KR100376546B1 - 폐자동차를 이용한 인공어초 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐자동차를 이용한 인공어초 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수명이 다한 자동차에서 불필요한 설비를 제거한 후 우수한 접착력의 숏크리트를 입혀 압축강도가 향상되고, 운반이동 및 설치가 용이하며, 환경 친화적인 폐자동차를 이용한 인공어초 및 그 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 의한 폐자동차를 이용한 인공어초는, 숏크리트층의 내알카리성, 내침투성으로 해수로부터의 염수 등의 침투에 의해 차체가 부식되는 것을 방지할 뿐만 아니라, 숏크리트층의 우수한 접착력으로 차체로부터 화학적, 물리적 유해물질이 용출되는 것도 방지하여 수산생물의 서식에 영향을 주지 않으므로 환경오염의 위험이 없다.

또한, 본 발명은 폐자동차를 이용함으로써 구조적으로도 일정 기간 이상 어초 기능을 발휘할 수 있는 내구성을 구비하고, 일정 압축강도 이상의 숏크리트층의 타설로 파손의 우려가 적으며, 종래의 폐선박과 달리 운반 및 설치가 용이하고, 자원의 재활용으로 경제적인 인공어초를 제공할 수 있다.

Description

폐자동차를 이용한 인공어초 및 그 제조방법{Artificial fish reef using exhausted cars and method to manufacture the said fish reef}

본 발명은 폐자동차를 이용한 인공어초 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수명이 다한 자동차에서 불필요한 설비를 제거한 후 우수한 접착력의 숏크리트를 입혀 압축강도가 향상되고, 운반이동 및 설치가 용이하며, 환경 친화적인 폐자동차를 이용한 인공어초 및 그 제조방법에 관한 것이다.

우리 나라의 수산업은 지난 30여 년간 눈부신 발전을 거듭하여 어업생산량이 1960년대 초 50여 만톤에서 최근에는 300여 만톤으로 괄목할 만한 발전을 거듭하여 세계 10위권의 어업생산국이 되었다.

그러나, 최근 수산업의 국내외 여건이 급변하면서 수산물에 대한 수요는 날로 증가하고 있는 반면 우리 나라 수산물 생산의 증대는 더 이상 기대하기가 어려운 실정에 있다.

국민소득 증대에 따라 동물성 단백질의 수요는 날로 증가 추세에 있고, 특히 수산물이 양질의 건강 및 기능성 식품으로 관심의 대상이 되면서 수산물 수요는 더욱 증대될 것으로 전망된다. 더욱이, 식량자급도가 약 23∼27%에 불과한 우리 나라식량수급 사정을 고려한다면, 그러한 수요는 더 커질 것으로 예상된다.

반면에 국내 생산 여건은 어장 상실, 축소 및 자원의 감소로 더 이상의 생산증대를 꾀하기 어려운 실정이다. 우리 나라 주변 국가들의 배타적 경제수역 선포, 매립·간척, 산업화 및 도시화에 따른 해양오염의 확산 등으로 인하여 연근해 어장이 상실되거나 축소되고 있고, 어업자원의 생태계 또한 파괴되고 있다. 나아가서 산업화에 따른 어획능력의 향상과 어업자원관리의 미비는 초과어획을 유발시켜 어업자원의 남획이라는 심각한 문제점을 노출하고 있다.

따라서, 어업자원을 보전하는 방안으로 많은 어업관리 노력들이 행해졌으나 뚜렷한 효과를 거두지 못하면서 적극적인 자원조성을 통한 어업자원 증대방안이 고려되었고, 이러한 방안의 일환으로 인공어초 시실사업이 실시되었다.

인공어초 시설사업은 수중에 인위적 구조물인 인공어초를 설치하여 수산자원의 서식장, 산란장 및 치어 성육장을 제공하여 줌으로써 황폐화된 어장의 생산성을 제고하고 자원을 증강시키는 사업으로서 국내외에서 그 가치를 높이 평가받고 있다.

