작년 5월, 타이어 마모시 발생하는 미세먼지를 측정할 수 있는 시뮬레이터 개발
자동차 1대 당 미세먼지 PM10 기준 2.7 ㎎/㎞, PM2.5 기준 2.2 ㎎/㎞ 수준의 미세먼지가 발생

자동차 배출가스보다 '브레이크 마모' 미세먼지가 2배 이상 많다 ⓒ포인트경제

타이어 마모시 발생하는 미세먼지가 주행시 배출가스보다 2배 이상 많은 것으로 확인됐다. 

13일 한국기계연구원에 따르면 자동차 주행 중 브레이크 마모로 발생하는 미세먼지를 측정한 결과 이같이 확인됐다고 한다. 

작년 5월 한국기계연구원은 환경시스템연구본부 이석환 박사 연구팀이 주행 중 타이어 마모에서 발생하는 미세먼지만을 정확하게 측정할 수 있는 시뮬레이터와 연구용 챔버를 구축했다고 밝힌 바 있다. 

타이어 마모 시뮬레이터(왼쪽)와 챔버. 타이어와 도로의 표면 상태를 구현키 위한 마찰 대상물이 마주하고 있고 조건을 부여해 회전시키면서 발생하는 미세먼지를 측정토록 설계됐다.2018.05.29(사진=한국기계연구원 제공)
타이어 마모 시뮬레이터(왼쪽)와 챔버. 타이어와 도로의 표면 상태를 구현키 위한 마찰 대상물이 마주하고 있고 조건을 부여해 회전시키면서 발생하는 미세먼지를 측정토록 설계됐다.[사진 출처=한국기계연구원 제공]

이것으로 타이어 마모에 따른 미세먼지 측정기준 확립과 배출계수 제정, 관련 규정을 만들 수 있는 발판이 마련됐다는 성과였다. 

연구팀에 따르면 자동차 1대 당 미세먼지 PM10 기준 2.7 ㎎/㎞, PM2.5 기준 2.2 ㎎/㎞ 수준의 미세먼지가 발생하는 것으로 나타났으며 매연저감장치(DPF)를 장착해 유로6 규제를 만족하는 디젤차와 직접 분사식 가솔린(GDI) 엔진이 장착된 가솔린차에서 배출되는 미세먼지보다 2배 이상 높은 수치가 나왔다. 

측정을 위해 운동하는 물체가 운동상태를 유지하려는 속성인 차량의 관성 모멘텀을 일반 승용차에 해당하는 수준으로 구현했으며, 자동차 배출가스 측정 시 기준이 되는 주행 사이클인 WLTC모드에서 브레이크 마모로 발생하는 미세먼지를 측정했다.

브레이크 마모 시뮬레이터로 측정한 브레이크 마모 미세먼지 배출계수 [이미지 출처=한국기계연구원]

자동차축에 브레이크가 달린 것처럼 축에 지름 1.2 m, 무게 280 ㎏의 무게 추를 장착하고, 최고 주행속도 135 ㎞/h를 구현하기 위해 30 ㎾급 AC 모터도 장착했고, 브레이크와 패드의 마찰로 생성된 미세먼지를 정확하게 측정하기 위해 브레이크 부분을 밀봉해 감싸는 챔버를 설치하고 측정 장비를 연결했다.

챔버 내부는 공기가 순환되도록 해 마찰열이 실제 주행 시처럼 냉각되도록 만들었다. 이를 통해 실제 차량 운행과 유사한 조건에서 속도와 제동력을 변화시켜 브레이크 마모로 발생하는 미세먼지 양을 측정했다.

이석환 책임연구원은 “타이어와 브레이크에서 최신 차량의 배출가스에 포함된 미세먼지보다 더 많은 미세먼지가 발생할 수 있다”면서 “친환경 자동차인 하이브리드·전기자동차에서도 상당량의 미세먼지가 발생하기 때문에 관련 연구 수행과 대책마련이 시급하다”고 말했다.

자동차 배기구로 배출되는 미세먼지에 대한 규제는 강화되나 브레이크 제동 시 패드와 디스크 마찰로 발생하는 미세먼지는 측정조차 제대로 이뤄지지 않고 있다. 타이어 마모로 인한 미세먼지는 비배출 미세먼지의 5-30%를 차지하고 있지만 아직 세계적으로 정확한 측정법과 기준이 없다.

포인트경제 박주현 기자

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