해수면의 상승, 강수량의 변화 등에 의한 침수피해가 지속적으로 증가하고 있다. 해안가와 인접한 도심지역과 농업지역에는 해마다 침수에 의한 피해가 발생한다. 조기대응으로 피해를 방지하는 기술의 확보가 중요해진 가운데 코리아정공㈜이 무인·무동력수문 기술을 개발했다. 무동력수문 기술은 인력과 동력이 전혀 필요 없이 자동으로 작동하는 제품으로 바닷물 역류 방지, 하천의 수문, 통문, 통관, 하수도에 설치되어 문비가 부력에 의해 자동으로 폐쇄하는 원리이다. 지하시설 등의 입구에 설치함으로써 게릴라성 호우 등으로 인한 국지적인 수해가 있어도 부력에 의한 폐쇄기능을 통해 침수피해를 방지한다. 무인·무동력으로 작동되기 때문에 수문운영에 따른 인명사고, 감전, 정전, 조작 실수도 방지할 수 있다. 이뿐만 아니라 평상시에는 수문이 완전히 개방되어 있어 야생동물들의 이동이 가능해 별도의 생태통로를 만들 필요가 없고, 전기도 사용하지 않아 CO₂ 절감에도 기여하는 친환경적인 제품이다. 몇 번의 침수피해를 경험한 이후 일생의 많은 부분을 무동력수문 개발에 바쳐온 김종선 대표. 자신의 기술을 통해 소중한 생명과 재산을 지킬 수 있다는 신념으로 무동력수문과 더불어 신뢰받는 제품들을 선보이기 위해 언제나 변함없는 구슬땀을 흘리고 있다.

 

동력 및 조작원 없이 침수피해를 예방하는 무인·무동력수문

지구온난화 등 기후변화에 따른 해수면 상승으로 2050년에는 거주지 수몰과 상시 홍수위험에 처한 전 세계 인구가 3억 명에 이를 것이라는 연구결과가 나왔다. 특히, 인구밀도가 높은 아시아권 연안 대도시가 집중피해를 볼 것이라는 예상과 함께 우리나라도 2050년에는 해마다 100만 명 이상이 해안침수를 겪을 것이라고 하니 침수피해를 먼일로, 남의 일로 치부할 수 없는 상황이다.

실제로 대한민국은 복합적인 원인에 의한 침수피해를 경험했다. 2016년 9월에 발생한 태풍 ‘차바’는 울릉도와 울산광역시를 비롯한 남부지방에 큰 피해를 주었다. 만조 시간대와 겹친데다가 도로나 주택가 등 상습침수 지역에 폭우가 쏟아져 배수가 원활하게 이뤄지지 못하면서 피해가 더욱 컸다. 창원시 마산합포구 어시장과 경남대학교 주변 해안도로도 바닷물이 차올라 침수됐고, 어시장 일대에는 정전이 발생하기도 했다. 백중사리 기간의 해수침수도 잇따르고 있다. 1년 중 밀물의 차이가 가장 크고 높아지는 백중사리 기간에는 인천과 군산, 목포, 창원 등 일부 지역에서 해수 및 하천수 역류에 의한 침수발생 가능성이 늘어난다. 2021년에 구례군은 수문 작동미숙으로 침수피해가 생겼다. 당시 폭우로 섬진강 댐 수위가 오르자 이틀에 걸쳐 평소 10배가 넘는 양을 방류했고, 이에 섬진강 본류의 물이 크게 불었다. 이때 외이리 마을에서 섬진강으로 흐르는 지류와 섬진강 본류가 만나는 지점에 있는 수문이 작동하지 않았다. 담당 공무원이 수문조작법을 몰랐다는 정황이 나오며 더욱 논란이 되었는데, 이에 수문작동에 관한 문제가 드러나기도 했다. 지류로 흘러들어온 섬진강 본류의 물은 마을을 집어삼켰고, 한때 소 300마리가 넘던 축사는 텅 비었다. 수문을 제때 작동했다면 막을 수 있었던 피해였다.

이처럼 조작원과 전기 같은 동력원이 필요한 수문이 침수피해에 적절하게 대응하지 못하는 상황이 발생하는 데다가 이상기후와 산업화, 도시화에 따른 제내지(堤內地) 저지대 및 해안가 지역의 침수피해 예방을 위한 목소리가 커지고 있는 때에 코리아정공㈜ 김종선 대표가 오랜 연구 끝에 기존 수문의 문제점을 해결하는 무동력수문을 개발했다. 침수재해 예방에 가장 효과적인 방재시설물인 무인·무동력수문은 외수의 역류 방지, 내수배제에 대한 혁신적인 해결책이 될 것이라 기대를 받고 있다. 무동력수문은 부력과 하중을 이용해 수문이 닫히고 열리는 구조로 이물질에 의한 고장이 없고, 인력이나 동력이 필요 없어 경제적이며 안전사고도 방지할 수 있다.

