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임종환 (공학자) 교육과 연구 철학
임종환은 학생들에게 "마트가 가장 좋은 교과서"라며 실제 유통 현장의 포장재 관찰을 강조하고, 연구실 한편에서 국선도를 수련하며 규칙적인 도보 출근으로 연구 몰입을 유지한다고 밝혔다. 2019년 쿠키뉴스와 아시아경제는 대상한림식품과학상 수상 소식을 전하며 생분해성 소재에 나노물질을 접목한 포장 기술로 식품·제약·화장품 포장 발전에 기여했다고 전했다.
임종환 (공학자) 논문
시브 샨카르; 임종환 (2018). "키토산 복합막에 황 나노입자를 도입한 항균 필름의 제조(Preparation of sulfur nanoparticle-incorporated antimicrobial chitosan films)". Food Hydrocolloids 82: 116–123. doi:10.1016/j.foodhyd.2018.03.054
이 논문은 황 나노입자를 키토산 필름에 분산시켜 기계적 강도와 수증기 차단성을 개선하는 방법을 제시한다. 전자현미경과 분광학을 사용해 나노입자의 균일 분산을 확인하였다. 황 나노입자를 넣으면 박테리아에 대한 억제 효과가 커졌다. 실험은 식중독균을 대상으로 진행되었다. 결과는 포장재의 안전성과 저장성을 동시에 높일 수 있음을 보여준다.
임종환 (공학자) 논문
루치르 프리야다르시; 파리야 에자티; 임종환 (2022). "황 양자점의 합성, 특성 및 식품 포장 응용에 관한 종설(Synthesis, properties and food packaging applications of sulfur quantum dots: a review)". Environmental Chemistry Letters 20(9). doi:10.1007/s10311-022-01495-w
이 종설은 석유 정제에서 과잉 생산되는 황을 이용해 만든 황 양자점의 합성과 특성을 정리한다. 황 양자점이 항균·항산화 기능과 생체적합성을 보이는 근거를 설명한다. 생고분자 필름에 첨가했을 때 자외선 차단과 항균성 향상을 기대할 수 있음을 사례로 제시한다. 기존 중금속 양자점 대비 안전성의 장점을 논의한다. 포장재·의약·센서 등 다분야 응용 가능성을 전망한다.
임종환 (공학자) 논문
파리야 에자티; 방영주; 임종환 (2021). "시코닌 기반 pH-지시자 제조와 육류 신선도 모니터링(Preparation of a shikonin-based pH-sensitive color indicator for monitoring the freshness of fish and pork)". Food Chemistry 337: 127995. doi:10.1016/j.foodchem.2020.127995
천연 색소 시코닌을 지지체에 고정하여 pH에 따라 색이 변하는 지시자를 만들었다. 지시자는 저장 중 생선과 돼지고기의 신선도 저하에 대응해 색이 변했다. 이는 소비자가 포장 내부 상태를 육안으로 확인하게 해준다. 재료는 비교적 안전하고 제조가 단순하다. 지능형 포장재의 실제 적용 가능성을 보여준다.
홍석인; 박환만; 응 페리 K.W.; 임종환 (2006). "항균 활성을 갖는 키토산 기반 나노복합 필름의 제조 및 특성(Preparation and characterization of chitosan-based nanocomposite films with antimicrobial activity)". Journal of Agricultural and Food Chemistry 54(16): 5814–5822. doi:10.1021/jf060658h
이 연구는 키토산 기반 필름에 나노충전재를 도입해 항균성과 물성을 동시에 개선했다. 필름의 기계적 강도와 차단성 지표가 향상되었다. 실험군은 식중독균에 대한 억제 효과를 보였다. 분석에는 분광학과 열분석이 동원되었다. 생고분자 포장재의 실용화 가능성을 제시했다.
22/7가 π를 초과한다는 증명
유리수 ⁠22/7⁠가 π (파이)보다 크다는 수학적 증명은 고대로부터 전해져 왔다. 이러한 증명 중 하나는 비교적 최근에 개발되었지만 미적분학의 기본적인 기술만을 필요로 하며, 그 수학적 우아성과 디오판토스 근사 이론과의 연관성 때문에 현대 수학에서 주목을 받았다. 스티븐 루카스는 이 증명을 "π를 근사하는 것과 관련된 더 아름다운 결과 중 하나"라고 부른다.
줄리안 해빌은 π의 연분수 근사에 대한 논의를 이 결과로 마무리하며, 이 맥락에서 "언급하지 않을 수 없는" 것으로 묘사한다.
이 증명의 주된 목적은 독자들에게 ⁠22/7⁠ (또는 ⁠3+1/7⁠)가 실제로 π보다 크다는 것을 납득시키는 것이 아니다. π 값을 계산하는 체계적인 방법은 존재한다. 만약 π가 약 3.14159라는 것을 안다면, π < ⁠22/7⁠ (약 3.142857)이라는 것은 자명하게 따른다. 그러나 이 증명에서 사용된 방법으로 π < ⁠22/7⁠임을 보이는 것은 π가 약 3.14159임을 보이는 것보다 훨씬 적은 노력을 필요로 한다.
22/7가 π를 초과한다는 증명 배경
⁠22/7⁠는 널리 사용되는 π의 디오판토스 근사이다. 이는 π의 간단한 연분수 전개에서 수렴하는 값이다. 이 값들의 소수 전개에서 쉽게 알 수 있듯이, 이 값은 π보다 크다.
이 근사는 고대부터 알려져 있었다. 아르키메데스는 기원전 3세기에 ⁠22/7⁠이 과대평가라는 최초의 알려진 증명을 저술했지만, 그가 이 근사를 처음 사용한 사람은 아닐 수도 있다. 그의 증명은 ⁠22/7⁠이 96개의 변을 가진 정다각형의 둘레와 이를 외접하는 원의 지름의 비율보다 크다는 것을 보여줌으로써 진행된다.
22/7가 π를 초과한다는 증명 증명
영국의 전기 기술자 도널드 퍼시 달젤(Donald Percy Dalzell, 1898–1988)이 1944년에 처음 고안한 증명은 매우 간결하게 표현될 수 있다.
따라서 ⁠22/7⁠ > π이다.
이 적분의 계산은 1968년 퍼트넘 대회의 첫 문제였다.
이것은 대부분의 퍼트넘 대회 문제보다 쉽지만, 이 대회는 종종 매우 친숙한 것을 가리키는 것처럼 보이는 난해한 문제들을 특징으로 한다. 이 적분은 인도 공과대학교 입학 시험에서도 사용되었다.
22/7가 π를 초과한다는 증명 적분 계산의 세부 사항
적분이 양수인 것은 피적분 함수가 비음수라는 사실에서 따른다. 분모는 양수이고 분자는 음이 아닌 수들의 곱이다. 또한 피적분 함수가 적분 범위 내의 적어도 한 지점, 예를 들어 ⁠1/2⁠에서 엄격하게 양수임을 쉽게 확인할 수 있다. 피적분 함수는 그 지점에서 연속이고 다른 곳에서는 음이 아니므로, 0에서 1까지의 적분은 엄격하게 양수여야 한다.
적분이 실제로 원하는 양과 같다는 것을 보이는 것이 남았다.
( 다항식 장제법을 참조하라.)
