작품의 기능
F.B.L은 극한의 열에 반응해 내부 압력이 급상승하며 소화 분말을 자동 분출하는 무전원 산불 대응 장치입니다. 전력과 통신 인프라가 부족한 오지에서도 안정적으로 작동하여, 취약 지역사회가 신속하게 초기 산불에 대응하고 저비용으로 피해를 효과적으로 예방할 수 있도록 돕습니다.
영감의 원천
2025년 3월, 경북 지역에서 발생한 대형 산불은 48,000헥타르 이상의 산림을 태우고 수많은 주민들이 대피하는 큰 피해를 남겼습니다. 특히 전기와 통신 인프라가 부족한 오지 지역에서는 초기 대응이 지연되었고, 그 현실은 우리에게 깊은 충격을 주며 문제의식을 일깨웠습니다. 우리는 스스로에게 질문했습니다. “소방대원이나 장비가 도착하기 전에 불길을 막을 수는 없을까?” 이 질문은 소화기의 단순한 구조와 열에 반응해 내부 압력이 작용하는 원리에서 영감을 주었고, 결국 무전원 산불 대응 장치인 F.B.L을 개발하게 되었습니다. F.B.L은 설치가 간편하고 유지보수가 거의 필요 없어, 기존 소방 장비가 접근하기 어려운 오지나 산림 지역에서도 빠른 초기 대응이 가능합니다. 기후 변화로 산불이 빈번해지고 피해가 커지는 오늘날, F.B.L은 단순하지만 효과적인 방식으로 취약한 지역사회와 자연환경을 지키는 데 크게 기여할 수 있을 것이라 믿습니다.
작동원리
F.B.L(Forestfire Block Line)은 전기가 필요 없는 자동 산불 대응 장치입니다. 이 장치는 열에 의해 내부 압력이 상승하여 소화 분말을 분출하는 독특한 작동 원리를 갖고 있습니다. F.B.L 내부에는 소화 분말과 함께 질소 가스가 밀봉된 압력 용기가 들어있습니다. 산불로 인해 주변 온도가 약 200도 이상으로 올라가면, 열에 의해 이 압력 용기가 팽창하며 내부 압력이 급격히 증가합니다. 이렇게 증가한 압력이 밀봉 캡슐을 터뜨려 안에 들어있는 소화 분말을 빠르게 분출시킵니다. 분출된 소화 분말은 불꽃에 직접 작용하여 연료와 산소의 공급을 차단하고 화염을 진압함으로써 산불 확산을 효과적으로 지연시키는 역할을 합니다. 이 모든 과정은 외부 전원이나 전자 센서 없이 자연적인 열에 의한 물리적 반응만으로 작동하기 때문에 신뢰성이 매우 높고 내구성이 뛰어납니다. F.B.L은 경량의 내열 소재로 제작되어 산림 환경의 혹독한 조건에서도 견디며, 설치가 간편해 산책로나 산림 경계선, 오지 마을 등 어디에나 쉽게 부착할 수 있습니다. 또한 모듈화된 설계로 대량 생산과 교체가 용이하고, 유지보수 비용도 적어 지역사회에 경제적 부담을 주지 않습니다. 사용 후에는 소화 분말 캡슐만 교체하면 재사용이 가능하며, 이 간단하면서도 자동화된 대응 시스템은 사람이 도착하기 전 산불의 초기 확산을 늦추어 피해를 크게 줄이는 데 도움을 줍니다.
개발 과정
F.B.L(Forestfire Block Line)의 개발은, 산불 대응이 특히 어려운 오지 지역의 구조적 문제를 해결하겠다는 문제의식에서 출발했으며 우리는 국내 산불 대응 시스템을 조사하고, 산불 진압 경험이 있는 소방 공무원 및 현장 전문가들과의 인터뷰를 통해 현장 중심의 문제를 파악하고자 했습니다. 인터뷰를 통해 확인한 핵심 문제는 다음과 같습니다: -전기 및 통신 인프라가 없어 전자 장비 사용이 어렵다 -인력 접근이 어려워 초기 진화가 지연된다 -기존 장비는 유지보수가 어렵고, 극한 환경에서 안정성이 떨어진다. 이러한 현실적 제약을 해결하기 위해, 우리는 다음과 같은 제품 조건을 설정했습니다: -전력이나 배터리 없이 작동 가능한 무전원 시스템 -자동 감지 및 작동 기능 -대량 설치 및 유지보수가 용이한 구조 -설치 지역의 생태계를 고려한 친환경 소재 사용 우리는 특히 ‘무전원 자동 작동’이라는 요건을 충족시키기 위해, 전자회로나 센서 대신 물리적/화학적 원리를 활용하는 방식을 탐색했으며 그 결과, 열에 의해 기체가 팽창한다는 기본 물리 원리를 응용하여, 일정 온도 이상에 노출될 경우 내부 압력이 상승하고, 그 압력으로 소화약제를 분사하는 구조를 고안했습니다. 친환경적 요건을 충족하기 위해, 외부 케이스는 생분해가 가능한 PLA 소재로 제작하였고, 작동 시 방출되는 소화 분말 또한 친환경 제품을 선정하여 환경 영향을 최소화하고자 했습니다. 다만, 제품의 특성상 고온 반응이 핵심이기 때문에 실제 화재 상황에서의 테스트는 어려웠습니다. 하지만 이론 검증을 위해 다음과 같은 실험을 진행했습니다: -PLA 소재의 열 반응성을 확인 -기체 팽창 구조 설계 및 작동 가능성 평가 -3D 프린터를 활용한 외형 케이스 제작 -주변 환경과 조화를 이루는 위장 색상 설계 이 제품을 실험하는 과정에서 작동 정확성, 1회성 구조, 소화 효과, 설치 실효성 등 다양한 피드백을 받았습니다. 이에 임계 온도 조절, 친환경 소재 활용, 병렬 배치, 경량화 설계 등으로 보완하며 실제 현장에 적합한 장치를 만들고자 노력할것입니다. 이러한 탐색과 실험 과정을 거치며 우리는 단순한 아이디어를 넘어서 실제로 작동 가능한 구조와 형태를 갖춘 프로토타입 방향성을 설정할 수 있었고, 결국 "전력 없이도 작동하며, 누구의 도움 없이도 산불 초기 상황에서 자동으로 대응할 수 있는 장치"라는 F.B.L의 핵심 철학이 정립되었습니다.