인공어초는 인공적으로 해저나 해중에 구조물을 설치하여, 대상 수산동물을 끌어 모으고, 보호 배양하는 것을 목적으로 하는 어장시설이다. 따라서 인공어초어장은 어류 등의 수산생물이 암초, 침몰선 등에 모이는 성질을 이용하여 대상 수산생물의 어획증대, 조업의 효율화 및 보호 육성을 도모하기 위하여 인공어초를 계획적으로 배치하여 조성한 어장이다.

어류 등 수산생물이 인공어초에 모이는 이유에 대해서는 명확히 해명된 것은없으나, 인공어초가 서식장소로서 쾌적한 환경조건을 만들어 주기 때문으로 생각된다. 예를 들면, 인공어초에는 각종의 부착생물이 착생하는데 이들 부착물을 직접 먹이로 이용하는 쥐치, 돌돔, 어린 다랑어 등이 있고, 정어리, 전갱이, 고등어 등은 플랑크톤을 섭취하며, 돔류, 쏨뱅이 등은 저서어류(benthos)를 포식한다. 한편 방어, 접치 등은 어초에 모이는 작은 고기를 잡아먹는 포식어로서 인공어초를 포식어의 먹이장소로서 활용하고 있다. 또한, 부착란을 산란하는 쥐노래미, 오징어 등은 인공어초를 산란장으로 이용하는 것으로 알려져 있다. 산란기의 참돔 등도 인공어초 어장에서 완숙란을 가진 친어가 어획되는 것으로 보아 인공어초가 이러한 어종 등의 산란장으로서도 중요한 역할을 하고 있는 것으로 추정되고 있어, 인공어초는 치자어의 성육장으로서의 역할을 하고 있는 것으로 추측된다.

유영이 작은 볼락, 쏨뱅이 등의 어종은 조류가 강한 때에는 암초나 어초내부에서 휴식을 취하는 것으로 알려져 있고, 표·중층어도 어초 상부에 형성되는 지형파 등에 체류·정위하는 등 어초를 서식장, 휴식장으로 이용하고 있다. 또한 돌돔, 볼락 등은 대형의 육식어(肉食漁)에 쫓길 때 인공어초를 숨는 장소로서 이동하기도 한다.

인공어초 어장의 조성은, 그 대상으로 하는 생물의 먹이장, 산란장, 서식장, 도피장 등을 제공하는 것이고, 이러한 생물들을 모아줄 뿐만 아니라, 보호 배양하는 기능을 겸하고 있다.

인공어초에 모이는 각각의 어류는 인공어초에 대하여 특유의 행동 형태를 보이는 것으로 알려져 있다. 즉, 어종마다 어초에 대한 친밀 정도가 다르고, 또한 동일 종이라도 발육단계와 계절 등에 따라 차이가 있기도 하다.

인공어초에 모이는 어종은 각각의 감각기관으로 인공어초의 존재를 감지하면서, 특유의 행동을 보이는 것으로 추측된다. 이러한 생물이 인공어초의 존재를 감지하기 위한 자극으로서는 접촉 자극, 시각 자극, 음파 자극, 흐름 자극 등이 작용하고 있는 것으로 추측된다.

인공어초는 바다 생태계에 해가 되지 않도록 해야 하기 때문에 주의하여 만들어야 한다. 인공어초에 사용되는 재료는 자연석, 철강, 콘크리트, 목재, 타이어, 플라스틱 등 다양한데, 그 중에서 콘크리트가 가장 많이 이용되어 왔다. 인공어초는 대개 콘크리트나 석재 등으로 만들며 모양은 사각형, 육각형, 원통형, 반구형 등이 있다.

최근 많은 공간들에 의한 고기집을 형성하는 등 자연 서식어류를 보호함과 동시에 산란장소, 안정된 피난처, 및 급이장(먹이 취득장소)을 목적으로 한 인공어초로서, 상기와 같은 블록과 함께 폐기된 선박을 수장하여 설치되는 인공어초가 알려지고 있다.

