홍선욱 ㅣ (사)동아시아바다공동체 오션 대표•바다기사단 기술위원회 위원 ㅣsunnyhong@osean.net
바다기사단 기술위원회, 한국해양‧환경에너지학회 학술지 게재
바다기사단 기술위원회는 해양과학기술원의 연구진과 함께 인공어초 주변의 해양쓰레기 피해를 스쿠버다이버들이 조사함으로써 전문가들만으로는 관리에 한계가 있는 영역에서 시민참여의 가능성을 논문으로 제시하였다. 이 논문은 한국해양•환경에너지학회지 26권 3호에 실렸다1.
▲ 강원도 양양군 남애리, UDS 조사, @곽태진
바다 속에서 쓰레기를 조사하는 일은 쉽지 않다. (사)동아시아바다공동체 오션과 해양탐사그룹 팀부스터는 지난 2021년 스쿠버다이버들이 직접 촬영한 해양쓰레기 사진을 토대로 ‘해양쓰레기 생물 피해 사례집 2: 스쿠버다이버가 수집한 증거를 중심으로’ 제목의 책을 발간한 바 있다2. 이 성과를 바탕으로 바다기사단 아쿠아나이츠를 창립하였다3. 이어서 수중 침적쓰레기를 일정한 면적(30m2) 내에서 조사하고 수거하여 장기적이면서 과학적인 데이터를 수집할 수 있는 수중 침적물 밀도조사(Underwater Debris Survey, 이하 UDS) 방법을 정립하였다4.
UDS 방법은 정량적인 자료를 획득할 수 있을 뿐 아니라 간단한 교육을 통해 일반 레저다이버들도 수행할 수 있다. 이번 논문은 UDS 방법을 인공어초 단지에 적용하여 스쿠버다이버들의 레저활동과 시민과학을 접목시킨 연구이다. 이는 증가하고 있는 국내 레저다이버에게 시민과학자로서의 역할을 부여하고 지자체에서는 지속적인 해양레저 스포츠 인구를 확보하여 인공어초의 관리를 유용하게 할 뿐 아니라 전문연구인력과의 연결을 통해 인공어초 효과 및 관리에 대한 비용효율적인 대안이 될 수 있을 것이다. 이 연구에서는 동해안과 남해안 18개 해저 정점을 대상으로 실험을 진행하였고, 일부는 2022년 한국해양수산개발원(KMI)의 ‘우리바다 현장연구’ 사업의 지원을 받아 수행한 것이다.
제1저자인 우민수 기술원은 2018년부터 울릉도와 독도의 육상 및 해저 생태계를 전문적으로 조사하고 있고, 바다기사단의 스카이나이츠 매니저로도 활동한다. “이번 연구는 이전에 해 오던 해저생태계나 드론을 이용한 환경 모니터링과 달리, 바다기사단이라는 비영리 활동에서 함께 활동하는 전문가들의 도움을 받아 논문까지 쓰게 되어 감사하다. 인공어초 뿐만 아니라 앞으로 해양쓰레기 문제에 더 관심을 갖고 실천할 수 있도록 노력하겠다”고 말했다.
인용 우민수, 곽태진, 박요섭, 홍선욱, 임세한* 2023. 인공어초 단지 주변 해양쓰레기 피해 시민모니터링과 스쿠버다이빙 레저활동 접목 방안. 한국해양•환경에너지 학회 26권 3호 256-265
요약문 인공어초는 해양생물을 보호하고 수산자원을 배양하기 위해 설치하는 구조물로 설치 후 효과의 재조사를 실시하여야 한다. 하지만 국내 1,435,618개나 되는 인공어초가 설치되었고 장기적으로 사후 조사가 이루어지지 않고 있다. 폐어구에 걸려 어초 고유의 기능을 상실하는 악순환도 빈번하다. 이를 보완하기 위해 레저 활동과 시민과학을 접목하여 어초 주변의 해양쓰레기 사례를 3가지 방법으로 조사하였다. 수중 침적물 밀도조사(Underwater Debris Survey, UDS), 일반수중촬영 조사(Common Underwater Photography, CUP)와 양방향 음파탐사기 조사(Side Scan Sonar, SSS)를 통해 총 18개의 정점에서 조사를 실시하였다. UDS를 적용한 인공어초 4곳의 해양쓰레기는 30 m2당 4~15개, 0.02~21 kg으로 나타났고, 대부분 플라스틱 낚시용품과 폐어구가 높은 비중을 차지하였다. 이와 같이 스쿠버다이빙과 수중 침적물 밀도조사(UDS) 방법을 접목한 시민 과학의 새로운 유형을 활용하면 인공어초의 장기적인 모니터링과 함께 과학적인 데 이터 확보가 가능할 뿐 아니라 해양환경 보호와 지속적인 해양레저 산업 발전을 추구할 수 있다.
