[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. 한국시니어모델협회와 함께 하는 '사랑의 떡국 나눔봉사'
  2. 대전사랑메세나.창의력오감센터, 지역 상생 위한 업무협약
  3. 대전농협, 복지시설 4곳에 샤인머스캣 750박스 기부
  4. 대전시새마을회, 2026년도 정기총회 성황리 개최
  5. 송강사회복지관, 한국수력원자력(주) 중앙연구원과 함께 따뜻한 설맞이 나눔
  1. 대덕구노인종합복지관 제1분관 신대노인복지관, 설 명절 맞이 떡국 떡 나눔행사
  2. 관저종합사회복지관에 한국전력공사 대전전력지사, 예담추어정 본점에서 후원품 전달
  3. 설맞이 식료품 키트 나눔행사
  4. 대전참여자치시민연대, 정기총회 갖고 새해 주요 사업과제 보고
  5. 대전신세계, 26일까지 캐릭터 멀티 팝업스토어 6층서 연다

헤드라인 뉴스


[설특집] 성심당은 시작일 뿐…`빵의 도시 대전` 완벽 가이드

[설특집] 성심당은 시작일 뿐…'빵의 도시 대전' 완벽 가이드

설 연휴를 맞아 외지에 있는 가족들이 대전으로 온다. 가족들에게 "대전은 성심당 말고 뭐 있어?"라는 질문을 받을 때마다 대전 시민으로서의 자존심에 작은 생채기가 나곤 했다. 하지만 이번 만큼은 다를 것이다. '노잼(No재미) 도시'라는 억울한 프레임을 보란 듯이 깨부수고, 빵과 디저트에 진심인 대전의 진짜 저력을 그들에게 증명해 보일 계획이다. ▲대전이 성심당이고 성심당이 대전이다 나의 첫 번째 전략은 '기승전 성심당'이라는 공식을 넘어서는 것이다. 물론 대전의 상징인 성심당 본점은 빠질 수 없는 필수 코스다. 대전역에 내리는 가..

[그땐 그랬지] 1990년 설연휴 대전 시민의 안방 모습은?… TV 앞에서 오순도순
[그땐 그랬지] 1990년 설연휴 대전 시민의 안방 모습은?… TV 앞에서 오순도순

1990년 1월 26일부터 28일까지 이어진 설 연휴, 대전의 안방은 TV가 뿜어내는 화려한 영상과 소리로 가득 찼다. 당시 본보(중도일보) 지면을 장식한 빼곡한 'TV 프로그램' 안내도는 귀성길의 고단함을 잊게 해줄 유일한 낙이자, 흩어졌던 가족을 하나로 묶어주는 강력한 매개체였다. ▲ 지상파 3사의 자존심 대결, '설 특집 드라마' 당시 편성표의 꽃은 단연 '설 특집 드라마'였다. KBS와 MBC로 대표되는 지상파 방송사들은 명절의 의미를 되새기는 따뜻한 가족극을 전면에 배치했다. 특히 1월 26일 방영된 KBS의 '바람소리'와..

충남·대전 행정통합 특별법, 국회 행안위 의결
충남·대전 행정통합 특별법, 국회 행안위 의결

충남과 대전의 행정통합 근거를 담은 특별법이 국회 행정안전위원회를 통과했다. 정부와 여당이 '2월 내 본회의 통과'를 목표로 속도전에 나서면서, 오는 6·3 지방선거를 통합 체제로 치를 가능성이 한층 높아졌다. 국회 행안위는 12일 밤 10시 10분 전체회의를 열고 자정 직전 대전·충남을 비롯해 전남·광주, 대구·경북 행정통합을 위한 특별법을 의결했다. 각 특별법에는 새로 출범할 통합특별시에 서울시에 준하는 위상을 부여하고, 이에 따른 국가 재정지원과 교육자치 특례 등을 담았다. 행정통합의 특례 근거를 명시한 지방자치법 개정안도 함..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • ‘건강하고 행복한 설 명절 보내세요’ ‘건강하고 행복한 설 명절 보내세요’

  • ‘대전 죽이는 통합법, 절대 반대’ ‘대전 죽이는 통합법, 절대 반대’

  • 누가 누가 잘하나? 누가 누가 잘하나?

  • 대전·충남 행정통합에 대한 주민투표 시행 촉구 결의안 전달 대전·충남 행정통합에 대한 주민투표 시행 촉구 결의안 전달