22/7가 π를 초과한다는 증명 빠른 상한과 하한
Dalzell (1944)에서는 분모에 x 대신 1을 대입하면 적분의 하한을 얻고, 분모에 x 대신 0을 대입하면 상한을 얻을 수 있다고 지적했다.
따라서 다음을 얻는다.
그러므로 소수 전개에서 3.1412 < π < 3.1421이다. 이 한계는 π와 0.015% 미만으로 차이 난다. 또한 Dalzell (1971)을 참조하라.
22/7가 π를 초과한다는 증명 355/113가 π를 초과한다는 증명
Lucas (2005)에서 논의된 바와 같이, 잘 알려진 디오판토스 근사이자 훨씬 더 나은 π의 상한 추정치인 ⁠355/113⁠는 다음 관계에서 비롯된다.
여기서 소수점 이하 첫 여섯 자리 숫자는 π의 것과 일치한다. 분모에 x 대신 1을 대입하면 하한을 얻는다.
분모에 x 대신 0을 대입하면 이 값의 두 배가 상한이 되므로,
소수 전개로 보면, 이것은 3.141 592 57 < π < 3.141 592 74를 의미하며, 하한과 상한의 굵은 숫자는 π의 숫자이다.
22/7가 π를 초과한다는 증명 확장
위의 아이디어는 π에 대한 더 나은 근사를 얻기 위해 일반화될 수 있다. 또한 Backhouse (1995) 및 Lucas (2005) (두 참고문헌 모두 계산은 제공되지 않음)를 참조하라. 명시적인 계산을 위해서는 모든 정수 n ≥ 1에 대해 다음을 고려하라.
여기서 중간 적분은 다음으로 평가된다.
π를 포함한다. 마지막 합은 라이프니츠의 π 공식에도 나타난다. 보정 항과 오차 한계는 다음과 같이 주어진다.
여기서 중심이항계수의 근사(물결표는 양변의 몫이 큰 n에 대해 1로 수렴한다는 것을 의미함)는 스털링 근사에서 따르며, 적분들이 π로 빠르게 수렴함을 보여준다.
이러한 적분들의 계산: 모든 정수 k ≥ 0 및 ℓ ≥ 2에 대해 다음이 성립한다.
이 공식을 2n번 재귀적으로 적용하면 다음을 얻는다.
또한,
첫 번째 등식은 1 ≤ j ≤ 3n – 1에 대한 항들이 상쇄되기 때문에 성립하고, 두 번째 등식은 첫 번째 합에서 지수 이동 j → j + 1에서 비롯된다.
22/7가 π를 초과한다는 증명 확장
이 두 결과를 적용하면 다음을 얻는다.
정수 k, ℓ ≥ 0에 대해, 부분 적분을 ℓ번 사용하여 다음을 얻는다.
k = ℓ = 4n으로 설정하면 다음을 얻는다.
방정식 (1)을 0부터 1까지 방정식 (2)와 arctan(1) = ⁠π/4⁠를 사용하여 적분하면 π를 포함하는 주장된 방정식을 얻는다.
n = 1에 대한 결과는 위에 주어져 있다. n = 2에 대해서는 다음을 얻는다.
그리고
따라서 3.141 592 31 < π < 3.141 592 89이며, 하한과 상한의 굵은 숫자는 π의 숫자이다. 비슷하게 n = 3에 대해서는,
보정 항과 오차 한계는 다음과 같다.
따라서 3.141 592 653 40 < π < 3.141 592 653 87이다. n = 4에 대한 다음 단계는 다음과 같다.
와 함께
이는 3.141 592 653 589 55 < π < 3.141 592 653 589 96를 제공한다.
진화갈퀴
진화갈퀴(Fire rake)은 산불 현장에서 지상 대원이 방화선을 구축하고 낙엽·표토(duff)·잔가지 등을 긁어내거나 잘라내어 연료를 제거할 때 사용하는 수공구이다. 대한민국의 실무‧교육 문서와 현장 유통에서는 ‘불갈퀴’, ‘낫갈퀴’, ‘산불갈퀴’ 등의 용어도 통용된다.
진화갈퀴 구조와 규격
미국 산림청 5100‑284C 규격과 공공조달 사양, 제조사 제원을 기준으로 한 일반적 구성은 다음과 같다.
진화갈퀴 기능과 사용
진화갈퀴는 줄기·가지·낙엽 등 표면 연료를 긁고 퍼내며, 삼각날로 얕은 뿌리나 풀을 절단해 광폭의 무연료대를 만든다. 낙엽이 많은 활엽수림에서 방화선 구축과 뒷불정리(mop‑up)에 적합한 ‘스크레이핑(scraping) 도구’로 분류된다. 야장훈련과 자격 표준(NFPA 1051 등)에서도 화선 구축·확보·뒷불정리 항목의 필수 수공구에 포함된다.
진화갈퀴 대한민국에서의 사용
대한민국의 현장 지침은 ‘갈퀴’를 뒷불정리 장비로 명시하고, 삽·괭이·등짐펌프 등과 함께 운용하도록 안내한다. 지방자치단체는 조달청 또는 자체 계약을 통해 등짐펌프·갈퀴 등 산불진화장비를 구매한다. 국내 업체는 다기능 헤드나 낫날 결합형 등 다양한 제품을 유통하며, 전시회 공식 디렉터리에도 ‘다목적 불갈퀴’가 진열 품목으로 등재되어 있다. 2024년 5월, YTN은 집중 산불기 동원 현장에서 등짐펌프와 갈퀴류 등 수공구 의존도가 높다고 보도했다.
진화갈퀴 제조사와 시장
미국의 Council Tool 등은 산림청 규격(5100‑284C)에 부합하는 제품을 생산하며, 제원(52–60인치 자루, 4날, 분해 운송 등)과 방청 도장이 표준화되어 있다. 국내에서는 산불 진화용으로 특화된 다기능 헤드와 운반 세트를 판매한다.
진화갈퀴 안전과 인체공학
반복적인 스크레이핑과 절단 동작은 사용자 심박수와 근골격계 부담을 증가시킬 수 있어, 손잡이 길이·중량·헤드 형상 등 인체공학적 요소가 생산성과 피로도에 영향을 준다. 현장 표준 휴대품 목록과 위험관리 체크리스트(IRPG) 역시 관련 안전 수칙을 제시한다.
진화갈퀴 표준과 교육
미국 NWCG S‑130(기초 교육)은 진화갈퀴를 ‘스크레이핑 도구’의 하나로 분류해 화선 구축·뒷불정리에서의 사용법과 유지관리(날 연마, 리벳 점검 등)를 다룬다. 또한 장비 관리 지침(PMS 448)에는 손잡이 균열, 리벳 풀림, 날마모 점검 항목이 포함된다.
일본의 내진설계
일본의 내진설계(Seismic Design in Japan)는 건축물의 지진 안전성을 확보하기 위해 제정·개정된 법령과 기술기준, 평가·보강 지침, 그리고 내진·제진·면진 기술의 총체를 말한다. 일본은 1981년 신내진기준을 도입해 이중 단계의 지진설계 철학을 확립하였고, 2000년에는 성능기반 설계를 법 체계에 반영하였다.
