본문영역
占쏙옙占쏙옙占쏙옙占� 占쏙옙占싱쏙옙 占쏙옙占싶듸옙
占쏙옙占쎈영占쏙옙
기업지원성과 사례
占쏙옙占쏙옙占쏙옙 효율↑ 개발 비용↓, 선박엔진 냉각수 펌프용 임펠러 시제품 개발 지원 |
占쏙옙占쏙옙占� 한국 농업 환경에 최적화된 안개 분사형 무인자동방제 스프링클러 개발 |
占쏙옙占쏙옙占쏙옙 진동·막힘 걱정 없는 오폐수용 펌프 설계기술 |
기술지원기업: (주)파워레인
연구책임자: 제주지역본부 청정혁신기술그룹 김형찬 선임연구원
힘든 농사 중에서도 농약 살포작업은 특히 위험한 작업으로 꼽힌다. 비닐하우스처럼 밀폐된 공간에서 작업할 경우 중독 위험성이 더욱 높아 반드시 무인방제 시스템이 필요하다. 그러나 아직도 대부분 사람이 직접 살포하는 동력분무기 방식이 사용되고 있는 상황이다. 이런 가운데 농림축산식품부는 5년 내에 밭농업 기계화율을 75%까지 끌어올린다는 계획을 발표했다. 스프링클러를 이용한 무인자동방제 시스템 개발에 성공한 파워레인의 성과가 눈에 띈다.
ㅡ
제조업 청정지역에 등장한 연구기관
파워레인은 제주시에 위치한 농업용 관수자재 전문 제조업체다. 제주도에서 감귤농사를 짓던 박성운 이사는 서울에 스프링클러를 구하러 갔다가 해당 제품을 제주에서 판매해보라는 제안을 받았다. 그래서 1985년부터 도소매 사업을 시작했는데 실제 사용해보니 스프링클러 대부분은 외산이고 고가여서 국내 농업환경과 맞지 않았다. 박 이사는 직접 스프링클러를 만들기로 결심했다.
그렇게 2006년 설립된 파워레인은 창업 10여 년만에 국내에서 손꼽히는 스프링클러 및 관수 자재 전문 제조기업으로 성장했다. 배관로를 하우스 상부에 설치하고, 미세한 안개 입자가 분무되는 스프링클러를 이용한 무인자동방제 시스템이 파워레인의 대표 제품이다. 사람이 고농도 약제를 직접 뿌리는 방식에 비해 훨씬 안전하고, 설치가 간편해 노동력과 시간을 절감할 수 있다. 방제 효과를 더 높이고 생산 단가를 줄일 방법을 고민할 무렵 제주특별자치도와 생기원이 공동으로 운영하는 중소기업 지원사업 설명회에서 생기원 김형찬 선임연구원을 만났다. 생기원이 제주에 R&BD협력단을 설립한 이듬해인 2014년의 일이다.
“제조업 개념이 미미한 제주도에서 농기계 제조업을 운영하는 데 어려움이 많습니다. 연구 인력을 구하기도 힘들고 기술 지원을 받을만한 곳도 마땅치 않았죠. 그러다 김 박사님을 만났습니다. 기술적으로 막히는 부분이 생기면 시도 때도 없이 찾아가 물어봤습니다. 박사님은 아마 저희가 스토커처럼 느껴졌을지도 몰라요.”
파워레인 박대한 실장은 김 선임연구원과의 인연을 이렇게 설명했다.
제품 기능, 효율↑ 생산 비용은↓
파워레인이 김 선임연구원을 만나 제일 먼저 물어본 것은 ‘어떻게 하면 분무 입자를 더욱 작게 만들 수 있는가’였다. 입자가 작을수록 살포된 약제가 공중에 오래 머물면서 농작물 잎 앞뒷면에 고루 달라붙어, 같은 양을 분사해도 방제 효과가 더 크기 때문이다. 안개 입자 크기를 작게 만드는 방법은 간단하다. 노즐 구멍 사이즈를 줄여서 더 높은 압력으로 밀어내면 되기 때문이다. 문제는 압력을 높이려면 들어가는 부품이 많아지고, 고압력을 견딜 수 있는 비싼 소재를 써야 한다는 점이다. 이는 제품 단가와 직결되기 때문에 영세한 농가 사정을 감안할 때 기존과는 다른 구조로 접근해야만 했다.
김 선임연구원과 파워레인은 노즐 내부를 변경하는 방식으로 미세 입자를 만드는 것은 한계가 있다는 점에 공감하고, 스프링클러의 구조를 바꾸는 데 의견을 모았다. 1년여 기간의 연구 끝에 노즐 앞부분에 뾰족한 팁을 두면 물이 분사될 때 팁에 부딪히면서 입자가 깨져 크기를 줄일 수 있음을 알게 됐다. 수도꼭지에 손가락을 댈 경우 물줄기가 사방으로 튀면서 잘게 흩어지는 것과 같은 원리다. 그 결과 50㎛였던 안개 입자가 30㎛ 이하로 작아졌다. 또 기존에는 사방으로 분사하기 위해 4개의 노즐이 필요했던 것과 달리 노즐 하나로도 전방향 분사가 가능해졌다. 덕분에 스프링클러 설치 간격도 기존 2.5m에서 4~6m로 넓어져 설치비용 절감효과까지 생겼다.
“그동안 제품 개발을 할 때 제대로 된 구조설계나 성능평가 없이 임의로 만들다 보니 수많은 시행착오가 있었습니다. 제작단계에 드는 개발비도 엄청났죠. 그런데 이번에 생기원과 제품을 개발하면서, 노즐 팁을 지지하는 브릿지 구조나 내구성을 높이기 위한 소재 선택 등 구조해석 부분에서 많은 도움을 받아 단기간에 제품 개발이 가능했습니다.”
새롭게 개선된 안개 분사형 무인방제시스템은 2018년 1월 출시됐다. 지난해 같은 기간 대비 주문량이 2~3배 상승했다. 3.300㎡(약 1000평) 면적에 5~20분 이내 살포가 가능하며, 일반 관행농법과 비교하면 동일 면적에 살포되는 약품의 양이 50% 이상 절감된다. 
다음 목표는 자동제어 무인방제 기술
김 선임연구원과 파워레인은 하우스용 제품에 그치지 않고 노지에서도 사용할 수 있는 무인방제시스템을 연구 중이다. 외부 영향을 받지 않는 하우스와 달리 바람이나 날씨에 따라 농약 살포 효과가 달라지기 때문에 이를 극복하는 기술 개발이 관건이다. 2019년까지 제품 출시를 목표로 개발에 박차를 가하고 있다.
최종목표는 무인방제시스템에 IoT 기술을 접목해 농약 살포 시간, 살포량 등을 자동으로 제어하는 시스템 개발이다. 농촌에 인력 부담을 줄이는 것뿐 아니라 DB를 확보해 농약 사용 안전기준 마련에도 도움을 줄 것으로 기대하고 있다. 국내 농업환경에 맞는 한국형 자동화 기술 확보를 위해 노력하는 두 파트너의 다음 성과가 기다려진다.