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염화칼슘 ‘퇴장!’… 음식물 쓰레기로 눈 녹인다 목록

조회 : 2686 | 2013-01-09

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1861년 벨기에 화학자 어니스트 솔베이가 산업화에 성공하면서 제설에 혁명적인 변화를 불러왔던 염화칼슘. 하얀 가루상태로 눈이나 얼음과 결합하면 손난로의 네 배가 넘는 열을 발생시킨다. 사진은 지난 12월 14일 성동구청 앞. 구청 제설팀에서 시민들이 빙판길 위를 안심하고 지나다닐 수 있게 염화칼슘을 뿌리고 있다.
 
 
정부간기후변화 위원회(IPCC)는 ‘2011년 특별보고서’에서 지구온난화로 인해 폭설, 폭염, 폭우 등 극단적인 상황이 점점 더 많아질 것이라고 전망했다.

아니나 다를까. 최근 들어 눈 오는 날이 많아지고 있다. 게다가 한번 오면 눈 폭탄이라고 부를 수 있을 만큼 많이 온다. 눈이 올 때마다 사고를 막기 위해 염화칼슘을 뿌린다.

염화칼슘 1g은 14g의 물을 흡수할 수 있을 정도로 조해성(潮解性)이 뛰어나다. 또한 염화칼슘에 흡수된 물은 영하 54.9도가 되야 다시 얼기 때문에 제설작업에 유용하다. 가격이 저렴한 것도 장점이다.

염화칼슘은 같은 장점이 있지만 도로와 다리의 콘크리트, 차량의 외부 등을 부식시킬 뿐 아니라 가로수도 말라죽인다. 눈도 잘 녹이면서 친환경적인 제설제는 없는 것일까. 과학자들은 염화칼슘을 대체할 수 있는 새로운 물질 연구에 한창이다.

●음식물 쓰레기로 눈을 녹인다?

영화칼슘의 장점은 살리고 단점만 없애는 방법이 있다. 독성이 강한 부분만 다른 물질로 대체하는 것이다.

염화칼슘은 물에 녹아 이온화가 되면서 독성이 강해진다. 염소 이온의 반응성이 매우 크기 때문이다. 소금(염화나트륨)을 제설제로 사용해도 마찬가지다.

과학자들은 염소 이온 대신 독성이 약한 유기산을 칼슘이나 마그네슘 이온과 합성하는 방법으로 친환경 제설제를 개발했다. 제설 능력은 염소 이온을 사용했을 때와 비슷하다.

흥미로운 것은 음식물쓰레기에서 대체 물질을 뽑아낸다는 것. 기존에는 석유를 분리하고 정제해서 유기산을 얻었기 때문에 가격이 비쌌다. 그러나 최근 미생물을 이용해 음식물 쓰레기를 분해하고 정밀 여과막을 이용해 유기산을 농축하는데 성공하면서 재료비를 아낄 수 있게 됐다.

눈도 잘 녹이면서 친환경적이며 가격도 저렴한데다가 음식물 쓰레기를 재활용할 수 있다는 장점이 있다. 조달청에서도 올해부터 염화칼슘이나 소금 대신 친환경 제설제를 전국 공공기관에 공급하기로 했다.

●눈이 와도 쌓이지 않는 도로 만든다

눈이 아무리 많이 온다고 하더라고 도로위에 눈이 쌓이거나 얼지 않도록 사전에 예방을 하는 방법도 연구중이다. 도로교통연구원은 첨단 감지센서와 통신 장비, 녹색 에너지를 이용해 눈이 오면 자동으로 감지해서 녹이는 인공지능 도로를 연구하고 있다.

먼저 평소 눈이 잘 쌓이고나 결빙이 많이 되는 지역을 파악해 정보를 도로기상정보체계(RWIS)를 구축한다. 그리고 도로 옆에 설치한 기상관측장비와 표면에 설치한 결빙 감지센서를 통해 눈이 내리거나 빙판이 생기는 시점을 예측한다. 온도, 습도, 노면의 상태 등을 분석한 뒤, 도로 옆에 설치된 분사장치에서 제설액을 도로로 미리 살포한다. 눈이 오더라도 쌓이기 전에 녹도록 하는 것이다.

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눈이 와도 쌓이지 않는 도로가 있다면 따로 제설이 필요 없지 않을까? 제설차가 출동할 필요도 없고, 제설제를 낭비할 필요도 없다. 왼쪽은 자동 염수분사장치에서 제설제가 섞인 물을 도로로 뿌리고 있는 모습. 오른쪽은 강원도 평창군 진부터널 인근에서 지열에너지를 이용해 도로 열선 제설 시스템을 가동한 모습이다.
 
 
도로교통연구원 스마트하이웨이 사업단에서는 터널에서 나오는 따뜻한 물이나 지하수에서 열을 얻어 눈을 녹이는 시스템도 연구 중이다.

겨울에는 지하가 상대적으로 따뜻하다. 땅 밑으로 150m 가량 파서 부동액을 통과시키면 10도로 정도로 데워진다. 여기에 조금 더 열을 가한 다음 도로 밑에 설치한 열선으로 흘려보내면 눈이나 얼음을 열로 녹일 수 있다. 비슷한 방법으로 태양광 에너지를 이용해 도로에 제설 시스템을 설치하는 연구도 진행되고 있다.

최신 제설기술에 관련된 내용들이 ‘어린이과학동아’ 1월 1일자에 자세히 볼 수 있다.

변지민 기자 wunawuna@donga.com
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