일본의 내진설계 정의와 범위
일본의 내진설계는 건축기준법(BSL)과 그 하위 시행령·고시, 국토교통성(MILIT)·국토기술정책종합연구소(NILIM)·건축연구소(BRI)의 기술기준·해설, 일본건축방재협회(JBDPA)의 기존건축물 내진진단·보강 표준 등으로 구성된다. 또한 설계와 인허가 과정에서는 지정확인검사기관 제도와 같은 행정체계가 연계된다.
일본의 내진설계 법제와 제도
1950년 제정된 건축기준법은 국민의 생명·재산 보호를 위한 최소기준을 규정하는 기본법이다. 중앙정부(국토교통성)와 지방자치단체, 지정확인검사기관이 설계 확인·공사 중 검사·완료 검사를 담당하며, 대형 지진 이후에는 기준과 검사가 단계적으로 강화되었다.
일본의 내진설계 1981년 신내진기준
1981년 개정은 '중규모 지진에 대한 1차 설계(허용응력 범위 확인)'와 '대규모 지진에 대한 2차 검토(층간변형각, 강성·편심 균형 등 확인)'로 이루어진 이중 단계 설계를 제도화하였다. 이 개정은 이후 일본 내진설계의 핵심 골격이 되었으며, 다수의 대지진에서 붕괴 방지 성능을 입증하였다.
일본의 내진설계 2000년 성능기반 설계 전환
2000년 개정은 재료·부재·구조시스템의 다양화를 허용하기 위해 성능기반 설계를 도입하였고, 허용응력·한계내력·시간이력해석 등 복수의 구조계산 루트를 제시하였다. 최근의 기술기준·해설서는 구조 종류별 루트 선택과 해석 요건을 구체화하였다.
일본의 내진설계 기술 체계: 내진·제진·면진
일본의 실무는 내진(耐震, Taishin), 제진(制震, Seishin), 제진구조와 면진구조(免震, Menshin)를 병행한다. 면진 건축물은 동일본대지진에서 구조응답 성능이 양호하게 관찰되었으며, 제진장치는 반복변형에 따른 성능 변화 관리가 중요하다.
일본의 내진설계 기존 건축물의 내진평가와 보강
JBDPA 표준은 기존 철근콘크리트 건축물의 내진성능을 '층별·방향별 구조 내진지수(Is)'로 산정하며, 기본지수 E0(= 강도지수 C × 연성지수 F)에 형상지수 SD와 시간계수 T를 곱해 평가한다(Is = E0 × SD × T). 내진보강은 전단벽 증설, 외부 프레임 추가, 섬유보강(예: FRP), 제진·면진장치 도입 등 다경로로 수행된다.
일본의 내진설계 비구조요소 대책과 지정 천장
2013년 시행령 개정과 2014년 기술기준에 따라, 천장 높이 6 m 초과·면적 200 m² 초과·단위면적질량 2 kg/m² 초과의 대공간 지정 천장은 낙하 방지 성능을 만족하도록 설계·시공하여야 한다. 동일본대지진에서 확인된 대공간 천장 낙하 사례는 비구조요소 기준 강화의 근거가 되었다.
일본의 내진설계 설계·해석 체계
허용응력 설계 외에 한계내력계산과 시간이력해석이 공존하며, 건물의 규모·형상·재료에 따라 구조계산 루트(예: 1, 2-1, 2-2 등)를 선택한다. 중규모 지진에서의 층간변형각 상한과 강성·편심 균형 검토는 비구조요소 피해 억제를 목표로 한다.
일본의 내진설계 디테일링과 취성파괴 억제
창하부벽·매달린 벽 등으로 발생하는 '단주' 취성 파괴를 억제하기 위해 기둥과 비내력벽 사이에 구조 슬릿(構造スリット)을 두어 유효내법높이를 확보하는 세부구성법이 널리 활용된다. 구조 슬릿은 단주 취성파괴를 억제하는 대신 횡강성과 내력 감소를 수반하므로, 전단벽 증설·외부 프레임 등과 병행 설계된다.
일본의 내진설계 대표 지진에서의 성능 관찰
1995년 한신·아와지 지진은 기존 규정의 취약점을 드러내어 내진개수 촉진법 제정을 이끌었고, 2011년 동일본대지진에서는 면진·제진 건물의 구조응답이 양호했으나, 일부 비구조요소와 이음부에서 손상이 관찰되었다. 2016년 구마모토 지진에서는 1981년 이전 건축물의 피해율이 높게 나타났고, 현대식 RC 건물은 대체로 구조적 성능이 우수했다.
일본의 내진설계 제도적 촉진과 행정 프로그램
국토교통성은 공공건축물의 기능 확보와 민간건축물 내진성능 향상을 목표로 내진화 목표를 설정하고, 평가·보강 기술의 표준화를 추진한다. 1995년 이후 JBDPA 등 관계기관의 네트워크가 구축되어 기술자 교육·진단·보강 지침이 보급되었다.
조남준
조남준(Nam-Joon Cho)은 난양 이공대학(NTU) 재료과학·공학과 석좌교수(MRS‑Singapore Chair Professor)로, 식물 꽃가루를 연성 소재로 전환하는 공정과 지질막을 표적으로 하는 항바이러스 펩타이드 기술을 개척한 한국계 재료과학자이다. 그는 스탠퍼드 대학교에서 석·박사 학위를 받고 NTU에 부임했으며, 전염병 대응을 위한 미국 NIH 지원 스탠퍼드 의대 AViDD 센터 프로젝트 리더를 겸한다. 또한 싱가포르 한인과학기술자협회(KSEASG) 회장을 지냈다.
조남준 생애와 교육
조남준은 캘리포니아 대학교 버클리에서 토목공학 학사(1996)를 취득하고 스탠퍼드 대학교에서 재료과학·공학 석사(2003)와 화학공학 박사(2006)를 받았다. 박사후연구원 기간에는 스탠퍼드 의과대학(소화기내과·간장학)에서 바이러스 단백질–지질막 상호작용을 마이크로공정·계면과학으로 분석하는 연구를 수행하였다. 2011년 싱가포르 국립연구재단(NRF) 펠로우로 선정되어 NTU에 부임했고, 2016년 테뉴어를 받았다.
조남준 학문적 배경과 연구 철학
그의 연구는 재료과학·화학공학·의학을 잇는 '교차' 접근을 표방하며, 분자 계면에서의 현상을 임상·산업 문제로 번역(translation)하는 것을 목표로 한다. 그는 NTU 총장실 산하 Flagship Programmes 디렉터로 일하며 학제 간 대형과제를 설계했고, '교차경제(Cross Economy)' 개념을 통해 환경·보건 사이의 경계를 넘는 소재 혁신을 제안하였다.
조남준 산업·정책 연계
조남준은 'Centre for Cross Economy' 디렉터로 폐자원·바이오자원을 연결하는 소재 생태계를 제안하고, 싱가포르에서 공공‑민간‑대학 협력 모델을 강조하였다. 또한 NIH AViDD 프로젝트 리더로서 학계‑병원‑기업 연계를 주도한다. 2022년 "한국 대학의 정량평가·경직적 테뉴어·지원금 분절 구조가 경쟁력을 약화시킨다"는 비판을 제기하였다. 또한 "아시아 톱 수준 연구환경에서 스타 교수의 연봉·연구비 패키지가 높다"며 한국 연구생태계의 구조개선을 제언하였다(조선일보, 2025.11.8).