“관리인이 조작해야 하는 기존의 수문은 여러 문제가 있었어요. 정전 같은 돌발상황에 수문을 닫지 못해 침수피해도 자주 일어났고요. 저는 사람이나 전기가 필요 없는 수문을 20년 동안 연구하고 개발해왔습니다. 돈과 판로 그리고 가장 중요한 시간까지 무인·무동력수문 개발은 주변 모두가 말릴 정도로 고달픈 길이었지만, 지역사회의 침수피해를 막을 기술이라는 책임감과 자부심으로 버텼어요. 당시 운영하던 공장을 처분하고 남은 돈으로 개발에 막대한 비용을 썼는데요, 기존에 없던 제품이다 보니 대학 등 연구기관에서 시험과 인증도 받아야 했습니다. 그렇게 20여 년 만에 단순 아이디어로 만든 제품이 아닌 기술로써 인정을 받기 시작했죠. 앞으로도 목표가 있다면 끝까지 포기하지 않겠다는 처음의 신념으로 국내외 유일한 제품을 개발하고, 세계적인 기술력으로 대한민국을 빛내고 싶습니다.”

김 대표는 1999년 하수구의 역류 방지 장치 관련 1·2·3호 특허를 취득한 것을 시작으로 본격적으로 무인·무동력 역류 방지 장치 개발에 뛰어들었다. 비용과 판로, 시간 등 다양한 문제가 직면했지만 1999년부터 매진해온 수문개발은 20여 년의 노력 끝에 무인·무동력수문이라는 의미 있는 결과물을 만들어냈다. 무동력수문은 재해예방 기능이 우수하고 수문운영 시 예산을 절감하는 효과까지 인정받아 2016년 행정안전부 방재 신기술(제2016-8호)로 지정됐다. 농경지 등 도시지역의 침수피해가 가중되고 있는 상황에서 무동력수문은 침수피해를 초기에 신속하게 예방함으로써 지역사회의 인명과 재산을 지키고 있다.

 

역류 수위 상승에 따라 작동하는 무인·무동력 수문

코리아정공㈜의 무동력수문은 외수위 상승에 따라 역류수가 개·폐도어 감지구에 유입되어 발생하는 부력을 이용한 자연에너지로 개·폐도어가 수문의 아래에서 위로 닫힘으로써 즉시 침수피해에 대응한다. 또한, 역류하던 외수위가 내려가는 동시에 개·폐도어의 하중으로 수문이 위에서 아래로 열리면서 수면에 있던 부유물 등이 내수와 함께 신속하게 배출되는 효율성도 향상한 신기술이다. 기능적인 부분은 물론 상시 닫혀있거나 일부만 열리는 기존의 동력수문이나 자동문비와 비교해 항상 수문이 열려 있어 야생동물의 이동통로로 활용되어 생태계 환경에도 도움이 되는 친환경 방재 신기술이기도 하다.

내수의 수압으로 배출량에 따라 작동하는 기존의 자동문비는 불완전 개·폐의 가능성이 있는데다가 배수 시 큰 이물질 배출이 원활하지 못하는 경우 고장의 원인이 되기도 했다. 차단판 문비의 하중으로 배수구의 완전 개방이 불가해 배출량에 제한을 받는다는 문제점도 있었다. 관리자가 수동으로 작동하거나 원격으로 제어하는 동력수문도 있었지만, 기계장치의 고장이나 낙뢰에 의한 정전 등의 상황에서는 작동이 어렵다는 치명적인 단점이 있었고, 조작원이 필수적이기 때문에 조작 실수나 관리인력 유고 시 역류 침수피해가 발생하기도 했다. 평상시 동력장치 및 기계장치의 철저한 관리가 필요하다는 점은 문비보수나 전기요금 등 모두 비용 발생으로 이어졌다.

“집중호우 시 수위 상승에 따른 부력과 개·폐도어의 하중을 이용한 수문입니다. 조작원과 전기시설이 필요하지 않은 무동력시스템이 적용되어 작동문제 발생 가능성을 제거했고, 관리비도 줄었다는 게 큰 장점이에요. 모래, 자갈 등 퇴적물에 의한 오작동을 예방했고, 부유물 등 내수배제를 신속하게 이루기 위해 개·폐도어가 위에서 아래로 개방되도록 했습니다. 개·폐도어의 품질에도 신경을 썼어요. 내구성과 내부식성이 인증된 SUS304, SUS316 강판을 사용했습니다. 작동 상의 문제 보완 외에도 어류나 야생동물의 이동통로로 활용될 수 있으며, 오일이나 그리스를 주입해 수질을 오염시킨 기존의 문제도 해결한 친환경적인 수문입니다.”