그러나, 이러한 주지된 폐선박 인공어초는 초대형으로 구성되어, 어류의 서식처로 이동 및 수장하는데 번거로움이 있다. 또한, 기존의 폐선박 인공어초는 콘크리트 및 철근 등이 해수에 쉽게 변질 및 파손되고, 나아가 부식 및 잔류유해물질의 용출로 인해 해수를 오염시킬 위험이 있다. 뿐만 아니라, 이들 폐선박 인공어초는 초대형으로써 해저면 일부에서 해수를 완전 정체시켜, 국소적인 자연생태계의 파괴도 일으킬 수 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 폐자동차를 이용함으로써 운반 및 설치가 용이하고, 숏크리트의 타설로 압축강도 등 물리적 특성이 개선되고, 숏크리트의 고접착성으로 화학적, 물리적 유해물질의 용출이 방지되어 생물학적으로 수산생물의 서식에 영향이 없고, 환경 오염의 우려가 없으며, 구조적으로도 일정 기간 이상 어초 기능을 발휘할 수 있는 내구성을 구비한 경제적이고 환경 친화적인 폐자동차를 이용한 인공어초 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 폐자동차를 이용한 인공어초 제조방법은, 폐자동차에서 불필요한 부품 및 이물질을 제거하여 인공어초용 차체를 준비하는 단계(a); 시멘트를 주원료로 한 숏크리트를 준비하는 단계(b); 상기 단계(a)의 차체에 상기 단계(b)에서 제조된 숏크리트를 입혀 숏크리트층을 타설하는 단계(c); 및 상기 단계(c)의 숏크리트층을 양생하는 단계(d)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 폐자동차를 이용한 인공어초 제조방법에 있어서, 상기 단계(a)는 인공어초용 차체 준비 시 폐자동차의 도장을 제거하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 폐자동차를 이용한 인공어초 제조방법에 있어서, 상기 숏크리트 제조 단계(b)는 숏크리트의 응집력 및 점착력을 강화하고, 크랙을 방지하기위하여 자기응력 혼화제를 시멘트 100중량부에 대하여 5중량부 내지 15중량부로 혼합시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 폐자동차를 이용한 인공어초는, 폐자동차에서 불필요한 부품 및 이물질을 제거하여 인공어초용 차체를 준비하는 단계(a); 시멘트를 주원료로 한 숏크리트를 준비하는 단계(b); 상기 단계(a)의 차체에 상기 단계(b)에서 제조된 숏크리트를 입혀 숏크리트층을 타설하는 단계(c); 및 상기 단계(c)의 숏크리트층을 양생하는 단계(d)의해 제조되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 인공어초로 사용하기 위해서는 폐자동차는 다음 조건을 만족해야 한다. 첫째, 어초로 사용될 자동차는 30년 이상의 내구 연수를 갖는 것으로서 어류의 위집효과를 높일 수 있도록 외부에 개구설치 등의 어초화 작업이 가능한 것이어야 하며, 둘째, 자동차의 구입가격은 해체비(기관이나 폐유류 수거), 예인비(어초 시설지까지의 비용), 어초 개조비(개구설치), 잔존가(재료비 혹은 고철비) 등을 합한 금액이 같은 규모의 콘크리트 어초 가격과 동등 또는 그 이하여야 한다.

인공어초로 이용되는 자동차는 처음부터 어초로 사용되기 위해서 건조된 것은 아니고, 일정기간 동안 개인적, 상업적이나 군사적으로 사용된 것으로 수명이 다한 것을 자원의 재활용 측면에서 어초로 이용하는 것이다. 따라서, 어초에 이용된 자동차는 생물학적으로 수산생물의 서식에 영향이 없고, 환경 오염의 우려가 없으며, 구조적으로는 일정 기간 이상 어초기능을 발휘할 수 있는 내구성을 구비해야 하며, 경제적인 측면에서는 기존 어초의 단가보다 저렴해야 한다.

