[공학저널 김하영 기자] 환경부에서 2020년 발표한 상수도 통계에 따르면, 대한민국의 상수관로 31%는 20년 이상 경과한 노후 수도관으로 나타났다.

현재 이로 인한 노후관 누수는 큰 문제로 대두되고 있다. 노후 수도관의 파열이 오랜 시간 누적돼 이제는 전국 48일 공급량에 해당하는 6.9억㎥의 물이 매년 새고 있는 상황이다. 경제적으로 환산하면 연간 약 6천억원의 손실이 매년 발생하고 있는 것이다.

이러한 문제를 해결하기 위해 국내에서는 그간 숙련된 기술자가 외국의 음파증폭기를 들고 직접 점-선-면 탐사를 통해 노후관 누수를 감지하고 다녔다. 하지만 이 방안은 시간과 경비 소요가 매우 큰 반면 데이터가 축적되기 어려운 구조라는 한계가 존재했다.

이에 누수음을 매일 밤 자동으로 감지하고 그 데이터를 관련 기관으로 전송하는 기술이 개발돼 눈길을 끌고 있다.

바로 스마트 누수 감시 시스템이 그 것이다. 이 시스템은 소리 감지 센서를 이용해 누수 여부와 누수 발생 위치를 쉽게 확인할 수 있다.

IoT 기반의 스마트 누수 감시시스템은 계량기함 배관과 밸브에 센서를 부착해 급수관 이음부와 관 파손에 따른 누수 발생 시 센서가 소리를 감지해 신호를 전송하는 시스템이다.

센서를 이용한 지속적인 누수 감시와 원격검침(IoT)이 가능하고, 누수·검침 정보를 자동수집한다는 점이 특징이다.

특히 PC와 모바일 감시를 통한 복구체계 구축 등 누수감지시스템 운영 S/W를 통해 상수도관 누수감지 데이터 구축이 더욱 편리해졌다.

이를 통해 누수가 발생한 수도관 위치를 운영 소프트웨어 상에서 확인할 수 있어 빠른 수리가 가능하고, 수도관을 통해 공급하는 수돗물의 유량, 시간별 패턴, 수압 변화, 사용량 등의 데이터 구축까지 가능해 그간의 한계를 해결함은 물론, 향후 상수관 관리에 큰 역할을 할 것으로 기대를 모으고 있다.

이러한 기술은 수자원공사(K-water)와 ㈜유솔의 성과공유제 사업을 통해 개발된 것으로 현재는 AI 엔진 개발을 통해 정확도 향상을 모색하고 있다.

최근 상수관망 운영·유지 관리 분야에도 인공지능 기술 적용이라는 트렌드 확산에 따라 다양한 인공지능 분석 기술과 서비스 도입이 점차 확대되는 추세다.

2021년 K-water 수도사업부문 물종합진단처의 제안으로 유솔은 ‘누수음 데이터 기반 진단 고도화 개발’을 통해 누수복구보고서에 기록된 실제 누수 거리 정보들을 데이터로 구축, 누수음의 AI 분석을 통해서 누수거리예측 기술을 개발했다.

이러한 누수음 데이터 수집·AI 분석 기술의 지속적인 고도화 노력으로, 현재 유솔은 제품 설치, ICT 기반 데이터의 수집·데이터 현황 모니터링을 제공하고 있다.

유솔 오광석 대표이사(사진)는 “성과공유제는 제품이 본격적으로 시장에 출시되기 전에 이루어지는 마지막 담금질 같은 제도”라며 “실제 현장에서 고객들과 테스트를 진행하며 개선점을 끊임없이 도출했다. 이 과정을 거치면 제품판매 초기에 겪어야 하는 문제점들을 대폭 줄여주기 때문에 동반성장을 이끌어주는 성과공유제를 통해 큰 힘을 얻었다”고 설명했다.

유솔은 지난 2010년 설립된 IoT 인프라 기반 스마트 상수도 관망 관리 전문기업으로 환경공단, 한국수자원공사, 지방자치단체 등 실시간 누수 감지 모니터링 시스템을 구축해 설치 운영 중이다.

국내 유일 원천기술을 보유하고 있는 ‘IoT 기반의 스마트 누수 감지센서’를 비롯한 스마트 수압계 등 통합적인 물관리 플랫폼 구축에 필요한 제품들을 직접 제조·생산하고 있는 유솔은 4차 산업혁명 기술인 ‘ICBM(IoT, Cloud, Big data, Mobile)’을 활용한 상수도관망의 효율적인 관리가 가능한 SW기술 또한 큰 반응을 얻고 있다.

해외시장에 의존하던 누수탐사장비의 국산화에 성공, 미국, 베트남, 스리랑카 등 해외시장에 제품을 역수출하는 성과를 거두고 있으며, 이런 기술력을 바탕으로 환경부에서 향후 5년간 지원하는 ‘2020년 혁신형 물기업’ 10곳에 선정되기도 했다.

지난 2018년 수출유망 중소기업 지정 이후 2019년 수출의 탑(100만불)을 수상한 유솔은 본격적으로 해외시장을 개척하고자 2019년부터 미국과 베트남에 현지 법인을 설립해 시범사업, 현지화된 제품개발, 마케팅 사업 등을 활발히 전개하고 있다.

오 대표는 “수도관의 누수 문제는 전국 지방자치단체나 수자원공사 등 수도공급자들이 모두 고민하는 문제 중 하나다. 항상 새롭고 효과적인 방법을 찾아내기 위해 고민하고 있다”며 “현재의 IoT 서비스 수준을 넘어, 인공지능 기술 도입으로 누수 타입 진단, 누수 위험 구역 예측, 누수거리예측·군집누수 발생 알림 등 다양한 서비스를 제공함으로서 누수 탐사의 비용과 시간을 줄이기 위한 솔루션을 제공할 것”이라고 말했다.

향후 유솔은 스마트 물관리 플랫폼의 확대 적용으로 상수관망 현황 분석뿐 아니라 유수율 제고, 관망관리 등의 업무 효율화를 위한 EPANET 관망해석 기능을 적용한 통합 스마트 물관리 플랫폼 개발을 추진해 국내뿐 아니라 해외 진출을 통해 통합 상수관망 운영관리 분야로의 진출을 기대하고 있다.

오 대표는 “향후에도 지속적인 고객 니즈의 분석을 반영한 신제품 개발·기존 제품 유지관리를 진행할 계획이다. 또한 해외의 물산업 동향을 분석해 인공지능 접목·상관식 누수 검출 기법을 도입, 현장에 적용할 것”이라며 “현재 근본적인 문제 개선·성능향상을 위해 진행 중인 누수센서 소자 개발을 완료해 제품의 성능향상·국산화에 앞장서도록 하겠다”고 전했다.