CCR 다이빙 또는 텍다이빙을 하다 보면 국내에서 구입할 수 없는 탱크, 밸브 또 호흡기 등을 해외 직구로 구매하는 경우가 있다. 해외직구 시 국가 또는 브랜드마다 나사산 표준이 상이할 수 있다. 체결하려는 실린더와 밸브가 동일한 나사산(Thread)이지 꼭 확인해야 한다. 잘못된 나사산 결합으로 실린더와 밸브의 약한 결합이되어 치명적인 사고가 발생할 수 있다.
이러한 사고를 미연에 방지하기 위해서 다이빙 실린더와 밸브에서 사용하는 나사산에 대해서 알아보도록 하겠다.
고압가스 실린더(Compressed Gas Cylinder)와 밸브(Valve)에는 여러 가지의 나사산이 사용되고 있지만, 대부분 평행 나사산(Parallel Thread)과 경사 나사산(Tapered thread), 두 종류의 나사선을 사용하고 있다.
[그림1] 평행 나사산(왼쪽), 경사 나사산(오른쪽)
[ NOTE]
밀폐 방법: 평행 나사산-개스킷, O-RING 사용, 경사 나사산-밀폐제(테플론 테이프) 사용
스쿠버 장비는 평행 나사산이므로 체결 시 밀폐제를 사용하면 안됨.
스쿠버다이빙 장비은 평행 나사산을 사용한다. 평행 나사선은 다시한번 미터 단위법(Metic Unit)와 임페리얼 단위법(Imperial Unit)로 구분된다.
미터 단위법은 국제표준으로 미국을 제외한 유럽 지역 등에서 다이빙 실린더 표준으로 사용되어지고 있다. 일반적 다이빙 실린더는 M25 x2.0 쓰고 있고 작은실린더(아르곤탱크와 같은)에서 M18 x 1.5를 사용한다.
임페리얼 단위법는 미국 교통부 표준(American DOT Standard)에 따라 제조된 다이빙 실린더 및 밸브에서 적용된다.
유럽에서도 실린더에 임페리얼 단위 나사산(ISO G3/4)을 사용했지만, 해당 나사산은 1990년대부터 거의 사용하지 않고 있다.
우리나라에서 많이 사용되는 알루미늄 탱크는 미국표준을 따른 3/4″ NPSM 나사산을 사용한다. 국내에 들어와 있는 대부분의 스틸 탱크(Euro cylinder와 BTS 등)는 유럽규격 맞춰 생산되어 M25x2.0 나사산이 사용된다. 두 나사산은 맨눈으로 보기에 거의 차이가 없어 비슷해 보이므로, 혼합 체결하여 밸브 분리 사고의 원인이 된다. 나사산 불일치로 인한 문제는 DAN 보고서를 찾아볼수 있다. [1]
안전한 사용을 위하여 유럽과 ISO 표준에서는 실린더와 밸브 같은 고압 장비들에는 영구적으로 표시를 하도록한다. 하지만 미국 DOT 표준의 경우 나사산 규격 표시에 대한 요구사항이 없다. 실린더의 경우 ISO 13769[3]의 요구사항에 따라서 실린더의 어깨(shoulder) 위치에 나사산 정보 및 관련 정보를 표시한다.
[그림 3] 실린더 표시 이미지 – ISO표준 Luxfer(왼), DOT 표준 Luxfer
실린더 밸브에는 Inlet과 Outlet 나사선이 있으며, 아래 그림4와 같이 나사선 정보와 사용 압력에 대한 정보를 표시한다.
[그림 4] EN144-1 밸브와 EN12209-2 밸브
그림4의 밸브에서는 ISO 12209-2와 EN144-1 표준을 따랐으며, 해당 표준들은 Outlet 나사산 표시 규정이 없다.
ISO 10297 규정과 EN144-2은 inlet과 outlet 나사산을 같이 표시함.
일반적으로 사용되는 Inlet과 Outlet 나사산은 아래와 같다.
Inlet
3/4″ NPSM : 알루미늄 탱크
M25 x 2.0: 스틸 탱크
M18 x 1.5: 스틸 탱크(1~3 liter)
* 주의 : 물론 탱크 용량이 10~18L 등 다양한데, 이 포스팅은 국내에서 주로 쓰는 용량인 알루미늄 11L, 스틸 12L 기준으로 작성되었습니다.
