Una ciudad inteligente es una localidad urbana o una ciudad donde la infraestructura y las operaciones están interrelacionadas y conectadas a la red de IoT a través de varios dispositivos y sensores. El sistema ayuda a recopilar y analizar datos y a aprovechar las percepciones de esta información para gestionar eficientemente los recursos y servicios.
Es un framework de IoT y Tecnologías de la Información y la Comunicación (ICT) que tiene por objeto mejorar la eficiencia de las operaciones y servicios de la ciudad. El ecosistema de la ciudad inteligente también ayuda a los ciudadanos, sus hogares y vehículos a conectarse a los servicios de la ciudad utilizando dispositivos móviles.
Se prevé que el mercado mundial de las ciudades inteligentes crecerá más de 158.000 millones de dólares de los EE.UU. para 2022 y que alcanzará la enorme cifra de 1,56 billones de dólares de los EE.UU. para 2025.
Ciudades Inteligentes – ¿Por qué y cómo?
Una ciudad inteligente se centra en la vida y las necesidades de los ciudadanos y ayuda a resolver los retos derivados de la creciente urbanización. Las ciudades inteligentes permiten reducir los costes y mejorar la sostenibilidad ambiental, social y económica mediante la conexión de dispositivos y datos con la infraestructura y los servicios de la ciudad.
Estos datos se procesan y analizan en la red de IoT de la ciudad inteligente para supervisar y gestionar de forma eficiente los servicios públicos, los sistemas de tráfico y transporte, el suministro de agua, las centrales eléctricas, la gestión de residuos, los sistemas de información, la detección de delitos, las escuelas, los hospitales, etc. Esto ayuda a las autoridades gobernantes y a los ciudadanos a tomar mejores decisiones, disminuir la congestión del tráfico, mejorar la calidad del aire, mejorar la distribución de la energía, agilizar la recogida de basura, etc.
Hoy en día, hay numerosas ciudades inteligentes en todo el mundo. Singapur está clasificada oficialmente como la ciudad más inteligente en 2019 por la primera edición del Índice de Ciudades Inteligentes IMD 2019.
Copenhague es otra ciudad inteligente popular con múltiples iniciativas de ciudades inteligentes para sus residentes, incluyendo el Laboratorio Danés de Iluminación Exterior (DOLL) que ofrece 40 soluciones de iluminación exterior junto con múltiples soluciones de aparcamiento, residuos y detección ambiental en un tramo de más de 10 km de carretera. DOLL también proporciona datos a las autoridades de la ciudad para identificar y localizar las fuentes de contaminación.
Elementos o características principales de una ciudad inteligente
En todo el mundo se están adoptando numerosas iniciativas o ideas de ciudades inteligentes. Aquí están los elementos comunes o características necesarias que colectivamente hacen que una ciudad sea inteligente.
1. Conectividad inalámbrica
¡Una red inalámbrica confiable para una ciudad inteligente es lo que la raíz significa para un árbol! El elemento más importante o central del ecosistema de una ciudad inteligente es una conectividad inalámbrica fiable. Esto se logra comúnmente usando redes de área amplia de baja potencia (LPWAN).
Esto conecta todos los demás elementos o sistemas inteligentes de una ciudad inteligente y asegura su uso eficiente por parte de los ciudadanos y las autoridades. Una ciudad no puede ser «inteligente» sin una red inalámbrica de alta velocidad que funcione bien.
2. Gestión inteligente del tráfico
La infraestructura inteligente incluye varias instalaciones inteligentes que añaden seguridad y comodidad a los ciudadanos de una ciudad inteligente, siendo la más importante la gestión inteligente del tráfico. Un estudio reciente de Juniper Research sugiere que las soluciones tecnológicas inteligentes para el tráfico de la ciudad generarán 4.400 millones de dólares de ingresos en 2023.
La gestión inteligente del tráfico incluye la supervisión/control del tráfico, la optimización de las rutas, el seguimiento de los vehículos, la reducción de la contaminación, la detección de accidentes, la prevención de atascos y mucho más.