조남준 논문
판텅페이; 박수현; 시치엔; 장싱위; 류치민; 조남준; 황싱총; 리화; 송주하; 수브라 수레시. (2020). "단단한 꽃가루의 연성화: Transformation of hard pollen into soft matter". Nature Communications 11(1). doi:10.1038/s41467-020-15294-w.
꽃가루의 단단한 구조를 화학적 처리로 부드럽게 바꾸는 방법을 제시한다. 처리 전후의 미세구조와 물성을 다양한 도구로 검증한다. 종(species)에 따른 반응 차이와 공정 변수의 역할을 정량화한다. 연성화된 꽃가루가 젤과 종이 같은 일상 소재로 가공될 수 있음을 보인다. 플라스틱 대체 관점에서 응용 가능성을 열었다.
윤보경; 전원용; 숫툰나우; 조남준; 잭맨 조슈아 A. (2021). "막외피 바이러스의 지질막을 표적으로 한 나노기술 전략: Stopping Membrane‑Enveloped Viruses with Nanotechnology Strategies". ACS Nano 15(1): 125–148. doi:10.1021/acsnano.0c07489.
조남준 논문
지질막을 가진 바이러스의 공통 취약점을 정리한다. 막곡률·전하·지질조성 등 물리화학적 인자를 통합해 표적화 원리를 설명한다. 펩타이드·지질·나노입자 기반 억제 전략을 비교한다. 독성·내성·전임상 지표를 체계화해 개발 로드맵을 제시한다. 팬데믹 대비에서 범용 치료제의 필요성을 강조한다.
구스타보 안헬 발레-곤살레스; 잭맨 조슈아 A.; 윤보경; 박수현; 숫툰나우; 조남준 (2021). "꽃가루 스펀지의 3차원 콜로이드 공정: Colloid‑Mediated Fabrication of a 3D Pollen Sponge for Oil Remediation". Advanced Functional Materials 31(44). doi:10.1002/adfm.202101091.
꽃가루 입자를 콜로이드적으로 조립해 스펀지를 만든다. 공극률·기계적 강도·흡유율을 최적화한다. 반복 사용성을 실험으로 입증한다. 해양 유출 오일 정화 시나리오를 모사한다. 친환경 정화소재로의 경로를 보여준다.
조남준 논문
후크 프레드릭; 카세모 벵트; 프랭크 커티스 W.; 조남준 (2010). "QCM‑D로 지지 지질 이중막을 분석하는 방법: Quartz crystal microbalance with dissipation monitoring of supported lipid bilayers". Nature Protocols 5(6): 1096–1106. doi:10.1038/nprot.2010.65.
석영 결정 마이크로저울(QCM‑D)을 이용한 지질막 분석 절차를 표준화한다. 설정값·시료 준비·데이터 해석을 단계별로 정리한다. 물리적 흡착과 막형성의 경계 조건을 제시한다. 지질 종류·이온강도·온도 효과를 비교한다. 막단백질 상호작용 연구의 기반을 마련한다.
조남준 창업 및 기술사업화
조남준은 2020년 루카에이아이셀(LUCA AICell)을 공동 설립해 막표적 항바이러스 후보물질과 지질나노입자(LNP) 기반 기술의 사업화를 추진하였다.
캐나다의 판내 지진
캐나다의 판내 지진(Intraplate earthquakes in Canada)은 캐나다 동부·중부의 판 내부(대륙판 내부)에서 발생하는 지진 현상을 가리킨다. 이 지역의 지진은 발생 빈도는 낮지만 지각 특성과 도시 노출 특성 때문에 광범위하게 느껴지고, 드물게는 구조적 피해를 일으킨다. 국지 응력장과 빙하 이후 등방성 반발(빙퇴 후 지반 융기) 등이 과거 약대(弱帶)와 고대 단층을 재활성화하여 지진을 유발하는 것으로 설명된다.
캐나다의 판내 지진 정의와 범위
캐나다의 판내 지진은 판 경계에서 수백 킬로미터 떨어진 지각 내부에서 일어나는 지진을 말하며, 동부 퀘벡–오타와 계곡–로어 세인트로런스 등에서 군집적으로 관측된다. 동부 캐나다에서는 매년 약 450회의 지진이 기록되고, 10년마다 평균 3회의 규모 5 이상 지진이 발생한다.
캐나다의 판내 지진 지질학적 배경
동부 캐나다의 지진대는 그렌빌 지대 기반암, 세인트로런스 열곡계, 샤를브아 충돌 구조(운석 충돌구) 등 선캄브리아기와 신원생대의 구조적 약대를 따라 분포한다. 북미판의 광역 압축과 빙상 해빙 이후의 지반 융기가 이러한 약대를 재활성화하는 두 축으로 제시된다. NRCan은 "동부 캐나다의 지진 손실은 서부와 비슷한 규모가 될 수 있다"라고 설명하였다.
캐나다의 판내 지진 주요 지진대
다음 표는 동부 캐나다 판내 지진의 대표 지진대를 요약한다.
캐나다의 판내 지진 역사적 지진
동부 캐나다의 대표적 판내 지진은 다음과 같다.
캐나다의 판내 지진 진동 전파와 감쇠
동북미의 단단한 기반암과 경로 감쇠 특성 때문에 같은 규모라도 진동이 서부보다 먼 거리까지 전달된다. 이러한 특성은 판내 지진이 저빈도임에도 넓은 지역에서 체감되고, 임계 구조물·노후 건축물에 피해를 유발할 가능성을 높인다.
캐나다의 판내 지진 위험도와 노출
몬트리올·오타와 등 대도시는 지진·지반 증폭·노후 건축물 분포가 중첩되어 손실 노출도가 크다. 2020년 개정(제6세대) 캐나다 국가 지진위험도 모델(CanadaSHM6)은 동부의 설계 지진동 값을 상향 조정하였고, 그에 따라 일부 지역의 기대 손실 추정치가 상승하였다. 퀘벡의 지진 위험 커뮤니케이션 자료는 연간 수백 건의 지진 발생과 세 주요 지진대(샤를브아, 서퀘벡, 바생로랑–코트노르)를 상시 주지한다
캐나다의 판내 지진 모델링과 단층 재활성화
서퀘벡 지진대(WQSZ)에서는 역사 지진과 응력 전달을 바탕으로 한 쿨롱 응력·슬립 경향성 분석 등 판내 단층 재활성화 모델링이 수행되었다. 중기 규모(M5–6대)의 지진이 누적 응력을 재분배하며, 장주기적으로는 더 큰 사건의 잠재성을 시사한다는 해석이 제시되었다.
캐나다의 판내 지진 건축 규범과 설계
2020년 내진 설계 기준(국가건축규정, NBCC 2020)은 제6세대 위험도 모델(CanadaSHM6)을 반영하여 설계 지진동 산정 방식을 개정하고 지역·Vs30 기반 값을 도입하였다. 퀘벡주는 2025년 4월 17일부로 해당 개정 사항을 주 건축규정에 반영하여 시행(유예 18개월)하였다. 엔지니어링 업계에서는 NBCC 2020의 일부 조항이 "전단벽 등 수평 요소의 과다 설계"를 유발한다고 지적하였다.
캐나다의 판내 지진 모니터링과 조기경보
연방 정부의 지진 감시망은 동부 온타리오–남부 퀘벡을 포함하는 판내 지진 지역을 상시 관측하며, 지진 조기경보(ASP, Alerte sismique précoce) 적용 지역에 동부 온타리오와 남부 퀘벡이 포함된다.
