현대의 글래스 파사드(glass facade)는 전세계 주요도시의 건축에 대한 정보를 제공한다. 그러나 최근 유리의 파손 사례로 인해 파사드의 붕괴가 행인의 안전을 위협하고 있다. 이제, 특수한 센서를 이용하여 미세 균열을 검출하고 임박한 파손에 앞서 경고를 할 수 있게 되었다.

루브르의 피라미드형 입구, 퐁피두센터(Centre Pompidou), 뮌헨의 도시타워 및 베를린의 Spreedreieck office triangle: 현대 건축물을 지을 때, 건축가들은 유리 및 철골로 설계된 건축물을 선호한다. 요즘, 순전히 유리로만 된 파사드는 더 이상 희귀하지 않다. 반면 파사드 구성물의 붕괴에 대한 끊임없는 사건은 정부로 하여금 잠재적 위험을 정기적으로 조사할 수 있도록 강제하기에 이르렀다.

문제는, 현재까지 사용하던 모니터링 도구는 오직 유리의 파손 소리만을 기록하도록 되어 있다는 점이다. 따라서, 일단 소리가 발생하면 유리가 파손되었다고 확신하는 것이기 때문에, 적절한 시기에 다가올 위험을 미리 경고할 수 없는 상태이다. 프라운호퍼 규산염 연구소(Fraunhofer Institute for Silicate Research, ISC)의 연구팀은 산업체 파트너와 함께 5mm 길이의 미세균열을 감지할 수 있는 센서를 개발하였으며, 이로써 유리가 실제로 파손되기 훨씬 전에 유리를 수리할 수 있게 되었다.

연구팀은 몇 개의 압전센서(piezoelectric sensor)를 이용한 구동모듈을 창유리에 적용하였다. 네 개의 센서를 단위면적당 한 개씩 부착하였다. 한 개의 센서 구동모듈이 초음파를 생성하면 다른 센서들에 의해 기록된다. 만약 음파 신호가 일정하다면, 창유리는 손상을 입지 않는다. 만약 변화가 발생한다면, 운송이나 설치 문제로 인해 야기되는 균열이 있음을 의미한다.

균열은 대부분 창유리의 구석에서 발생하는데 초기에는 육안으로 확인되지 않는다. 시간이 지남에 따라 온도의 변화 등과 같은 여러가지 요인에 의해 균열이 커져야만 발견된다고 ISC의 Bernhard Brunner 박사는 밝혔다. 이 센서들은 케이블에 의해 건물의 통제 시스템에 연결되며 수집된 정보는 자동적으로 분석된다. 만약 균열이 발생하면 경고를 하게 되는 시스템이다.

연구팀은 센서들을 집적하는데 성공하였는데 라미네이트 유리의 경우, 0.5mm까지 측정할 수 있다. 유리 제조공정의 가능한 초기 단계에 유리 시트 사이에 센서를 부착시킬 수 있다. 이로써 센서는 설치 전 운송 중에 발생하는 결함도 찾아낼 수 있다. 유리 제조업자나 가공업자들도 제품의 수취나 선적 시에 이상유무를 실험할 기회를 얻게 된 것이다.

그러나 새로운 안전 시스템은 단지 유리 파손만을 경고해 주는 것은 아니며, 다른 기능도 제공한다: 센서 구동형 모듈은 온도 및 광센서와 결합하여 개폐를 위한 개별 창에 적용함으로써 실내 온도를 조절할 수 있다. 5월 18-20일 사이에 뉘른베르그(Nuremberg)에서 개최되는 Sensor+Test 무역박람회에서 본 개념을 적용한 제품이 선보이게 될 예정이다.

사진설명> 유리판의 가장자리에 위치한 센서. 케이블을 사용하여 건물의 통제시스템과 연결된다.
(자료출처 : http://radar.ndsl.kr/, http://www.nanowerk.com/news/newsid=16079.php)