[사이언스칼럼] 축산 시설 환기 최적화에 활용하는 컴퓨터 시뮬레이터

  • 오피니언
  • 사이언스칼럼

[사이언스칼럼] 축산 시설 환기 최적화에 활용하는 컴퓨터 시뮬레이터

박상신 한국에너지기술연구원 계산과학연구실 책임연구원

  • 승인 2022-05-12 16:40
  • 신문게재 2022-05-13 18면
  • 임효인 기자임효인 기자
박상신
박상신 한국에너지기술연구원 계산과학연구실 책임연구원
인류의 생활 수준 향상 및 식도락의 변화에 따라 전 세계적으로 육류 소비량이 꾸준히 증가하고 있다. 축산물의 생산력 증가와 가격 경쟁력 확보를 위해 축산 시설 대형화 및 밀집화가 이루어지는 추세다. 그러나 대형화 및 밀집화된 축산 시설 내부의 가축 사육 환경 인자들의 최적화 및 적정성을 유지하는 것은 매우 어려운 일이며, 밀집 사육으로 인하여 축산 시설 내에 과도하게 집중되는 미세먼지·유해 미생물 및 바이러스·유해가스 등의 오염물질들은 사육 환경의 악영향을 일으켜 가축들의 질병을 유발시킬 뿐만 아니라 면역력을 떨어뜨려 결국 폐사의 원인이 된다. 즉 전염성 기관지염 및 각종 호흡기성 질병과 대장균에 의한 질병의 원인으로 작용하여 가축들의 폐사율 증가와 함께 다양한 경제적 손실을 야기시킬 수 있다. 특히 조류 과에 속하는 대표적인 가축인 닭(육계 및 산란계)의 경우 함기골 (공기로 채워진 뼈) 수치가 높고 골밀도가 낮아 계사 내부의 환기 영향에 매우 민감하게 반응하다 (자문 (유)금강엘에프 이봉기 대표).

이러한 문제들을 해결하기 위해 사육환경의 청결성·위생성·안정성·균일성의 향상은 필수적이다. 특히 온도·습도·공기의 신선도 등 다양한 기본 환경인자만을 고려하는 것이 아니라 각종 호흡기성 질병 발생과 연관이 깊은 미세먼지·유해 미생물 및 바이러스·유해가스 등을 인위적으로 감소시킬 수 있는 사육 환경 조절 및 환기 시스템 개발이 필요하다. 동절기의 경우 축산 시설의 연료비 절감을 위해 최소 환기량을 유지하기 때문에 축산 시설 내의 사육환경은 매우 열악하다. 이것을 억제하기 위해 다양한 환기 특성 및 사육 환경 조건에 따른 축산 시설 내부의 사육 환경 변화를 분석할 필요가 있으며, 특히 눈에 보이지 않는 공기 유동 및 환기 효율성을 비교·분석하여 최적화된 사육 환경 조건을 도출해야 한다.

그러나 축산 시설 현장실험을 통하여 사육 환경 조건을 정량적으로 비교·분석하기는 많은 비용과 노력 그리고 시간이 요구돼 매우 비효율적이다. 특히 환기의 주 메커니즘인 공기 유동 및 분포를 가시적으로 시각화하여 환기 효율성을 비교·분석하기에는 한계가 있다. 이러한 현장실험의 한계를 극복하기 위해 관련 분야 전문가들은 전산유체역학 (CFD·Computational fluid dynamics) 기반 컴퓨터 시뮬레이션 기법을 활용한다. 이는 축산 시설 내부의 다양한 환기 특성 및 사육 환경 조건에 따른 공기 유동 및 분포를 예측할 수 있어 비용과 노력 그리고 시간을 최소화할 수 있는 장점이 있다. 최근 컴퓨터의 지속적인 발전으로 축산 시설 내부의 공기 유동뿐만 아니라 열전달 및 물질 이동 현상, 이산화탄소 농도 등을 고려한 컴퓨터 시뮬레이션이 가능하여 유해 바이러스 혹은 병원균의 축산 시설 내부 침투 시 그 이동 경로를 미리 파악하여 가축의 질병 유발을 최소화할 수 있는 선제적 방역조건과 조치를 제시할 수 있다. 또한 공기 및 유체 유동학적 접근 방법을 통해 축산 시설 내부의 공기 연령 (공기 나이)를 수학적으로 예측하여 환기에 취약한 부분을 찾아 축산 시설 내부의 최적 환기 설계에 반영하여 적용이 가능하다.