캐나다의 판내 지진 사회·경제적 영향 평가
NRCan은 최신 위험도 도구에서 "동부 캐나다의 지진 위험에 따른 피해가 서부와 비슷한 수준"일 수 있다고 평가하며 리스크 인식 제고와 완화 투자를 권고한다. 몬트리올의 연성 퇴적층(샹플랭 해 유산 퇴적물 등)은 지반 증폭을 통해 손실을 키울 수 있다.
캐나다의 판내 지진 데이터와 불확실성
동부 캐나다는 판내 대지진의 발생 위치·규모·발생률의 불확실성이 상대적으로 크며, 위험도 모델은 역사지진·지질구조·지반 증폭과 지진동 예측식을 결합해 불확실성을 정량화한다.
캐나다의 판내 지진 주요 연구(논문)
게일 엠. 앳킨슨; 데이비드 엠. 부어 (2014). 「동북미 암반 부지의 푸리에 진폭 감쇠/The Attenuation of Fourier Amplitudes for Rock Sites in Eastern North America」, Bulletin of the Seismological Society of America, 104(1), 513–528. https://doi.org/10.1785/0120130136
이 논문은 동북미에서 지진파가 거리와 주파수에 따라 얼마나 약해지는지 단순한 경험식을 제시한다. 가까운 거리와 먼 거리에서 감쇠율이 다름을 보여 주며 50km 부근을 전환점으로 제시한다. 이런 감쇠 모델은 예상 지반진동을 계산하는 데 핵심이 된다. 암반 부지 자료를 사용해 토사지반의 영향을 최소화하였다. 이 결과는 위험도 평가와 설계 지진동 산정에 직접 쓰인다.
캐나다의 판내 지진 주요 연구(논문)
제이 엠. 리만도; 등 (2021). 「동부 캐나다 서퀘벡 지진대의 판내 단층 재활성화 잠재성/Reactivation Potential of Intraplate Faults in the WQSZ, Eastern Canada」, Earth and Space Science, 8(7). https://doi.org/10.1029/2021EA001825
연구진은 과거 지진을 이용해 단층면들에 작용하는 응력 상태를 계산하였다. 그 결과 특정 방향의 단층들이 현재 응력장에서 다시 미끄러지기 쉬운 상태임을 보였다. 이는 왜 특정 구간에서 지진이 자주 일어나는지 설명에 도움이 된다. 방법은 쿨롱 응력변화와 슬립 경향성 계산을 결합한다. 판내 지진 위험도 지도의 정밀화를 뒷받침한다.
캐나다의 판내 지진 주요 연구(논문)
존 이. 이벨 (2011). 「1663년 샤를브아 지진의 규모 재분석/A New Analysis of the Magnitude of the February 1663 Earthquake at Charlevoix, Quebec」, Bulletin of the Seismological Society of America, 101(3), 1024–1038. https://doi.org/10.1785/0120100190
역사 기록과 지진학적 모델을 결합해 1663년 사건의 규모를 추정하였다. 결과는 M7 수준의 대지진 가능성을 지지한다. 이 분석은 동부 캐나다에서 아주 큰 지진이 드물지만 발생할 수 있음을 보여 준다. 또한 넓은 지역에서 체감된 이유를 지각 구조와 감쇠 특성으로 설명한다. 이런 결론은 현재 위험도 모델에 반영된다.
이 보고서는 2020 건축규정 설계용 격자 위험도 수치를 제공한다. 모델은 서부의 섭입대뿐 아니라 동부의 판내 지진원을 함께 고려한다. 다양한 지진동 예측식과 불확실성 처리가 포함된다. 사용자는 위치와 부지 조건을 바탕으로 설계 값을 조회할 수 있다. 이는 설계자와 정책결정자에게 표준 기준을 제공한다.
캐나다의 판내 지진 지역별 대비와 교육
동부 캐나다에서 발생하는 소규모·중규모 지진의 잦은 체감은 주민 대비 행동(엎드리기-가리기-붙잡기) 교육의 중요성을 높인다.
헬리콥터 급수용 저수조
헬리콥터 급수용 저수조(Helicopter Dip Tank)는 산불 등 화재 현장에서 헬리콥터가 버킷이나 스노클로 신속하게 담수할 수 있도록 현장 근처에 설치하는 자립형 개방식 저수조를 말한다. 한국의 공공기관에서는 주로 이동식 저수조로 표기한다.
헬리콥터 급수용 저수조 개요와 명칭
영어권에서는 탱크의 외형이 호박을 닮은 데서 '펌킨 탱크(pumpkin tank)'라는 명칭이 널리 쓰이며, 제품·브랜드명에서 일반명처럼 통용된다. 한국 행정 및 조달 문서에서는 '이동식 저수조' 또는 '헬기용 임시 저수조'라는 용어가 사용된다. 2019년 강원일보는 속초시 22.7톤급 도입이 "헬기 3대 이상의 효과"를 낼 수 있다고 전했다("헬기 3대 이상의 효과").
헬리콥터 급수용 저수조 설계와 구조
본체는 내구성 합성섬유로 제작되고, 상부에는 발포 폼 칼라가 부력을 형성하여 조립식 프레임 없이도 자립한다. 표준 배수 포트(예: 3인치 NPT)와 타이다운 고리가 제공되며, 지면 손상을 줄이는 그라운드 패드·버킷 충격 패드를 추가할 수 있다.
헬리콥터 급수용 저수조 작동 원리(버킷·스노클)
버킷은 탱크의 개구부 직경·수심에 맞아야 하며, 탱크가 얕으면 1회 '풀 딥'이 불가능하여 항공 회전 시간이 늘어난다. 스노클 흡입은 최소 약 18인치(약 46cm) 수심을 필요로 한다.
헬리콥터 급수용 저수조 규격과 성능
다양한 용량과 높이 모델이 존재하며, 버킷 모델별 권장 탱크가 제시되어 있다.
헬리콥터 급수용 저수조 설치·운용 절차
수평·평탄 지면에 패드를 깔고 날카로운 물체를 제거한 뒤 전개한다. 로터 와류와 지반침하에 대비해 타이다운을 적용하며, 탱크는 소방차·펌프 등으로 상시 보충해 버킷 회전과 균형을 맞춘다.
헬리콥터 급수용 저수조 안전·유지관리
모서리·프레임·배관의 돌출부는 버킷 라인과 스노클을 걸리게 하므로 보호대를 쓰고, 내부 충격패드로 바닥 손상을 줄인다. 젖은 탱크의 곰팡이·훼손 방지를 위해 건조·점검·수선키트를 사용한다.
헬리콥터 급수용 저수조 한국의 도입과 운영
한국에서는 산림 현장의 산불 대응 강화를 위해 산림청·지자체가 이동식 저수조를 운용한다. 2019년 1월 강원 태백 산불에서 저수조 2기를 공설운동장에 설치하여 헬기 이동시간을 단축하였다. 같은 해 속초시는 22.7톤급 저수조를 도입하였다. 산림항공관리소의 현장 사진 자료도 공개되어 있다.