인공어초의 재질과 관련해서 설치 후 수면에 떠오르거나, 내구성이 낮아 소기의 효과를 달성하지 못할 뿐만 아니라, 이들이 해양오염을 야기하는 경우가 있을 수 있다. 따라서, 차제가 수면에 부상하지 않도록 반영구적인 충진재를 보충해 주어야 하고, 수산생물에 악영향을 끼칠 우려가 있는 유해한 성분이 용출되는 것을 방지하여야 하며, 천해에서 부식의 우려에 대한 대책도 요구된다.

폐자동차의 어초화 공정과 관련해서 주요 오염원으로는 화학적 오염원과 물리적 오염원으로 나눌 수 있다. 전자는 운행 시 사용했던 연료, 각종 기관의 윤활유 등을 들 수 있으며, 후자는 각종 문짝과 시트 같은 유동성을 갖는 장비나 기관 등을 들 수 있다. 이러한 불필요한 장비 제거와 관련하여 작동유를 가지고 있는 엔진등 주기관을 포함한 각종 장비를 철거해야 하며, 각종 문짝, 시트 등 어초 시설에 불필요한 설비 및 통신장비, 운행장비, 각종 전기기기 등 재사용 가능한 장비 및 설비 역시 철거한다. 이와 함께 폐자동차 내에 잔존하고 있는 기름을 제거하고, 화학약품으로 깨끗이 처리하여 인공어초에 의한 자원조성 효과를 충분히 거둘 수 있도록 해야한다.

본 발명에 따른 인공어초는 어류의 위집효과를 높이기 위한 개구로서 기존의 자동차 창문부분을 사용할 수 있으나, 별도로 자동차 외벽에 제작하는 것도 가능하다. 별도로 개구를 제작할 경우, 개구의 모양이나 크기는 어초 내의 조도 등의 음영에 영향을 줄뿐만 아니라, 와류 등의 유체역학적 음영 및 차체 자체의 안정에도 영향을 미치기 때문에 인공어초가 침설될 장소를 감안하여 적절한 크기와 형상으로 한다.

본 발명에 따른 인공어초는 어초의 안정을 위해서 차체 외부 및/또는 내부에일정량의 숏크리트를 타설하거나, 석재 등의 충전재를 채워 넣어 제작한다.

인공어초의 저질조건은 단지 생물환경으로서의 요구 영역 이외에 어초 시설의 보존 및 어로 활동에 수반되는 어구 어법활동에 지장을 주지 않아야 한다. 어초의 매몰방지 관점으로부터 고려한 적지로서는 매몰의 위험성이 적고, 시설 후 세굴이 쉽게 일어나지 않는 곳이 적당하다.

또한, 어초 설치 적지를 정함에 있어 바닥 경사, 수심, 저질(뻘은 피하여야 함), 조류의 세기(조류가 너무 없는 것은 생물상이 빈약하기 때문) 등 환경 조건에 따른 생물상의 다양성 정도를 고려하여야 한다.

이하, 실시예를 들어 본 발명의 구성 및 발명효과를 보다 상세하게 설명한다. 아래의 실시예는 본 발명의 내용을 설명하나, 본 발명의 내용이 여기에 한정되지는 않는다.

<실시예 1>

폐자동차의 불필요한 기관 및 휘발유등 이물질을 제거한다. 시멘트와 자기응력 혼화제(SSA)를 90:10의 비율로 조성하여 준비한 100㎏, 규사6호사 100㎏, 고분자 에멀젼 40㎏을 혼합하여 숏크리트를 제조한다. 상기 제조된 숏크리트를 폐자동차에 타설한다. 이 경우 차체의 도장을 없앤 후 숏크리트를 타설하는 것도 좋으나, 비용문제 및 우수한 접착성을 고려할 때 도장면 위에 숏크리트를 입혀도 무방하다. 수중생물의 부착성을 높이기 위해 인공어초의 표면은 매끈한 것보다 거친 것이 바람직하다.

