각종자원을 활용하는 공학

자원공학을 설명하기 전에 우선 ‘자원’이란 무엇인가를 생각해봅시다. 한마디로 말하면 자원이란 ‘인류에 도움이 될 가능성이 있는 것’입니다.
이렇게 말해 버리면 그 범위는 매우 넓고, 그야말로 ‘人’ (인류가 아닌 어떤 특정의 의미)도 자원이라 말할 수 있습니다. 아마 이 자원이 인류에 있어서 더욱 중요한 것일 수 있지만 여기에서 소개하고 싶은 것은 이와 같은 자원이 아닙니다.
이 분야는 문화인류학 · 사회인류학에 맡겨둡시다.
우리들의 주위에는 매우 많은 ‘物’이 존재하고 있습니다. 그리고 우리들은 그것들을 크게 활용하고 좋아하고 있습니다. 여기에서 말하는 자원이란 ‘者’이 아닌 ‘物’입니다. 자원공학에서 다루는 물질은 직접 우리들이 손에 넣고 즐기는 물질(제품)이 아닙니다. 그것들을 제조하기 위한 자원과 소재, 혹은 그것들의 기원이 되는 물질입니다.
원료와 소재는 후에 가공에 의해서 제품으로 되기 때문에 이미 ‘도움이 되는 물질’라고 말할 수 있습니다. ‘도움이 될 가능성이 있는 물질’ ( 폐기물을 포함한 각종자원) 부터 ‘도움이 되는 물질’ (원료, 소재)를 만들어 내는 것, 이것이 자원공학의 목적입니다.

오랜 역사의 자원공학

30년 이상이나 오래된 이야기지만 많은 대학에서는 채광 · 치금 혹은 광산이라 불리는 학과가 존재하고 있었습니다. 이것이 자원공학의 전신입니다. 글자 그대로 광산개발에 관계되는 모든 문제에 대해서 연구하는 것이 목적이었습니다. 잠시 전통적인 그 핵심을 잠깐 들여다 봅시다.
여기에서 금속을 예로 들고 우선, 사회에 있어서의 흐름을 쫓아 가는 것부터 시작합니다 (아래의 도표참조). 광산개발은 광상(해저광상을 포함)을 발견하는 ‘탐사’부터 시작합니다. 여러 가지 수법을 이용해서 광상 발견, 그리고 그 규모와 품위의 견적이 행하여지고, 경제성의 검토가 행하여졌습니다. 여기에서 GO로 되면 실제로 광상을 파는 ‘채광’이 시작됩니다.
그러나 채광이 완료하더라도 이 자원은 아직 ‘도움이 되는 물질’라고 할 수 없습니다. 이것들을 분리 · 정제하는 것이 필요합니다.
우선 “선광’에 의해서 고체의 상태로 유가물의 분리가 행하여지고, 이어지는 “제련”으로 원소로써의 추출이 됩니다. 이 탐사-채광-선광-제련의 각 단계가 광석부터 원료 · 소재를 만들기 시작하는 일련의 생산 활동이고 자원공학의 수비범위라고 하는 것으로 됩니다. 다만 “제련”은 재료 (혹은 금속)공학과의 경계 영역이고 어느 쪽의 분야에서도 연구가 행하여지고 있습니다. 이 어느 것의 생산단계에 있어서도 이하처럼 다양한 학문 · 기술이 관련하고 있습니다.
심사 : 지질학 · 광물학 · 지구물리학 · 전자기학 · 진동공학
채광 : 암석역학 · 암반공학 · 통기학 · 유체공학 · 폭파공학
선광 : 파괴역학 · 전자기학 · 계면화학 · 고체물리학 · 유체역학
제련 : 열역학 · 용액화학 · 계면화학 · 전기화학 · 반응공학
여기에 준 것은 일례 밖이고 기본적에는 각 단계에서 모든 학문영역이 필요하게 될 가능성이 있습니다. 예로 선광 · 제련의 분야에서는 바이오테크놀러지의 응용도 융성하고, 미생물학도 중요한 위치를 점해 오고 있습니다.
이처럼 자원공학의 학문분야는 이공학부 모두를 망라하는가와 같습니다.
원래, 공학과는 목적달성을 위한 연구를 주체로 하는 것이기 때문에 하나의 영역에 구애될 필요는 없습니다. 무엇이라도 하는 것이 자원연구 · 개발에 좋은 것입니다.
여기에서는 금속자원에 관련되는 분야를 보여주지만 자원공학에는 석탄 · 석유 · 지열 등 에너지자원의 개발에 관하는 분야도 있고, 여기에도 암반역학, 석유생산공학, 유체역학, 수치해석 등, 흥미를 끌어들이는 재미있는 학문 · 기술이 산적합니다.

환경문제와 밀접한 자원공학

다시 한번 자원의 흐름에 돌아갑시다. 구해진 원료 · 소재는 “가공”되어 제품으로 되고, 우리들의 “소비”로 이바지됩니다. 이것들의 대부분은 폐기물로 되어 자연계에 배출됩니다.
그러나 자원확보와 환경보전의 점에서는 이들 중에서 유가성분을 다시 한번 회수 · 재이용하는 것 (자원 RECYCLING)이 중요합니다. 폐기물은 다시 분리 · 재생공정으로 돌아가는 것에 의해서 다른 것으로 태어나기 때문입니다.
이처럼 사회전체에 있어서 자원의 흐름을 환경 조화적으로 최적화하는 것도 현재의 자원공학의 중요한 연구 대상입니다.
현재 대부분의 대학에서 이러한 이념바탕으로 이하 같은 새로운 연구분야가 시작하고 있습니다.
● 물질의 결정구조에 관한 지식 (광물학)의 응용에 의한 각종신소재개발 추진
● 지질학, 탐사 · 채광기술의 응용으로써의 지하공간 신이용. 석유 등 비축공간 · 거주공간으로써의 지하개발
● 각종성분 분리기술을 응용해서 자원 Recycling 및 폐기물의 적정처리
● 자원개발에 관련되는 환경기술의 대기환경 및 수환경보존로의 응용 (지구규모에서의 시뮬레이션을 포함)