독창성
F.B.L은 기존 산불 대응 장치와 확연히 다른 무전원 자동 산불 진압 시스템입니다. 대부분의 전통적 장비는 전기, 배터리, 또는 통신 인프라에 의존하거나 소방 인력이 직접 투입되어야 작동합니다. 반면 F.B.L은 전력과 전자 센서 없이도 작동하는 물리적 원리를 사용해, 오지나 통신이 어려운 산림 지역에서도 독립적이고 안정적인 초기 대응이 가능합니다. 내부에 밀봉된 질소 가스가 극한의 열에 노출되면 가스가 급격히 팽창해 압력이 올라가고, 이 압력이 밀봉 캡슐을 터뜨려 소화 분말을 자동으로 분출합니다. 이 과정은 매우 빠르며 외부 개입이 필요 없어 초기 산불 확산을 효과적으로 늦추고, 피해를 최소화하는 데 큰 역할을 합니다. 물리 반응 기반 작동 방식은 고장률이 낮고 유지보수가 간편해 운영 비용 절감에도 크게 기여합니다. F.B.L은 간단하고 가벼운 구조와 내열성 소재 덕분에 설치와 운반이 용이하며, 산림의 혹독한 환경에서도 장기간 사용할 수 있습니다. 특히 내구성과 함께 환경 영향을 고려한 친환경 재질을 사용함으로써, 설치된 이후에도 생태계에 미치는 영향을 최소화할 수 있습니다. 전문 인력이 아닌 주민이나 자원봉사자도 손쉽게 설치할 수 있어 지역사회의 참여를 유도하고, 산불 예방에 대한 인식을 높이는 데 기여합니다. 경제성 면에서도 F.B.L은 기존 고가 장비에 비해 훨씬 저렴하며, 사용 후에는 소화 분말 캡슐만 교체하면 돼 지속 가능한 운영이 가능합니다. 이러한 특성 덕분에 취약 지역에도 부담 없이 대규모로 보급할 수 있어, 산불 대응의 효율성을 크게 향상시킵니다. 결과적으로 F.B.L은 전력과 통신 인프라가 부족한 지역에서 초기 산불 대응의 새로운 표준을 제시하며, 무전원 자동 작동, 경제성, 설치 용이성, 신뢰성, 지속 가능성을 모두 갖춘 혁신적인 솔루션입니다.
향후 계획
F.B.L은 현재 시제품 개발 단계에 있으며, 테스트 및 안전성 검증을 준비 중입니다. 앞으로는 실제 산림 환경에서 실증 실험을 진행하여, 장치의 작동 신뢰성과 소화 분말 분사 성능을 평가할 계획입니다. 다양한 환경 조건에서도 일관된 성능을 유지할 수 있도록 성능을 개선하는 것이 목표이며, 내열성 강화, 분사 범위 확대, 장기 보관 안정성 확보 등을 주요 기술 개선 과제로 설정하고 있습니다. 사업화 측면에서는 산림청, 지방자치단체, 산림 보호 단체와 협력하여 시범 설치를 추진하고자 합니다. 농촌 마을, 산악 지역, 국립공원 등 산불 취약 지역을 중심으로 보급을 확대할 예정이며, 장기적으로는 기후 변화로 인해 산불 위험이 증가하고 있는 해외 국가, 특히 호주, 미국, 지중해 연안 등 산불 취약 지역으로의 글로벌 진출도 계획하고 있습니다. 궁극적으로 F.B.L은 단순한 장치를 넘어, 전기나 통신 인프라 없이도 지역 주민이 자발적으로 산불에 대응할 수 있도록 돕는 실질적인 보호 수단이 되는 것을 목표로 합니다. 우리는 F.B.L이 저비용·고효율 산불 대응의 새로운 기준으로 자리 잡기를 기대하고 있습니다.
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