상기 다공성 투수성 콘크리트 구조물의 강도적 성능을 측정한 결과, 압축강도가 250 ㎏/㎠(28일 강도) 이상인 값이 얻어졌다.

숏크리트는 호스나 노즐을 통하여 운반되고, 공기압력장치에 의하여 고속으로 분사되어 설치하는 포틀랜드-시멘트 콘크리트 혼합제이다. 숏크리트는 건조배합 숏크리트와 습윤배합 숏크리트가 있다.

본 발명에 사용되는 폐자동차는 숏크리트 타설 전에 충분한 청소가 되어 있는지, 또한 숏크리트와 약하게 결합될 수 있는 그리스, 오일, 유리된 녹 및 기타 코팅이 없는 지를 검사해야 한다.

본 발명에 따른 인공어초 제조에 있어서, 숏크리트의 분사, 노즐 등의 작업 시, 숏크리트는 작업구역에 따라 여러 패스를 만들어 각 층을 형성하는 것이 바람직하다. 각 숏크리트 층의 두께는 숏크리트의 쳐짐이 일어나지 않도록 하는 크기로 정하고, 두꺼운 층의 상부 표면은 45°경사로 유지시키며, 후속층으로 덮어야 하는 각 층은 초기응결이 될 수 있는 시간을 주어야 한다. 그 후 공기 분사로 레이탄스, 점착성이 없는 재료 및 리바운드를 제거한다. 최종 응결이 된 레이탄스는 샌드블레스팅으로 제거 후, 공기 등을 분사하여 표면을 청소한다. 시공이음이 만들어져 있는 경우를 제외하고 미완성 작업은 30분 이상 중지하지 않도록 한다. 추가적인 숏크리트를 치기 전에 전체이음 표면을 청소하고 거칠게 하여 적셔야 한다. 표면에 초기응결이 되었을 때, 끝이 날카로운 막대기를 사용하여 과다한 재료를 긁어내야 한다. 숏크리트 마무리작업 직후 표면은 적어도 7일 이상 양생해야 한다.

본 발명에서는 숏크리트의 응집력 및 점착력을 강화하고, 크랙을 방지하기위하여 자기응력 혼화재를 사용한다. 자기응력 혼화재 사용량은 통상 시멘트 100 중량부에 대하여 5 ~ 15중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 자기응력 혼화재를 시멘트 중량대비 10 ~ 15중량부를 사용할 경우, 가장 이상적인 자기응력이 발현되고, 시멘트 중량대비 5 ~ 8중량부를 사용할 경우, 고강도이나, 약간 떨어지는 자기응력이 발현된다.

자기응력 혼화재는 시멘트와 동시에 혼합하며, 균일한 혼합을 위하여 강제식 믹서기에서 보통 콘크리트 혼합시간보다 길게(약 10초) 혼합한다. 불충분한 혼합은 국부적 수축, 팽창차에 의한 균열발생의 원인이 된다. 상기에서 설명하였듯이 혼합한 숏크리트는 가능한 빠른 시간 내에 연속적으로 타설한다. 타설 완료 후 초기재령(약 1주)에서는 반드시 습윤(또는 수중) 양생하여야 하며, 충분히 살수하여야 한다. 수분부족으로 수화반응이 불충분하게 일어날 경우 에트링자이트 침상결정이 저하되어 팽창효과가 저감될 수 있다.

본 발명에 따른 숏크리트 제조시 사용되는 모래는 미장용으로 토분이 없는 것으로 사용한다.

본 발명에 따른 숏크리트 제조시 사용되는 고분자 에멀젼은 뛰어난 접착성으로 차체에 강력한 접착력을 형성시킨다. 또한, 고분자 에멀젼은 우수한 탄성 및 신축성으로 차체의 건조 수축이나 진동에 따른 균열과 박리를 방지하고, 나아가 시멘트와 고분자 화합물의 결합으로 물의 침투를 완벽하게 차단하여 완벽한 방수 역할을 한다. 따라서, 본 발명에 의한 인공어초는 내구성이 뛰어난 폴리머와의 결합으로 방수층 수명이 반영구적이다. 뿐만 아니라, 본 발명에 의한 인공어초는 고분자에멀젼에 의한 내알칼리성으로 염화칼슘에 의한 차체의 손상을 방지하고, 보호막 형성으로 오염 물질이 침투 및 용출되는 것을 차단한다.