자연에너지인 부력에 의해 작동되는 친환경 무동력수문은 침수 재해를 예방하며 국가재산을 보호하고, 기후변화에도 즉시 대응할 수 있게 한다. 무동력수문 개발에 이어 회사는 소중한 생명과 환경을 위한 제품을 개발하며 고객과 지구의 가치를 최우선으로 생각하는 기업이 되겠다는 목표를 향해 나아가고 있다.

 

무인·무동력수문이 다양한 문제에 해결책이 되길

무인·무동력수문은 다양한 활용도를 지닌다. 김종선 대표가 무동력수문의 적용을 제안한 국보 제285호 울산 반구대 암각화가 대표적인 사례다. 1971년 학계가 발견한 반구대 암각화는 선사시대 생활과 정신세계를 엿볼 수 있는 우리나라 최초의 회화작품이자 세계에서 가장 오래된 고래사냥 장면을 담고 있는 문화유산이다. 고래사냥 장면 외에도 신석기 말에서 청동기 초기의 물개, 사슴, 호랑이 등의 동물 등 300여 점이 새겨져 있다. 그러나 그 가치에도 불구하고 1960년대 울산시민에게 식수를 공급하는 사연댐이 건설되며 반구대 암각화는 연평균 한 달에서 최대 5개월까지 물에 잠기게 되었고, 이후 50여 년간 수몰을 반복하며 훼손되기에 이른다. 정부와 국내 굴지의 대기업이 나서 암각화 보존에 나섰지만, 뚜렷한 해법을 찾지 못했고 눈에 띄는 성과도 거두지 못했다. 울산시는 사연댐 수위를 낮추는 대안으로 암각화 앞에 생태제방을 쌓거나 암각화 앞산에 터널을 뚫어 물길을 돌리는 방안, 투명유리로 된 물막이(카이네틱댐)를 암각화 앞에 설치하는 방안 등을 제시했지만 문화재청이 반대하거나 실증단계에서 부적합 판정을 받았다. 김 대표가 제안하는 해결방안은 수위에 따라 높낮이를 조절하는 구조물의 설치이다. 특허 출허한 ‘무동력 역류 방지 장치’를 통해서다.

“기존 자동수문은 80~250kg 이상의 문비(개·폐도어) 하중으로 항상 닫혀있어 역류를 방지합니다. 반구대 암각화 앞에 설치된 고강도 투명막이 일종의 문비 역할을 하는 셈인데요. 이 문비는 호우나 댐 방류 시 수위가 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르는 물의 낙차효과로 개폐되며 수위를 조절하거나 수문에 설치된 전기장치를 활용해 관리인이 원격제어장치를 조작하고, 이를 통해 수문을 작동해 물을 방류합니다. 문제는 수문이 상하로 움직이는 과정에서 이물질이 수문에 설치된 기둥에 걸려 오작동할 수 있다는 점이에요. 실제로 여름철 집중호우 때 농경지침수 등의 피해는 이런 수문 오작동에 원인을 두는 경우가 다반사입니다. 반면 수위 상승으로 생기는 부력과 개·폐도어 하중으로 작동하는 무동력수문은 전기 등 외부동력을 사용할 필요가 없어 수위상승에 즉각적으로 대응할 수 있고, 집중호우 시 관리자가 비상대기할 필요도 없어요. 부력이 수위에 따라 문비를 아래에서 위로 들려 올려 수로를 자동으로 막고, 수위가 낮아지면 알아서 열려 물의 흐름을 막지 않아요. 평상시에는 동물 및 수중생물의 이동통로로도 사용할 수 있고요.”

김 대표는 무동력수문이 상습침수지역의 초기대응과 역류로 인한 침수피해를 사전에 막을 수 있고, 무인·무동력으로 작동되어 반영구적 유지관리 시스템을 갖췄다는 점을 강조한다. 실제로 코리아정공㈜의 수문은 서울 구로구 1수유지, 전북 고창군 주진천 고향의 강조성사업, 전남 순천시 금당지구, 경남 합천군 초계 상습 침수지역, 경기 광주시 오포리 재해 예방지구, 평택시 통복지구 도시개발 조성사업 등 전국에 걸쳐 설치되어 침수피해를 예방하고 있다. 2014년 본격적으로 설치한 이후 유지보수도 없을 만큼 제품의 완성도에도 자신이 있다고. 더불어 해외시장에서도 좋은 반응을 얻고 있다. 1999년 1호 특허를 시작으로 미국, 일본, 중국, 유럽 외 4개국에서도 관련 특허를 획득했다. 이렇듯 무동력수문은 세계 최초로 다수의 국제 특허를 획득하며 침수피해를 예방할 수 있는 방재기술 분야의 혁신적인 선두주자로 손꼽히고 있다. 현재 45개국에 국제 특허등록 받았다. 국내의 여러 현장에 적용한 기술의 성능이 인정을 받으며 첫 단계를 무사히 넘은 만큼 내년부터는 국내를 넘어 해외에서도 본격적인 생산과 판매를 이어가고자 한다.