헬리콥터 급수용 저수조 동절기 결빙 대응
동해안 등 한랭 지역에서는 담수지 결빙으로 담수가 지연될 수 있어 결빙방지장치와 저수조를 병행한다. 속초시는 센서·프로펠러 유동으로 25~30m 범위 결빙을 억제하는 장치를 설치하였다.
헬리콥터 급수용 저수조 대안·경쟁 장비
자립형 프레임리스 수조는 여러 제조사가 생산한다. Husky와 Fol‑Da‑Tank는 250~20,000갤런급 범위를 제공한다. PumpPod의 HeloPod는 최대 800 gpm 원격 급수·통신·태양광 충전을 통합한 전술형 딥소스 시스템을 제공한다.
헬리콥터 급수용 저수조 조달·표준과 지침
딥탱크-버킷-헬리콥터 간 호환성, 최소 수심, 현장 안전조치는 미국 산림청 기술지침과 제조사 매뉴얼에 상세히 제시되어 있다.
헬리콥터 급수용 저수조 환경·안전 영향
이동식 저수조는 자연 수원 의존도를 낮추고 초기 진화 시간과 항공 회전시간을 줄이는 장점이 있으나, 얕은 수심·모서리 손상·지반침하 시 장비 손상과 지연 위험이 증가한다.
김수인 (야구 선수)
김수인(1997년 10월 19일 ~ )은 KBO 리그의 내야수이다.
김수인 (야구 선수) LG 트윈스 시절
2020년에 육성선수로 LG 트윈스에 입단했으나, 시즌 이후 방출되었다. 2023년에 재입단했고, 2024년에 데뷔 후 첫 경기에서 2타수 무안타를 기록했다. 1군 타석에 두 번 밖에 못 서며, 2025년 시즌 이후 다시 방출되었다.
대롱
대롱 또는 튜브(tube), 관은 유체(액체 또는 기체)를 이동시키거나 전기 또는 광케이블 및 전선을 보호하는 데 사용되는 길고 속이 빈 원통이다.
"파이프"와 "대롱"이라는 용어는 거의 상호 교환적으로 사용되지만, 약간의 차이가 있다. 일반적으로 대롱은 파이프보다 더 엄격한 공학적 요구 사항을 갖는다. 파이프와 대롱 모두 일정한 수준의 강성과 영구성을 의미하지만, 호스는 일반적으로 휴대 가능하고 유연하다. 대롱과 파이프는 공칭 파이프 크기 지정(예: 공칭 파이프 크기) 또는 공칭 외경 또는 내경 및 벽 두께로 지정될 수 있다. 파이프의 실제 치수는 일반적으로 공칭 치수가 아니다. 1인치 파이프는 실제 외경이나 내경이 1인치가 아니지만, 많은 유형의 대롱은 실제 내경, 외경 또는 벽 두께로 지정된다.
대롱 제조
제조된 대롱은 이음매 없는(seamless), 용접된 또는 전기 저항 용접(ERW), 그리고 맨드럴 위로 인발된(DOM) 세 가지 종류가 있다.
대롱 표준
파이프와 대롱에는 많은 산업 및 정부 표준이 있다. 대롱 제조를 위한 많은 표준이 존재하며, 가장 일반적인 것들은 다음과 같다.
ASTM 재료 사양은 일반적으로 특정 재료 구성을 나타내는 다양한 등급 또는 유형을 다룬다. 가장 일반적으로 사용되는 것들은 다음과 같다.
수소를 사용하는 설비에서는 구리 및 스테인리스 스틸 대롱은 공장에서 미리 세척(ASTM B 280) 및 계장 등급으로 인증되어야 한다. 이는 수소의 특정 특성 때문이다. 즉, 산소, 산소 공급원 또는 오염 물질이 있는 경우 폭발하고, 원자 크기 때문에 누출되며, 특히 압력 하에서 금속의 취화를 유발한다.
대롱 강도 계산
실리콘고무 대롱의 인장 강도가 10 MPa이고 외경이 8 mm, 벽 두께가 2 mm일 때 최대 압력은 다음과 같이 계산할 수 있다.
외경 = 8 밀리미터 (0.3150 in)
벽 두께 = 2 밀리미터 (0.07874 in)
인장 강도 = 10 * 1000000 [Pa]
파열 압력 = (인장 강도 * 벽 두께 * 2 / (10 * 외경) ) * 10 [Pa]
파열 압력은 5 MPa이다.
안전 계수를 사용할 경우:
최대 압력 = (인장 강도 * 벽 두께 * 2 / (10 * 외경) ) * 10 / 안전_계수 [Pa]
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대롱 응용 분야
대롱은 모터 및 기타 장비의 냉각을 돕는 열 교환 시스템의 필수 구성 요소이다. 산업 응용 분야에서는 내압 대롱을 사용하여 가스와 액체를 압력 하에서 안전하게 보관하여 공기 누출이나 오작동을 방지한다. 또한 초음파로 작동하는 장치는 전기장에 노출될 때 진동을 생성할 수 있는 특수 유형의 얇은 벽 대롱을 자주 사용한다. 마지막으로, 대롱 구성 요소는 실리콘 고무 폼 단열재 및 폴리에틸렌 폼 단열재와 같은 주택 단열재에서 효율적인 에너지 절약을 제공한다.
구조용 강관
구조용 강관(Hollow structural section, HSS)은 속이 비어있는 단면을 가진 프로파일의 한 종류이다. 이 프로파일은 원형, 정사각형 또는 직사각형 단면을 가질 수 있으며, 타원형과 같은 다른 모양도 이용 가능하다.
유럽이나 EN 10210 또는 EN 10219 표준을 따르는 다른 국가에서는 HSS라는 용어가 사용되지 않는다. 대신 세 가지 기본 모양은 원형, 정사각형, 직사각형 중공 단면을 의미하는 CHS, SHS, RHS로 참조된다. 예를 들어, CHS 200 x 10은 외경이 200mm이고 벽 두께가 10mm인 원형 중공 단면을 의미한다.
구조용 강관 다른 제품과의 비교
HSS는 때때로 중공 구조용 강철로 잘못 언급되기도 한다. 직사각형 및 정사각형 HSS는 일반적으로 튜브 강철 또는 박스 단면이라고도 불린다. 원형 HSS는 때때로 강관으로 잘못 불리기도 하는데, 실제 파이프는 HSS와 치수 및 등급이 다르다. (HSS 치수는 프로파일의 외부 치수를 기준으로 하며, 파이프도 외부 공차에 맞춰 제조되지만 다른 표준을 따른다.) HSS의 모서리는 벽 두께의 약 두 배인 반경을 가지며 크게 둥글다. 벽 두께는 단면 전체에 걸쳐 균일하다.
구조용 강관 구조물에서의 사용
HSS, 특히 직사각형 단면은 부재가 여러 방향으로 하중을 받는 용접 강철 프레임에 일반적으로 사용된다. 정사각형 및 원형 HSS는 두 개 이상의 단면 축을 따라 균일한 기하학적 구조를 가지므로 균일한 강도 특성을 가지며, 이러한 다축 하중에 매우 효율적인 모양을 가지고 있다. 이로 인해 기둥에 좋은 선택이다. 또한 비틀림에 대한 저항도 뛰어나다.
HSS는 들보로도 사용될 수 있지만, 와이드 플랜지 또는 형강 모양은 많은 경우 이 용도에 더 효율적인 구조적 모양이다. 그러나 HSS는 횡 비틀림 좌굴에 대한 우수한 저항성을 가지고 있다.
