경제성을 모두 확보할 수 있다는 점에서 의미가 있다”며 “향후 대량의 바닷모래를 더 신속하고 정밀하게 처리할 수 있도록 관련 기술을 꾸준히 고도화할 계획”이라고 설명했다.

[e-mail] 변옥환 기자