내가 더블탱크 다이빙을 처음 시작하면서 제일 막막했던건 무게였다. 탱크 1개만으로도 다이빙 장비는 꽤나 무거운데, 더블은 얼마나 무거울까? 하는 걱정을 막연히 했었던 것 같다.
또 선배 텍다이버 분들은 다들 하얀색의 예쁜 자태를 뽐내는 스틸탱크를 가지고 다니는데, (무겁고 귀찮고 번거롭게) 구지 왜 스틸탱크를 가지고 다니는 걸까. 상대적으로 투박해 보이긴 해도 은색 알루미늄탱크는 다이빙샵이나 수영장에서 다 렌탈이 되던데. 이런 생각도 속으로 하면서 궁금해했고…. (이 궁금증에 대해서는 GUE fundamentals 수업을 들으면서 해결되었음)
무튼, 원초적으로는 탱크 무게에 대한 궁금증을 가지고 있던 내가 별 생각 없이 궁금한 마음에, 양양 남애스쿠버 김정환트레이너님께 이런 질문을 했었다.
“스틸 더블탱크랑 알루미늄 더블탱크랑 무게 차이가 얼마나 나요?“
감사하게도 그냥 스쳐지나가듯 던진 질문을 기억해 두셨다가 이번에 다이빙 하러 가니까 실험재료를 다 준비해 주셨다.
다이빙을 하러 전날 도착했더니, 기억하시고서는 더블탱크 4셋트(알루미늄 채워진 탱크, 알루미늄 비어있는 탱크, 스틸 채워진 탱크, 스틸 비어있는 탱크)와 저울을 준비해 두셨다. 일부러 사일런서로 탱크를 비우고, 무게 잰 후에 탱크는 비워두면 안되기 때문에 무게를 재고 나서는 바로 다시 컴프레셔로 가져가서 차징하는 것까지 생각하면 굉장히 번거로운 일인데. 다시 한번 감사합니다 🙂
먼저 실험 결과를 보자면-
알루미늄 더블 탱크 (왼쪽은 200바,오른쪽은 0바)스틸 더블 탱크 (왼쪽은 200바,오른쪽은 0바)
알루미늄 더블탱크(22리터)와 스틸 더블탱크(24리터)가 용량 차이가 있는 걸 감안해서 공기 무게를 계산해 봤다.
모든 이미지 저작권은 원작자에게 있음을 아시죠? 🙂
아날로그식 저울과 잔압 게이지에 다소 오차가 있을 수 있는 점 등을 감안하면, 최종 리터당 공기무게에 저 정도의 작은 오차는 있을 수 있는 것 같다.
200바 채워져 있는 기준으로 절대 공기양 1리터를 가져가기 위해 어깨에 메야 하는 무게로 환산해 보면, 아래와 같이 무게 효율은 스틸탱크가 더 좋다.
알루미늄 더블탱크 : 37.2kg / (11L x 2개 x 200bar) = L당 0.84g
스틸 더블탱크 : 38.0kg / (12L x 2개 x 200bar) = L당 0.79g
막연히 스틸탱크가 알루미늄탱크에 비해 훨씬 무거울 거라도 생각했는데, 200바 채워진 상태에서는 0.8kg밖에, 다 비운 0바에서는 0.6kg 밖에 차이가 안 난다. 0.8kg 가 더 무거운 대신 공기 양(L)는 스틸탱크가 9-10% 정도 더 많다.
또 물 속에서 공기를 소모해서 비어갈수록 부력 차이는 스틸탱크가 더 적게 나서, 비어있는 상태의 부력을 고려하여 차는 웨이트가 줄어드는 장점도 있다. 알루미늄보다 스틸이 같은 면적에서 밀도가 더 높기 때문에 웨이트를 덜 차는데, 나의 경우는 알루미늄 더블탱크를 사용할 때 스틸 더블탱크보다 4kg 정도의 웨이트를 추가로 차는 편이다.
더블탱크와 추가로 착용하는 웨이트까지 고려하면, 오히려 총 무게는 스틸탱크가 더 가볍겠다는 결론! (봄가을철 내피 기준으로 나의 셋팅을 계산해보면, 알루미늄 더블탱크 : 37.2kg + 4kg = 41.2kg, 스틸 더블탱크 : 38kg)
궁금했던 부분을 직접 실험을 통해 해소하게 해 주신 세 분 강사님들께 감사의 말씀을 전합니다 🙂
▲ 강원도 양양군 남애리, UDS 조사, @곽태진
