한국철도기술연구원(원장 사공명)이 폭염으로 뜨겁게 달궈지는 철도 레일의 온도 상승을 막을 수 있는 ‘레일 부착형 차열직물 및 자동 설치·회수 기술’을 세계 최초로 개발했다.
11일 철도연에 따르면 최근 기후변화로 인한 여름철 폭염이 증가하며 철도 레일 온도가 낮시간 최고 60도 이상까지 오르면 선로 변형 위험이 커져 열차 속도제한과 운행지연 등으로 선로 변형에 의한 철도 안전 위험까지 사회문제화 되고 있다.
현재 여름철 선로 온도를 낮추기 위해선 레일 옆에 살수장치를 설치해 물을 뿌리는 방식에 전적으로 의존하고 있지만 살수장치는 설치 비용이 많이 들고 물을 계속 사용해야 하는 한계가 있어 물을 사용하지 않으면서도 높은 비용문제를 해결하는 기술개발이 시급했다.
철도연은 이에 여름철 펄펄 끓는 기찻길을 물 사용 없이 10도 이상 저감하는 검증까지 마친 ‘차열 직물’로 레일을 시원하게 식히는 기술을 세계 최초로 개발했다.
이 기술은 태양열을 차단하는 특수 직물을 자석의 힘으로 레일에 부착해 선로 온도를 낮추는 방식이다.
‘차열 직물’은 태양광을 85% 이상 반사할 수 있는 특수 코팅층과 자석, 유리섬유 등을 겹겹이 쌓은 다층 구조로 제작됐다.
설치 후 고장 염려가 없고 운영과정에서 별도의 추가 비용이 들지 않아 안정적이면서도 경제성을 갖춘 기술이라고 철도연 관계자는 밝혔다.
철도연은 앞서 지난해 여름 일반철도 광주선, 올해 여름 고속철도 중부내륙선 등에 적용해 현장 실증을 완료했고 최대 10.9도의 레일 온도 저감효과와 실증 후에도 성능 저하가 없음을 검증했다.
이와 함께 차열 직물 설치·회수까지 전주기 맞춤형 ‘올인원 자동화 장비’도 개발했다. 레일 표면의 이물질 청소부터 직물 부착, 여름이 지난 후 직물 회수까지 모든 작업을 하나의 장비로 가능하게 하는 기술이다.
모듈형 구조로 단 2명의 작업자가 쉽게 운반·조립 및 분해할 수 있으며 시간당 2㎞ 이상의 빠른 작업이 가능해 시간과 비용도 최소화할 수 있다.
철도연은 차열 직물의 안전성과 내구성에서의 우수성도 확인했다.
시속 300㎞로 달리는 KTX가 지나갈 때 발생하는 강한 맞바람(열차풍)에도 끄떡없고 초속 66m의 강풍(고속열차 열차풍의 1.5배)을 견딜 수 있도록 자석 부착력을 최적화했으며 이중의 추가 고정 장치를 더해 고속열차가 지나가도 직물이 떨어지지 않도록 안전성을 확보했다.
강동훈 수석연구원은 “단순히 레일 온도를 낮추는 것을 넘어 기후 위기 시대에 철도 안전을 지키는 새로운 패러다임을 제시한 기술로 앞으로 철도는 물론 건물 외벽이나 도로변 시설 등 더위를 피해야 하는 다양한 분야로 기술 적용을 넓혀갈 계획”이라고 전했다.
사공명 원장은 “여름철 폭염에도 국민이 안심하고 철도를 이용할 수 있도록 하는 국민체감 수요지향 연구성과”라며 “기후 위기가 국가 위기로 연결되는 시대에 우리의 혁신적 기술로 안전한 철도를 운영하게 하는 기술로 향후 해외 실용화까지 연계해 가겠다”고 말했다.
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