정보통신기술 (ICT·Information and Communications Technology)의 발전으로 전산유체역학 기반 컴퓨터 시뮬레이션으로부터 예측된 다양한 사육 환경 정보들을 유·무선 네트워크를 통해 사무실이나 컨트롤타워 PC에 실시간으로 전송하여 축산 시설의 효율적인 관리 및 운영이 가능하다. 즉 인력 활용에 효율적이면서 인건비를 줄일 수 있는 경제적 축산 시설 관리·감독 및 운영에 광범위하게 활용될 것이다. 이렇듯 전산유체역학 기반 컴퓨터 시뮬레이션 기술, ICT 기술, 사물인터넷 (IoT, Internet of Things) 및 인공지능의 지속적인 발전으로 머지않은 미래에 '최적의 가축 사육 환경을 컴퓨터가 자동으로 컨트롤하는 스마트 축산업' 시대가 도래할 것이다. 박상신 한국에너지기술연구원 계산과학연구실 책임연구원

중도일보(www.joongdo.co.kr), 무단전재 및 수집, 재배포 금지

기자의 다른기사 보기

랭킹뉴스

  1. 세종 아파트값 상승폭 확대… 대전·충북은 둔화, 충남은 하락폭 축소
  2. 괴산 사리면발축제 성료···주민 손맛 담은 면 요리 맛보여
  3. 천안시, 8일 '천안삼거리 떡 페스티벌' 개최
  4. 저가 수소 공급계획 무산 대전 수소트램…선정 평가 타당성 도마
  5. 은행서 정기예금 연 4% 이상 금리 비중 2년 9개월만에 두 자릿수로 '껑충'
  1. [기고] ‘행정은 세종에, 과학은 대전에'
  2. 이웃의 웃음이 돌봄이 되는 마을, 통합돌봄의 꽃을 피우다
  3. [전문인칼럼] 돈은 돌아왔는데, 바이오벤처는 목마르다
  4. 충청권 광역 BRT 운영체계 새판…4개 시·도 협력 시험대
  5. 세종 소상공인의 날 개최…'행정수도법 연내 제정' 촉구

헤드라인 뉴스


중도일보 중부권 언론사 최초 `50억 규모 사내근로복지기금` 설립

중도일보 중부권 언론사 최초 '50억 규모 사내근로복지기금' 설립

중도일보가 중부권 언론사 최초로 50억 원 규모의 사내근로복지기금을 설립해 임직원 복지 증진 향상에 나섰다. 임직원의 복지를 위해 설립된 사내근로복지기금은 자녀 초·중·고·대학 학자금부터 건강검진, 의료비 지원, 장기근로자 포상 등 실생활에 필요한 지원을 적재적소에 배치했다. ㈜중도일보(회장 김원식)는 2일 오전 10시 중도일보 회장실에서 김원식 회장과 유영돈 사장, 김현수 대표, 김은정 근로자대표 등 임직원이 참석한 가운데 50억 원 규모의 사내근로복지기금 전달식을 가졌다. 중도일보는 50억 원을 출연해 사내근로복지기금 법인을 설..

트램부터 대통령 공약까지… 대전시 11월 현안추진 분수령
트램부터 대통령 공약까지… 대전시 11월 현안추진 분수령

민선 9기 허태정 호(號) 출범 첫해 대전시 주요 현안과 관련해 11월이 중대 변곡점으로 떠오르고 있다. 도시철도 2호선 트램 급전방식 등 연내 결론을 예고한 대형 사업들의 구체적인 추진 방향이 이달 중 윤곽을 드러낼 것으로 보이기 때문이다. 민선 9기 공약사업 성패가 달린 첫 본예산 편성과 이재명 대통령 지역공약 이행 가능성 등도 조만간 가늠해 볼 수 있는 포인트다. 2일 대전시 등에 따르면 도시철도 2호선 트램은 지난달 대동교와 대덕대교 교량 개축에 따른 장기 교통통제가 시작된 데 이어 이달 16일부터 약 10개월간 유성구 온천..

`행정수도법` 신중하자던 野, 사전 조율은 회피…11일 심사 직행
'행정수도법' 신중하자던 野, 사전 조율은 회피…11일 심사 직행

<속보>=행정수도특별법의 오는 11일 축조심사를 앞두고 사전 조율을 위한 추가 회의 일정 협의가 사실상 결렬된 것으로 파악됐다.<10월 22·29일자 1면 보도> 앞서 야당인 국민의힘 측이 신중한 검토를 강조하면서도 추가 논의에는 동의하지 않아, 쟁점을 충분히 조율하지 못한 채 곧바로 심사에 들어설 전망이다. 특별법 제정 논의가 6개월 만에 재개됐지만, 이로 인해 연내 정기국회 통과 여부는 여전히 안갯속에 놓였다는 평가가 나온다. 2일 국회와 지역 정치권 등에 따르면 지난달 28일 정기국회 내 첫 회의를 개최한 국토교통위원회 국토법..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 대전 타이어전문점 화재 대전 타이어전문점 화재

  • ‘더 화려하고 아름답게’ ‘더 화려하고 아름답게’

  • ‘포기마다 정성 담아’…맛있는 이웃사랑 ‘포기마다 정성 담아’…맛있는 이웃사랑

  • 미래 진로직업 체험 미래 진로직업 체험