보다 구체적인 테마를 주면 아래와 같습니다
● 각종 원소 자원량의 평가 및 예측수법의 개발과 그 응용
● 각종 인공광물의 합성과 그 Characterization
● Remote Sensing에 의한 지구관측시스템의 개발
● 지하공간의 미래계획과 그 지질공학적 평가
● Methane Hydrant 등, 신에너지 자원의 공학적 평가
● 건설· 광산기계의 로보트화에 관한 연구
● 자원의 개발 · 수송 · 이용을 포함한 Total System의 평가수법의 연구
● 자원분리회수 시스템의 해석과 설계에 관한 연구
● 환경 조화형 자원 Recycling의 개념설계와 평가

물론, 이것들의 분야에서는 먼저 준 전통적인 분야에 비교해서 더욱 광범한 지식을 필요로 하는 것은 말할 것도 없습니다. 자원공학은 일종의 종합 공학이고, 넓은 시점에서 자원이라 하는 것을 주시하는 것이 필요한 것 입니다.
자원문제와 환경문제는 21세기의 가장 중요한 문제입니다. 양자는 서로 깊게 관련되어 있고, 자원공학에 있어서도 환경문제로의 다양한 제언이 되고 있고, 특히 근년, 그 영역에 관한 연구가 진행하고 있습니다.
현재, 자원공학관련학과의 명칭은 ‘자원개발공학과’ ‘환경자원공학과’ ‘지구공학과’ ‘지구자원학과’ 등이 있지만 기본으로 되어 있는 연구분야는 거의 같습니다. 또한, 학과의 재편이 진행한 일부의 대학에서는 자원공학계는 토목계와 건축계와 합병해서 ‘건설환경공학과’ ‘사회건설공학과’ ‘환경시스템공학과’ 등의 학과를 형성하고 있습니다.

대학원에서의 교육 · 연구

대학원에서는 각각의 전문분야의 학문 · 기술을 보다 깊게 공부하는 것과 함께 넓은 시야부터 종합적 판단을 할 수 있도록 교육 · 연구가 행하여 지고 있습니다.
최근에는, 기술계로의 취직에는 석사과정수료자가 유리하고 진학율도 상승하고 있습니다. 특히 근년, 자원공학분야를 갖는 각 대학은 대학원 대학으로의 조직변경이 되고 있고, 이제까지 이상에 대학원에서 교육 · 연구가 중시되는 경향에 있습니다.
대학원에 있어서 연구 테마의 구체적인 예는 다음과 같습니다.
● 천연 / 합성Micorporous광물의 결정화학과 유기제어
● 한신대지진의 피해분포 특성분석
● 극저온하에 있어서 암석의 열물성치의 측정
● 폐플라스틱류의 상호분리기술개발
● 철산화세균에 Fe+²의 산화에 미치는 규조토 첨가의 영향
● 희박 초미립자 현탁액 중의 고체입자 상호분리
● 디젤가스배가스미립자의 특성평가

자원이 사회에 있어서 흐름을 최적으로 파악하고, Global인 눈을 가지고 자원 · 환경기술의 향상을 희망하는 제군의 의욕에 크게 기대하고 싶습니다.

환경이 키워드

자원의 안정적인 확보, 제공, 이용과 지구에 좋은 자원 · 에너지개발을 희망하고 교육 · 연구를 합니다.
환경자원공학과, 지구환경공학과에서는 자원의 탐사 · 개발 · 처리 · 환경보전에 관하는 지식을 기반으로써 배워 익힙니다. 자원의 개발과 이용에 동반하는 환경문제, 자연재해대책, 자원Recycling 등에 대해서 종합적으로 교육 · 연구합니다.
지구자원학과에서는 지하자원의 탐사 · 개발계획과 지진예지, 지각구조론에 기초로 두는 재해방지대책 등을 합니다. 해저의 광물자원, 신에너지 자원과 미 이용자원 등도 연구 대상입니다.
환경사회공학과에서는 지각 · 환경 · 자원을 키워드로 공학기초교육을 하고, 순환형 사회에 필요한 인재를 육성합니다.
지구공학과에서는 지구공간을 합리적으로 개발 · 보전하고 인류의 지속가능 한 발전을 지향합니다. 지각학실험, 지질공학 및 연습, 수질원공학 등의 과목을 이수합니다.

연구분야는 다양

토목개발공학과의 한랭지 공학강좌에서는 지역특성을 활용해서 한랭지에 있어서 도시계획, 환경 및 위생공학, 수문학, 수리학 및 설빙학 등을 다룹니다.
해양자원학과에서는, 해양과학 (해양의 지질학, 지구화학, 지구물리학) 등을 기초로, 해저자원의 탐사와 개발을 위한 이론 · 기술을 연구합니다. 장래 예상되는 해저 작업용 로보트의 개발, 우주자원개발의 기초도 배웁니다.
시스템창성학과의 환경 · 에너지시스템 코스는, 경제 · 사회과학적 요소도 도입된 연구에 특징이 있습니다. 이것 이외에도, 건설환경공학과, 기계지능 · 항공공학과, 사회건설공학과 등에서, 다른 분야와 융합한 시점부터 폭 넓게 자원공학을 공부할 수 있습니다.