직사각형 HSS의 평평한 정사각형 표면은 시공을 용이하게 하며, 노출된 구조물에서 건축 미학을 위해 선호되기도 한다. 타원형 HSS는 동일한 미학적 이유로 노출된 구조물에서 점점 더 인기를 얻고 있다.
오늘날 HSS는 일반적으로 연강, A500 등급 C로 제공된다. HSS에 사용 가능한 다른 강철 등급은 A847 (내후성강), A1065 (SAW 공정으로 제작된 최대 50인치 정사각형의 대형 단면), 그리고 최근에 승인된 A1085 (A500보다 강도가 높고 공차가 더 빡빡함)이다. 유럽에서는 일반적으로 S235 강철이 사용된다.
구조용 강관 제조
정사각형 HSS는 파이프와 동일한 방식으로 만들어진다. 제조 과정에서 평평한 강판은 점차적으로 원형으로 변형되어 가장자리가 용접할 준비가 된다. 그런 다음 가장자리가 함께 용접되어 모관을 형성한다. 제조 과정에서 모관은 일련의 성형 스탠드를 통과하여 원형 HSS(모관)를 최종 정사각형 또는 직사각형 모양으로 만든다. 대부분의 미국 제조업체는 ASTM A500 또는 새로 채택된 ASTM A1085 표준을 준수하며, 캐나다 제조업체는 ASTM A500과 CSA G40.21을 모두 따른다. 유럽 중공 단면은 일반적으로 EN 10210 표준에 따른다.
구조용 강관 채워진 HSS
HSS는 내화 등급과 견고성을 향상시키기 위해 종종 콘크리트로 채워진다. 이 경우, 이 제품은 매사추세츠주 월섬의 발명가 존 랠리(John Lally)의 이름을 따서 랠리 기둥이라고 불린다. (발음은 종종 롤리 기둥으로 잘못 불린다.) 예를 들어, 주차장 주변의 차단벽(볼라드)은 범퍼 높이까지 콘크리트로 채워지는 경우가 많다. 이것은 볼라드의 압축강도를 추가하는 저렴한 방법이며(교체 비용을 고려할 때), 보기 흉한 국부적인 움푹 들어감을 방지하는 데 도움이 될 수 있지만, 일반적으로 볼라드의 전반적인 구조적 특성을 크게 증가시키지는 않는다.
터널링 실드
터널링 실드(tunnelling shield)는 크고 인공적인 터널을 굴착할 때 사용되는 보호 구조물이다. 연약하고 액체 상태이거나 불안정한 지반을 굴착할 때, 떨어지는 자재나 붕괴로 인해 작업자와 프로젝트 자체에 잠재적인 건강 및 안전 위험이 발생할 수 있다. 터널링 실드는 임시 지지 구조물로 사용될 수 있다. 일반적으로 터널 구간이 굴착된 후 영구적인 지지 구조물로 보강될 때까지 단기간 동안 제자리에 있다. 영구 구조물은 시대에 따라 벽돌, 콘크리트, 주철 또는 강철로 만들어질 수 있다. 현대의 실드는 일반적으로 원통형이지만, 마크 이점바드 브루넬이 설계한 최초의 "실드"는 실제로는 세 개의 층과 층당 열두 개의 섹션, 그리고 단단한 하중 지지 상부 표면을 가진 크고 직사각형의 비계와 같은 철 구조물이었다. 이 구조물은 실드 앞에서 터널을 파는 동안 작업자들이 붕괴로부터 보호받도록 했다.
터널링 실드 역사
최초의 성공적인 직사각형 터널링 실드는 마크 이점바드 브루넬이 개발하여 1818년 1월 코크레인 경과 함께 특허를 받았다. 브루넬과 그의 아들 이점바드 킹덤 브루넬은 1825년부터 템스 터널을 굴착하는 데 이를 사용했다(터널은 1843년까지 개통되지 않았다). 브루넬은 조선소에서 일하면서 물에 잠긴 목재를 뚫는 효율성을 관찰한 선박좀이라는 연체동물의 껍데기에서 영감을 받아 자신의 설계를 했다고 전해진다. 이 실드는 모즐리, 선스 & 필드 오브 램버스, 런던에서 제작되었으며, 이들은 터널 배수를 위한 증기 펌프도 제작했다.
1840년, 사이언티픽 아메리칸(Scientific American) 저널의 편집장인 앨프레드 엘리 비치는 원형 디자인이 브루넬의 직사각형 디자인보다 우수할 것이라고 처음으로 제안했다. 1868년 비치는 원형 실드를 제작했으며, 그 그림은 그의 공기압 터널 시스템 아이디어에 대한 뉴욕 뉴스 기사에 실렸다. 이 디자인은 브루넬의 실드 격자와 나사 잭에 기반을 두었으며, 작업면이 수동으로 진행됨에 따라 앞으로 밀려나갔다.
터널링 실드 역사
1864년 피터 W. 발로우는 원형 단면을 가진 디자인 특허를 신청했다. 이론적으로 이것은 실드를 만들고 주변 토양을 지지하는 데 더 쉽게 만들었지만, 실제로는 이 디자인을 사용하여 제작된 실드는 없었다. 1864년 발로우 특허는 1868년에 더 개선되어 임시 특허를 받았지만, 발로우가 얼마 후 사망하여 비준되지 않았다.
브루넬의 원래 디자인은 제임스 헨리 그레이트헤드에 의해 크게 개선되었고, 그는 여러 실드 디자인에 대한 세 가지 특허를 받았다. 또한 그는 분사 콘크리트 그라우트 개념을 발명하여 주입된 콘크리트로 토공사를 안정화하고, 유압으로 보강 그라우트를 건설된 라이닝과 원형 터널 벽 사이의 공동에 주입하는 그라우트 팬을 발명했다.
그레이트헤드는 1869년 런던 중심부의 템스강 아래 타워 지하철 건설에서 원통형 터널링 실드를 처음으로 사용했다. 그레이트헤드 실드는 직경 7 피트 3 인치 (2.21 m)이었다. 마찬가지로 앨프레드 엘리 비치는 1870년 3월 1일에 자신의 터널을 대중에게 개방했다.
터널링 실드 역사
그레이트헤드는 1884년 시티 & 사우스 런던 철도(오늘날 런던 지하철노던선의 일부) 건설에도 직경 10 피트 2 인치 (3.1 m)의 터널을 만들면서 실드를 사용했다. 그의 실드는 1898년에 개통된 워털루 & 시티 철도의 직경 12 피트 1 3⁄4 인치 (3.7 m) 주행 터널 건설에도 사용되었다. 시티역(현재 뱅크역으로 알려짐)의 역 터널은 당시 세계에서 가장 큰 직경의 터널링 실드로, 23 피트 (7.0 m)에 달했다.
무어게이트역 아래 폐기된 터널에는 런던 지하철 심층 노선 굴착에 사용된 원래 그레이트헤드 실드가 여전히 남아 있다.
대부분의 터널링 실드는 여전히 그레이트헤드의 디자인에 느슨하게 기반을 두고 있다.