“내년 즈음에 해외 진출에 필요한 사항들을 준비할 수 있을 거예요. 공장 등 준비를 마치는 대로 수출을 본격화하려고 합니다. 이를 위해 국가적인 차원에서 정책적으로 회사의 제품을 검토하고 적용해주었으면 하는 바람도 있고요.”

다행인 것은 국토교통부가 ‘하천통문(KDS 51 50 30 : 2018) 1.6 시설물의 구성’ 항목 아래 조작방법에서 무동력식 통문(무동력수문)을 추가해 자동식 역류 방지 장치와 대등한 법적 위치를 부여하는 법령을 고시했다는 점이다. 이에 조달청 역시 각종 관급공사에서 코리아정공의 제품을 적극적으로 반영하고 있다. 이뿐만 아니라 한 해 동안 대한민국 안전산업 발전에 이바지한 20개 기업을 대상으로 하는 ‘2020 대한민국 안전산업박람회(K-Safety Expo 2020)’ 시상식에서는 경험을 기반으로 기술 개발을 이룬 기업에 수여되는 혁신 창조상을 받으며 성장 그래프에 박차를 가했다. 긍정적인 정책 흐름과 대외적인 성과까지 지나온 오랜 노력이 밝은 빛이 되어 돌아올 코리아정공의 앞으로가 더욱 기대된다.

 

미래세대의 지구를 위한 책임과 사명

김종선 대표가 본격적으로 무동력 역류 방지 장치에 뛰어든 계기는 젊은 시절 온 가족이 겪었던 역류피해 때문이었다. 예상하지 못했던 사건을 경험한 이후, 기술 개발에 뛰어들었고 무동력 역류 방지 장치 관련 1호 특허를 시작으로 지금은 사무실 벽 한 면을 특허로 가득 채웠다고.

“금형 공장을 운영하던 젊은 시절 반지하에 살았어요. 당시 아들이 태어난 지 6개월 정도 되었을 때인데 장마와 폭우가 오면서 하수구 물이 역류해 방안까지 침수되어 온 가족이 피부병에 걸렸어요. 그 잊지 못할 경험이 지금의 저를 만들었죠. 경험해본 사람으로서 침수피해를 받으면 역류와 악취가 큰 문제예요. 정화조 같은 곳에서 물이 올라오기 때문에 젖은 이불을 몇 번이나 세탁해도 냄새가 사라지지 않습니다. 침수피해를 받은 사람들에게 국가 보조가 턱없이 부족하다고 생각하는 이유기도 해요.”

코리아정공㈜의 기술은 주택과 건물, 정화조용 기술을 개발해 역류를 방지함과 동시에 악취를 차단한다. 무동력 역류 방지 장치는 배수구를 차단함으로써 역류를 방지하고, 역류하던 수위가 내려가는 동시에 개·폐도어 하중에 의해 배수구가 개방되는 원리이다. 무동력 악취 차단 장치는 평상시 개·폐도어의 하중으로 배수구가 차단되어 하수구에서 서식하는 벌레와 모기의 유입을 막고 각종 악취를 차단해 쾌적한 주거환경을 조성한다. 개·폐도어가 부력에 의해 개방되어 원활한 배수도 이루어진다. 그리고 침수로 인한 피해까지 효과적으로 해결할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

김 대표는 고통스러웠던 자신의 경험을 단순한 경험으로 남겨두지 않았다. 누구도 같은 피해를 경험해서는 안 된다는 일념으로 기술 개발에 자신의 모든 것을 걸었다. 그리고 이제는 더 큰 목표를 향해 나아가고 있다. 눈앞의 이익만 보지 않고 다음 세대를 위해 더 좋은 환경을 물려주겠다는 결심이다. 사업의 목표가 이익이 아닌 공익이기에, 오랜 연구 끝에 개발한 기술을 원하는 누구에게나 알려주고 지원해 줄 마음도 가지고 있다. 좋은 기술을 나누고 많은 이들과 함께 발전시키며 미래세대를 위한 제품을 개발하는 일. 자신의 자리에서 지구를 위한 역할을 찾고 해내는 코리아정공과 김 대표가 나아갈 길에 응원과 함께 커다란 고마움을 함께 보탠다.