Los datos históricos del tráfico y los datos recogidos a través de los sensores de carretera se utilizan para identificar las zonas de congestión, los tiempos y los patrones. Esto puede ayudar a controlar el tráfico en esos puntos durante las horas punta, restringiendo los vehículos de otras ciudades durante esas horas. Los parquímetros inteligentes pueden ayudar a los conductores a localizar fácilmente los espacios de estacionamiento disponibles en diferentes áreas.
Por ejemplo, los semáforos funcionan automáticamente en base a los datos recibidos de los sensores y los vehículos en respuesta a las condiciones de tráfico en tiempo real. Los vehículos autónomos se utilizan para eliminar las colisiones relacionadas con el error humano en las ciudades inteligentes.
Otra iniciativa inteligente en la gestión del tráfico de las ciudades inteligentes es el uso de sensores para la vigilancia y detección de zonas propensas a los accidentes y un sistema automatizado para alertar a los ciudadanos a fin de evitar esas zonas temporalmente. Además, hay sensores para proporcionar alertas y advertencias a las autoridades competentes y a la población sobre calamidades naturales como terremotos, inundaciones, deslizamientos de tierra, etc.
3. Iluminación inteligente
Un sistema de iluminación inteligente ofrece la gestión y el control remoto de las luces de las calles conectadas con la iluminación basada en la demanda. El sistema asegura los niveles de iluminación adecuados en toda la ciudad según se requiera, con sensores que detectan y envían información sobre las necesidades de iluminación. Esto ayuda a ahorrar electricidad en gran medida.
Por ejemplo, la iluminación de las calles internas o de las calles menos utilizadas se atenúa durante las horas de medianoche y se ilumina automáticamente cuando se detectan vehículos o personas. Además, estas farolas se montan con sensores para objetivos inteligentes adicionales como la detección de accidentes.
4. Seguridad de la red
Un elemento importante del ecosistema de una ciudad inteligente es la eficacia de las medidas de seguridad y de privacidad de los datos. El sistema restringe la conexión o el acceso a los dispositivos de la ciudad inteligente, los datos de la ciudad y la red de IoT a elementos no autorizados.
La red de la ciudad inteligente necesita ser segura, pero esto es un desafío ya que hay numerosos dispositivos conectados a la red de IoT de la ciudad inteligente. Para garantizar la seguridad, hay reglas estrictas de seguridad de la red, fuertes controles de acceso y un sistema de seguridad de cortafuegos para evitar el acceso a sistemas sensibles y prácticas de contraseñas seguras.
El sistema debe ser bien probado a través de la simulación de violación o pruebas de penetración. El sistema debería ser capaz de escanear automáticamente las actividades de la red e identificar el tráfico de Internet sospechoso para contrarrestar los ataques.
En general, una ciudad inteligente ha requerido sistemas automatizados para identificar una brecha, contener el ataque y restaurar los sistemas. Además, debería estar bien equipado para alertar a los funcionarios competentes sobre la posible violación a través del ML y la IA.
5. Seguridad y manejo de incendios
Las ciudades inteligentes tienen un sistema inteligente de control de incendios que incluye sensores de incendio inteligentes para detectar y responder automáticamente con las medidas adecuadas según sea necesario.
Por ejemplo, en caso de un gran incendio, los sensores detectan y envían alertas para informar a los bomberos y a la ambulancia. Existen sistemas automatizados para ayudar a la evacuación de las personas, poner en marcha las operaciones de rescate, activar los robots para el rescate e informar a las autoridades u oficiales pertinentes.
6. Gestión inteligente de los desechos
Una ciudad inteligente no puede ser «inteligente» o completa sin un sistema de gestión de residuos inteligente. El manejo adecuado de los residuos mantiene la ciudad limpia y a los ciudadanos saludables. La gestión de residuos incluye la recogida de residuos, la separación de los residuos reciclables, el reciclaje y la eliminación de los residuos no reciclables. La gestión inteligente de los residuos tiene como objetivo hacer que estas actividades sean eficientes para los ciudadanos y los funcionarios, ahorrando costes y tiempo.
