[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. 경기 광주시 탄벌동, 새해 특화사업 추진
  2. 오산시, ‘화성시 택시 통합면허 발급안’ 환영
  3. 2026 세종시장 적합도 초반 판세...'엎치락뒤치락' 혼조세
  4. 천안법원, 지인카드 훔쳐 사용한 40대 남성 '징역 7월'
  5. 천안시 직산읍 이성열 동장, 경로당 방문해 소통행정 나서
  1. 2026년도 충청남도 기능경기대회 참가 접수
  2. 백석대 RISE사업단, 학교·대학·지역 잇는 STAR 교육 성과 공유
  3. 상명대, 한아의료재단 문치과병원과 지역 발전을 위한 교류 협력 협약 체결
  4. '학생 주도성·미래역량 강화' 충남교육청 2026 교육비전 발표
  5. 개혁신당 대전시당 "대전·충남통합, 충분한 여론수렴 과정 필요"

헤드라인 뉴스


파손 `볼라드` 방치 되풀이...신도시 세종서도 위험 노출

파손 '볼라드' 방치 되풀이...신도시 세종서도 위험 노출

교통안전을 위해 설치한 '볼라드'가 관리 소홀로 보행 안전을 위협하거나 도시 미관을 저해하는 요소로 전락하고 있다. 이 같은 지적은 한두 해 일은 아니다. 신도시인 세종시에서도 기존 도시의 문제가 반복되고 있다. 도심 곳곳에 설치된 차량 진입 억제용 말뚝 '볼라드'가 관리 소홀로 파손된 채 방치되면서, 어린이와 노약자 등 교통 약자들의 안전을 되레 위협하고 있다. 외부 충격 완화 덮개가 사라지고 녹슨 철제 기둥만 앙상하게 남은 채, 파손된 부위의 날카로운 금속관이 그대로 노출된 사례가 대표적이다. 혹여나 시야가 낮은 어린 아이들이..

대전 회식 핫플레이스 `중리전통시장` 상권... 최대 소비자는 40대
대전 회식 핫플레이스 '중리전통시장' 상권... 최대 소비자는 40대

대전 자영업을 준비하는 이들 사이에서 회식 상권은 '노다지'로 불린다. 직장인을 주요 고객층으로 삼는 만큼 상권에 진입하기 전 대상 고객은 몇 명인지, 인근 업종은 어떨지에 대한 정확한 데이터가 뒷받침돼야 한다. 레드오션인 자영업 생태계에서 살아남을 수 있는 방법이다. 이에 소상공인시장진흥공단의 빅데이터 플랫폼 '소상공인 365'를 통해 대전 주요 회식 상권을 분석했다. 7일 소상공인365에 따르면 해당 빅데이터가 선정한 대전 회식 상권 중 핫플레이스는 대덕구 '중리전통시장' 인근이다. 회식 핫플레이스 상권이란 30~50대 직장인의..

민주당 ‘시.도당 위원장 지방선거 공천 기구 참여 금지 방침’
민주당 ‘시.도당 위원장 지방선거 공천 기구 참여 금지 방침’

더불어민주당이 올해 6월 3일 지방선거 후보를 심사하고 확정하는 공천 관련 기구에 시·도당 위원장의 참여를 전면 금지한다. 후보와 이해관계가 있는 인사 역시 마찬가지며, 지역위원장도 필수 인원만 참여할 수 있고 공천과정은 투명하게 공개하도록 했다. 조승래 당 사무총장은 8일 지방선거 기획단 회의 후 브리핑을 통해 이런 내용을 담은 ‘시도당 공천관리위원회 구성 지침과 공천 투명성 제고 방안’을 마련했다고 밝혔다. 최근 논란이 거센 김병기·강선우 의원의 지방선거 공천헌금 수수 의혹에 따른 조치라 할 수 있다. 우선 시·도당 위원장의 공..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 윤석열 전 대통령 구형에 쏠린 눈 윤석열 전 대통령 구형에 쏠린 눈

  • 천연기념물 원앙 무리 대전 유등천에서 겨울나기 천연기념물 원앙 무리 대전 유등천에서 겨울나기

  • 민주당 대전시당 ‘대전·충남통합 특위’ 출범 민주당 대전시당 ‘대전·충남통합 특위’ 출범

  • 방학 맞아 여권 신청 증가 방학 맞아 여권 신청 증가