■ 철도산업 고부가가치 견인한다 │국토교통과학기술진흥원
[철도R&D 주요성과5]고속화철도(250km/h 이하) 터널 미기압파 저감 후드 기술 개발 

상아 아가미서 착안, 고속열차 터널진입시 출구의 폭발음·진동 저감
외산比 성능 32% 우수·시공비 1/2 절감 등 철도터널 건설비용 절감 ‘획기적’
반영구 후드 경제성 ‘자랑’… 현재 시험선 터널 설치돼 성능·안전성 검증 중

[국토일보 하종숙 기자] 국토교통과학기술진흥원(이하 국토교통진흥원)이 고속열차 터널진입시 출구에서 발생되는 충격성 소음(폭발음)·진동을 획기적으로 저감시킬 수 있는 기술을 개발, 향후 외산 이용에 따른 경제성은 물론 환경문제 해결에 도움을 줄 수 있을 뿐만아니라 시공성과 적용성이 뛰어나 궁극적으로 철도터널 건설 예산을 획기적으로 절감하는데 일익을 담당할 전망이다.

국토교통진흥원이 한국철도기술연구원과 진행한 ‘고속화철도(250km/h 이하) 터널 미기압파 저감 후드 기술개발’ 프로젝트는 지난 2017년 4월부터 올 연말까지 46억8,000만원을 투입, 기술 개발 후 지난해 말 오송종합시험선 제5터널 시점에 설치돼 내년 6월까지 성능시험과 안정성 검증이 진행되고 있다.

고속열차가 터널에 진입하면 터널 내 압력 변화로 파동이 생성, 그 파동의 일부가 터널 출구에서 폭발음과 진동 형태로 사방에 퍼져나가게 되는데 이를 미기압파(sonic-boom)라고 한다. 미기압파는 환경소음으로 작용, 터널 근처 민가 등에 불쾌감과 중압감을 주고 축산농가의 소․돼지 등 가축 출산률에도 영향을 줄 수 있어 문제점으로 지적돼 왔다.

이같은 피해를 줄이기 위해 열차의 터널 진입 속도를 줄이거나 터널 단면적을 확장하는 등의 방안이 있으나 시간적․경제적으로 어려움이 있었다. 이에 국토교통진흥원은 지난 2017년 4월부터 터널 미기압파를 저감하기 위해 경제적이고 유지보수가 거의 필요 없는 반영구 후드(공기 배출 장치) 개발을 진행, 기술 개발에 성공하며 성과를 올렸다.

이 기술은 상어가 입을 벌리고 헤엄칠 때 입으로 유입되는 바닷물의 압력을 감소시키기 위해서 양쪽 아가미가 열리는 현상에 착안해 개발, 실험을 통해 터널 입․출구에 후드의 설치만으로 최대 82%의 미기압파가 저감된다는 게 국토교통진흥원 측 설명이다.

또한 세계 최고수준인 일본 신칸센의 미기압파 저감 후드보다 미기압파 저감 성능이 32% 정도 우수하고, 시공비를 1/3∼1/2 절감할 수 있을 뿐만아니라 터널 단면적도 최소화가 가능해 철도터널 건설비용도 줄일 수 있다.

국토교통진흥원 철도실 관계자는 “개발된 터널 미기압파 저감 후드는 지난 2018년 12월 오송종합시험선 제5터널 시점에 설치돼 성능시험과 안정성 검증을 내년 6월까지 진행 중에 있다”며 “이 기술이 현장에 적용되면 시공성과 적용성이 뛰어나 외산 후드보다 경제적일 뿐만 아니라 터널 입·출구 주변민가 및 축산농가의 폭발음·진동 등 환경문제에 대한 민원 해결책으로도 적용될 수 있다”고 기술의 우수 성과를 강조했다.