El requisito básico de un sistema de gestión de residuos es un sistema automático de recogida de basura. Por ejemplo, los contenedores de basura con sensores pueden detectar cuando el contenedor está a punto de llenarse y necesita ser vaciado. Esta información se envía a la red de ciudades inteligentes y se añade a la ruta y el horario de los camiones de recogida automáticamente para su recogida.
Otro ejemplo significativo es el de la ciudad inteligente de Seúl, que utiliza la compactación de basura con energía solar para aumentar la capacidad de retención de residuos de los contenedores, reduciendo así los costos del proceso de recogida de residuos.
El sistema inteligente de gestión de residuos habilitado por la IA separa los residuos reciclables y los encamina hacia la unidad de reciclado. Esto ahorra mucho tiempo y dinero a los funcionarios.
7. Gestión inteligente del agua
Otro elemento importante de las ciudades inteligentes es el sistema de gestión inteligente del agua, que incluye la planificación, distribución, gestión y uso inteligentes del agua.
La gestión inteligente del agua garantiza un suministro óptimo de agua potable a los hogares y el control automático de las fugas en el almacenamiento de agua e informar de ello a las autoridades competentes para su reparación. Además del suministro, el sistema también supervisa la contaminación del agua y la contaminación química de los ríos.
Los dispositivos de gestión inteligente del agua incluyen medidores y sensores para controlar el consumo, la detección de fugas mediante el control de la presión, el control de la calidad del agua, las plantas de tratamiento de agua y de aguas residuales, y más.
Por ejemplo, los contadores inteligentes de agua automatizados de la ciudad de Nueva York envían lecturas de consumo diario al sistema de facturación informatizado.
8. Atención médica inteligente
Las ciudades inteligentes deben ofrecer a los residentes soluciones de atención sanitaria inteligentes que incluyan la vigilancia de la salud de los pacientes y la información de la misma a los médicos en tiempo real para asegurar un acceso rápido y sistemático a las instalaciones médicas. Las aplicaciones basadas en la IA pueden monitorizar el estado de los pacientes y ayudar en la consulta médica conectando al paciente con una instalación médica o un médico apropiado.
Por ejemplo, en caso de emergencias médicas o accidentes, el sistema inteligente puede notificar automáticamente a la ambulancia.
9. Preocupaciones ambientales y conservación de la energía
Las ciudades inteligentes tienen como objetivo final la conservación de la energía y la solución de los problemas ambientales mediante el uso óptimo de los recursos y el ahorro de energía. Las iniciativas de las ciudades inteligentes ayudan a reducir la contaminación y a derivar soluciones alternativas respetuosas con el medio ambiente que ofrezcan un entorno saludable a los ciudadanos.
Por ejemplo, las farolas inteligentes incorporan sensores para recoger datos sobre el tráfico y también están equipados con cámaras de vigilancia para garantizar la seguridad de los ciudadanos. Las ciudades inteligentes también utilizan paneles solares para aprovechar la energía solar y ofrecen todas las facilidades para promover los vehículos eléctricos con el fin de ahorrar combustible y controlar la contaminación.
10. Edificios inteligentes
Los edificios inteligentes tienen sistemas de automatización de instalaciones y de seguridad. Estos comúnmente incluyen sensores en los edificios para detectar daños e informar a los funcionarios para las reparaciones. Los sistemas de seguridad están bien conectados para tomar las medidas apropiadas automáticamente al detectar cualquier brecha de seguridad. El sistema incluso notifica a los oficiales que pueden tomar las medidas apropiadas con esta información inmediata.
Por ejemplo, los sistemas inteligentes de HVAC utilizan varios sensores para detectar la ocupación, la temperatura, la humedad, las presiones, el consumo de electricidad, el consumo de gas, el uso de agua, la calidad del aire, etc. Estos datos se utilizan para apagar automáticamente los sistemas pertinentes, como la energía, etc. cuando la unidad del edificio no está en uso. El sistema también ayuda a informar a las autoridades sobre la calidad del aire para que se puedan tomar las medidas adecuadas para mejorarla.
