▲ 로봇이 해저 파이프라인에 접근하는 모습(사진=휴스턴대)

미국 휴스턴대 연구팀이 해저에 설치돼 있는 가스ㆍ석유 파이프라인의 결함과 가스 및 기름의 유출을 자동 식별할 수 있는 자율 로봇을 개발하고 있다고 지난달 31일(현지 시각) 밝혔다.

가스 및 석유 파이프라인은 한번 훼손되면 바다 생태계에 심각한 오염을 초래한다. 미국 해역에선 매년 수천건의 기름 유출이 발생해 해저 환경을 위협하고 있다. 아주 작은 사고라도 기름이 한번 유출되면 해변, 맹그로브숲, 습지 등 민감한 지역에 지속적으로 피해를 줄 수 있다.

미국 해양에너지관리국(Bureau of Ocean Energy Management)이 발표한 1964년부터 2015년까지 조사 자료에 따르면, 총 514건의 해상 파이프라인 기름 유출 사고건수가 기록되고 있다. 이 가운데 20건은 1000 배럴 이상의 기름이 유출된 것으로 나타났다.

이러한 재해를 예방하기 위해선 해저 인프라, 특히 파이프라인과 해상 유정에 대한 적기 검사가 필수적이다. 하지만 현재 검사 기법은 경험 많은 잠수부, 그리고 상당한 시간과 비용을 필요로 하는 경우가 대부분이다. 검사 대상이 수중 깊은 곳에 있다면 어려움은 더욱 가중된다.

휴스턴대 연구팀이 개발하고있는 자율 로봇은 스마트 터치 센서, 플랜지 볼트를 검사하는 비디오 카메라, 스캐닝 음파 탐지기 등을 장착한 ROV(Remote Operated Vehicle) 로봇이다. 특히 파이프 라인의 볼트 연결부는 기름이나 가스의 유출을 초래하는 주요 부분이기 때문에 세심한 검사가 요구된다.

▲ 센싱 장치를 결합한 로봇 매니퓰레이터

휴스턴대는 BSEE(안전과 환경집행국·Bureau of Safety and Environmental Enforcement)의 자금 지원을 받아 이 프로젝트를 진행하고 있다.

이 대학 젱 천 연구원은 “최신 로봇 기술을 이용해 검사 과정을 자동화함으로써, 우리는 해저 검사 비용과 위험을 크게 줄일 수 있다. 이는 잠수부의 개입을 덜 필요로 하기 때문에 해상 석유 및 가스 파이프라인의 안전한 운영으로 이어질 것"이라고 말했다.

가스 및 석유 파이프라인은 장비 오작동, 부식, 날씨, 자연적 원인 또는 선박 사고 등 다양한 원인으로 인해 이상이 발생한다. 손상된 파이프에서 유출된 독성 및 부식성 유체는 파괴적인 환경 오염으로 이어질 수 있다.

휴스턴대 연구팀은 ROV 개발, 비파괴 시험 및 검사, 엔지니어링 및 프로젝트 관리, 측량 및 지도 서비스 업계 선두주자인 오셔니어링 인터내셔날(Oceaneering International)과 협력해 로봇을 개발하고 있으며, 향후 석유 및 가스 운영업체인 쉐브론을 통해 기술 상용화를 평가할 예정이다.

연구팀은 "궁극적으로, 이 프로젝트는 로봇공학과 구조 건강모니터링 기술을 통합함으로써 기존의 경계를 허물 것이다. 이 기술이 실제 적용되면 해저 파이프라인 고장 관련 사고 비율이 감소하고 해저 시설 운영이 빠른 속도로 확장될 것"이라고 말했다.