본 발명에 사용되는 시멘트는 일반적으로 보통 포틀랜드 시멘트를 사용하나, 콘크리트의 품질은 시멘트 및 기타 재료의 성질만이 아니고, 시공 조건 등에 의하여 상당한 차이가 생기므로 시멘트 선정에 대해서는 공사예의 참조와 함께 숏크리트의 시험에 의해 사용여부를 선택하여 사용한다.

본 발명에 의한 숏크리트는 단위 재료량의 배합비에 의해 소요 압축강도, 연속적인 강도, 및 우수한 접착력의 확보가 가능하므로, 바다오염(적조현상등)을 억제시키는 등 환경 친화적이고, 내구성도 우수한 폐자동차를 이용한 인공어초의 제조를 가능하게 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 폐자동차를 이용한 인공어초는, 숏크리트층의 내알카리성, 내침투성으로 해수로부터의 염수 등의 침투에 의해 차체가 부식되는 것을 방지할 뿐만 아니라, 숏크리트층의 우수한 접착력으로 차체로부터 화학적, 물리적 유해물질이 용출되는 것도 방지하여 수산생물의 서식에 영향을 주지 않으므로 환경오염의 위험이 없다.

또한, 본 발명은 폐자동차를 이용함으로써 구조적으로도 일정 기간 이상 어초 기능을 발휘할 수 있는 내구성을 구비하고, 일정 압축강도 이상의 숏크리트층의 타설로 파손의 우려가 적으며, 종래의 폐선박과 달리 운반 및 설치가 용이하고, 자원의 재활용으로 경제적인 인공어초를 제공할 수 있다.

Claims (6)

1. 폐자동차에서 불필요한 부품 및 이물질을 제거하여 인공어초용 차체를 준비하는 단계(a);

   시멘트를 주원료로 한 숏크리트를 준비하는 단계(b);

   상기 단계(a)의 차체에 상기 단계(b)에서 제조된 숏크리트를 입혀 숏크리트층을 타설하는 단계(c); 및

   상기 단계(c)의 숏크리트층을 양생하는 단계(d)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 폐자동차를 이용한 인공어초 제조방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 단계(a)는 인공어초용 차체 준비 시 폐자동차의 도장을 제거하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐자동차를 이용한 인공어초 제조방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 숏크리트 제조 단계(b)는 숏크리트의 응집력 및 점착력을 강화하고, 크랙을 방지하기 위하여 자기응력 혼화제를 시멘트 100중량부에 대하여 5중량부 내지 15중량부로 혼합시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 폐자동차를 이용한 인공어초 제조방법.
4. 폐자동차에서 불필요한 부품 및 이물질을 제거하여 인공어초용 차체를 준비하는 단계(a);

   시멘트를 주원료로 한 숏크리트를 준비하는 단계(b);

   상기 단계(a)의 차체에 상기 단계(b)에서 제조된 숏크리트를 입혀 숏크리트층을 타설하는 단계(c); 및

   상기 단계(c)의 숏크리트층을 양생하는 단계(d)에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 폐자동차를 이용한 인공어초.
5. 제4항에 있어서,

   상기 단계(a)는 인공어초용 차체 준비 시 폐자동차의 도장을 제거하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐자동차를 이용한 인공어초.
6. 제4항에 있어서,

   상기 숏크리트 제조 단계(b)는 숏크리트의 응집력 및 점착력을 강화하고, 크랙을 방지하기 위하여 자기응력 혼화제를 시멘트 100중량부에 대하여 5중량부 내지 15중량부로 혼합시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 폐자동차를 이용한 인공어초.