[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. 충남 내포혁신도시, 행정통합 이후 발전 중단 우려감 커져
  2. <속보>옛 주공아파트 땅밑에 오염 폐기물 4만톤…조합-市-LH 책임공방 가열
  3. 출연연 처우 개선 요구에 "돈 벌려면 창업하라" 과기연구노조 "연구자 자긍심 짓밟는 행위"
  4. 교육부 '라이즈' 사업 개편 윤곽 나왔다
  5. 충남신보, 출범 때부터 남녀 인사차별 '방치' 지적… 내부 감사기능 있으나 마나
  1. 대전·충남 한파주의보에 쌓인눈 빙판길 '주의를'
  2. 국립한밭대 학부 등록금 '그대로'... 국립대 공교육 책무성에 '동결' 감내
  3. [독자칼럼]제 친구를 고발합니다-베프의 유쾌한 변심-
  4. [독자칼럼]노조 조끼 착용은 차별의 합리적 이유가 될 수 없다
  5. 대전경찰 현장수사 인력 늘린다… 정보과도 부활

헤드라인 뉴스


한화 이글스, 재계약 대상자 62명 연봉계약 완료

한화 이글스, 재계약 대상자 62명 연봉계약 완료

한화 이글스는 21일 재계약 대상자 62명에 대한 연봉계약을 완료했다. 대상자 중 팀 내 최고 연봉자는 노시환으로, 지난해 3억 3000만 원에서 6억 7000만 원 인상된 10억 원에 계약했다. 이는 팀 내 최고 인상률(약 203%)이자 최대 인상액이다. 투수 최고 인상률을 기록한 선수는 김서현으로 지난해 5600만 원에서 200% 인상된 1억 6800만 원에 계약했다. 야수에서는 문현빈이 지난해 8800만 원에서 161.36% 오른 2억 3000만 원에 계약하며 노시환에 이어 야수 최고 인상률 2위를 기록했다. 문동주 역시 지난..

더불어민주당-조국혁신당, 6·3 지방선거 앞두고 합당할까
더불어민주당-조국혁신당, 6·3 지방선거 앞두고 합당할까

더불어민주당과 조국혁신당이 오는 6월 3일 지방선거를 앞두고 합당할지 주목된다. 정청래 대표가 전격적으로 합당을 제안했지만, 조국 대표는 혁신당의 역할과 과제를 이유로 국민과 당원의 목소리를 경청하겠다며 신중한 입장을 보여 실제 성사될지는 미지수다. 정청해 대표는 이날 오전 국회에서 긴급 기자회견을 열고, "조국혁신당에 제안한다. 우리와 합치자. 합당을 위해 조속히 실무 테이블이 만들어지길 바란다"고 밝혔다. 이어 "저는 혁신당 창당 당시 '따로 또 같이'를 말했다. 22대 총선은 따로 치렀고 21대 대선을 같이 치렀다"며 "우리는..

집 거래도 온라인으로… `부동산 전자계약` 이용 50만 건 넘어섰다
집 거래도 온라인으로… '부동산 전자계약' 이용 50만 건 넘어섰다

주택 매매나 전·월세 계약을 온라인으로 진행하는 '부동산 전자계약' 이용이 지난해 50만 건을 넘어선 것으로 나타났다. 1년 새 2배 이상 급증하며 공공 중심에서 민간시장으로 빠르게 확산하는 분위기다. 22일 국토교통부에 따르면 2025년 전자계약으로 체결된 부동산 거래는 50만 7431건으로 2024년(23만1074건)보다 2배 이상 증가했다. 특히 민간 중개거래 실적은 32만 7974건으로 1년 전(7만 3622건)보다 약 4.5배 늘었다. 이에 따라 전체 부동산 거래에서 전자계약 체결 비율을 뜻하는 활용률 또한 처음으로 10%..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 강추위 녹이는 모닥불 강추위 녹이는 모닥불

  • 제9회 전국동시지방선거 예비후보자 입후보설명회 제9회 전국동시지방선거 예비후보자 입후보설명회

  • ‘동파를 막아라’ ‘동파를 막아라’

  • 행정통합 관련 긴급 회동에 나선 이장우·김태흠 행정통합 관련 긴급 회동에 나선 이장우·김태흠