터널링 실드 수동 실드 터널링
초기 실드 터널링에서는 실드가 굴착 작업을 수행하고 실드를 앞으로 이동시키는 노동자들을 보호하는 역할을 했으며, 점진적으로 터널 벽의 미리 건설된 섹션으로 대체되었다. 런던 지하철의 초기 심층 터널은 이러한 방식으로 건설되었다. 실드는 작업면을 각 작업자가 굴착할 수 있는 겹치는 부분으로 나누었다.
터널링 실드 현대 터널굴착기
터널굴착기(TBM)는 실드(큰 금속 실린더)와 후방 지지 메커니즘으로 구성된다.
실드의 전면에는 회전하는 절단 바퀴가 있다. 절단 바퀴 뒤에는 굴착된 토양이 슬러리와 혼합되거나(슬러리 TBM) 그대로 남겨지는(흙 압력 균형 또는 EPB 실드) 챔버가 있으며, 이는 TBM 유형에 따라 다르다. TBM 유형의 선택은 토양 조건에 따라 달라진다. 토양(또는 슬러리와 혼합된 토양) 제거 시스템도 존재한다.
챔버 뒤에는 완성된 터널 부분에 의해 지지되는 유압 잭 세트가 있으며, 이는 TBM을 앞으로 밀어내는 데 사용된다. 일정 거리(대략 1.5–2 미터 (5–7 ft))가 굴착되면, 이렉터(Erector)를 사용하여 새로운 터널 링이 건설된다. 이렉터는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트를 들어 올려 원하는 위치에 배치하는 회전 시스템이다.
실드 뒤, 완성된 터널 내부에는 TBM의 일부인 여러 지지 메커니즘이 있다: 흙 제거, 해당하는 경우 슬러리 파이프라인, 제어실, 프리캐스트 세그먼트 운반용 레일 등.
터널링 실드 라이닝
터널 라이닝은 터널의 벽이다. 일반적으로 링을 형성하는 프리캐스트 콘크리트 세그먼트로 구성된다. 런던 지하철 터널에서는 전통적으로 주철 라이닝이 사용되었고, 다른 곳에서는 강철 라이너가 때때로 사용되었다. 프리캐스트 성형 라이닝 섹션을 사용하는 개념은 새로운 것이 아니며, 1874년 제임스 헨리 그레이트헤드에 의해 처음 특허를 받았다.
터널링 실드 일본의 실드
일본에는 이중-O-튜브 또는 DOT-터널과 같은 여러 혁신적인 실드 터널링 접근 방식이 있다. 이 터널은 두 개의 겹치는 원처럼 보인다. 또한 사실상 어떤 모양으로든 터널을 굴착하는 데 사용할 수 있는 컴퓨터화된 팔을 가진 실드도 있다.
대한민국소방의 드론
대한민국소방의 드론(Drones in the Fire Service of South Korea)은 대한민국의 소방 조직이 화재·구조·구급 및 각종 재난 현장에서 운용하는 무인비행장치(드론) 체계를 말한다. 2010년대 초 도입 이후 「항공안전법」 체계와 소방청 훈령인 '소방 무인비행장치 운용규정'을 바탕으로 표준규격, 관제·영상전송, 조종자 양성, 임무 전술이 단계적으로 확립되었다.
대한민국소방의 드론 개요
소방 드론은 가시광선·열화상·가스감지 등 탑재체를 사용해 정찰·상황판단·의사결정 지원을 수행하고, 확성기·서치라이트·투하장치 등 임무장비를 통해 대피 유도와 물자 전달까지 지원한다. 소방청은 2019년 '소방드론 표준규격' 개발을 추진하여 기체 성능, 영상전송, 운용 안전요건 등 공통 사양을 제시하였다. 2020년대 들어 전국 배치 드론 수와 출동 실적은 지속 증가하여 2024년 운용 건수는 4,623건에 달했다.
대한민국소방의 드론 법·제도
한국의 소방 드론은 「항공안전법」에 따른 '초경량비행장치 조종자 증명' 제도, 국토교통부 고시·훈령, 소방청 훈령과 지방자치단체 지침의 다층 구조 안에서 운용된다. 드론 조종은 법 제125조 및 시행규칙 제306조에 근거하며, 조종자 등급·시험 절차는 한국교통안전공단 세칙으로 운영된다. 또한 국토교통부는 드론 실증과 비가시권(BVLOS) 완화를 위한 '드론 특별자유화구역', 'K-드론시스템(저고도 UTM)'을 확대하여 재난 현장 연계성을 높이고 있다.
대한민국소방의 드론 조직과 운용 체계
소방청은 운용규정에 기초하여 전담부서 지정, 조종자 자격·임무, 보험 가입 의무화 등을 표준화하였다. 시·도 본부는 영상관제 시스템과 LTE/5G 기반 실시간 전송 체계를 확충하고 있으며, 대구·경기 등은 출동 차량과 드론 영상을 통합 관제한다.
대한민국소방의 드론 장비와 센서
표준규격(안)은 기체 형태·구조, 최대이륙중량, 풍속저항, 비행시간, 통신거리 등 핵심 성능과 열화상·광학징비, 서치라이트·확성기·투하장치 등 임무장비 기준을 포함한다. 일부 본부는 유해화학가스 탐지, AI 객체인식 관제차량 등을 도입해 탐지·분석 능력을 보강하였다. 소방공학 분야에서는 로봇팔·그리퍼를 장착한 구조보조 드론 등 현장 작업 대체 기술이 제안되었다.
대한민국소방의 드론 임무 영역
소방 드론의 대표적 임무는 (1) 화재 감시·확산 예측, (2) 산악·수난 수색, (3) 붕괴·매몰 현장 정찰, (4) 침수·급류 대응 관측, (5) 대형 행사·집회 안전관리, (6) 고립자 물품 투하 및 대피 유도 등이다. 서울은 2016~2021년 화재 167회·구조 127회 등 사고현장 294회 운용을 집계하였다. 2022년 3월 노컷뉴스는 "열화상 카메라가 부착된 드론이 불길 방향 예측과 잔불 제거에 기여했다"며 현장 활용도를 상세히 전했다.
대한민국소방의 드론 교육·훈련과 자격
드론 조종은 「항공안전법」에 따른 조종자 증명 취득이 요구된다. 한국교통안전공단은 무인멀티콥터 등 11개 종목 자격시험을 운영하며, 학과·실기 기준을 공시한다. 소방학교는 시뮬레이터·실기장을 갖춘 자체 교육과정을 운영하고, 중앙·지방 소방학교와 합동 연수로 현장 적용 능력을 높인다.
대한민국소방의 드론 전술·운용 기법
소방 드론 운용은 '이륙 전 법령 검토·비행계획 수립 → 현장 정찰·열화상 스캔 → 실시간 영상 관제(119상황실·지휘관) → 대피 유도·물자 투하·통신중계 → 잔불 확인·손실 기록' 절차로 표준화된다. LTE/5G 기반 영상전송과 임시 통신중계로 의사결정 속도를 높이며, 통신재난 복구 실험에서도 드론의 신속성(복구시간 약 1/4)은 확인되었다.
대한민국소방의 드론 논쟁과 과제
드론 운용은 공역·전파·개인정보, 야간·강풍 임무 안전, 배터리 지속시간과 통신 음영, 다부처 협업 절차 등 과제가 병존한다. 운용규정은 보험 의무화로 위험을 관리하나, BVLOS 완화·임무형 표준매뉴얼 정합성, 지방 간 장비·인력 편차 해소가 요구된다.