Smart Cities: infraestructuras y servicios inteligentes

A medida que se hacen nuevos avances en Inteligencia Artificial y otros campos de interés como el Internet of Things (IoT) y la Ciberseguridad, es muy probable que se desarrollen nuevas aplicaciones de utilidad que podamos utilizar en nuestro día a día. Sin duda, los nuevos descubrimientos y mejoras en estos campos traerán novedades sorprendentes que se implementen en la tecnología de las smart cities, creando verdaderas ciudades inteligentes, prósperas y eficientes para sus ciudadanos.

En este artículo nos gustaría exponer algunas ideas de proyectos destinados a smart cities que, si bien actualmente puedan parecer revolucionarias, es probable que con el tiempo se vean implementadas en las grandes ciudades, dotándolas de una ventaja tecnológica importante, y facilitando la vida a las personas que residen en ellas.

Tenemos un artículo publicado en nuestro portal web en el que hablamos de las principales aplicaciones de la Inteligencia Artificial y el Machine Learning en smart cities en el mundo. No obstante, en este artículo trataremos de ir más allá, exponiendo ideas de proyectos que sean útiles para las ciudades inteligentes, y que marquen la diferencia en la construcción de infraestructuras y entrega de servicios inteligentes a las personas. En OverStand, nos dedicamos a desarrollar soluciones que permitan a los humanos incrementar su rendimiento y obtener el máximo beneficio posible en diferentes áreas, y consideramos que la Inteligencia Artificial tiene el poder de transformar la manera en que interactuamos con nuestro entorno, empujando a las ciudades a la cima del desarrollo tecnológico.

Ideas de infraestructuras inteligentes para las ciudades del futuro

Cuando pensamos en la construcción de infraestructuras que prevalecerán en las Smart Cities venideras, uno de los aspectos principales en los que solemos derivar es en la cantidad de energía que consumirán este tipo de estructuras. Si bien la digitalización inherente de las Smart Cities supone un consumo consideramente mayor del actual, es muy probable que la distribución y consumo de recursos se vea regulado por redes inteligentes, también llamadas Smart Grids, las cuales representan una revolución frente al método convencional de distribución y consumo de electricidad.

Redes eléctricas inteligentes (Smart Grids)

En teoría, las Smart Grids integrarían tecnologías IoT que, en conjunto con la infraestructura eléctrica tradicional, permiten una gestión más dinámica y adaptativa de la energía. Algunas de las características clave que permitirán una gestión más eficiente de la energía son:

• Comunicación bidireccional. Habrá un intercambio de datos en tiempo real entre el service center (o centro de control) y los usuarios.
• Smart Metering. Consiste en un proceso de medición inteligente de los datos de consumo energético de cada usuario, el cual se llevaría a cabo a través de telecontadores donde se realizarían las lecturas a distancia en tiempo real.
• Generación distribuida. También llamada “generación descentralizada”; se trata de un modelo de generación de energía eléctrica que se llevaría a cabo a través de un conjunto de pequeñas fuentes de generación, instaladas cerca de puntos clave de consumo.

El objetivo de la distribución de las fuentes de generación es, principalmente, liberar a la Smart City de su dependencia a las grandes centrales, donde un fallo podría dejar sin suministro a la ciudad por completo. Otro punto a favor de la generación de electricidad en puntos descentralizados es que tendrán muy presente el uso de energías renovables; más adecuadas para ubicarse cerca de los puntos de consumo.

Construcción de edificios inteligentes (Smart Buildings)

El concepto de Smart Building representa un pilar fundamental en la arquitectura de las ciudades inteligentes del futuro. El concepto de estos edificios va más allá de ser simples estructuras; son “ecosistemas tecnológicos”, diseñados para maximizar la eficiencia, la sostenibilidad y el bienestar de sus ocupantes.

Los edificios inteligentes se centran en aprovechar al máximo la tecnología para mejorar diversos aspectos:

• Gestión eficiente de recursos. Se lograría mediante sistemas avanzados encargados de monitorizar y optimizar el uso de agua, electricidad y gas, reduciendo el desperdicio y los costos operativos.
• Eficiencia energética. Implementación de sistemas de iluminación inteligente, climatización adaptativa y aprovechamiento de energías renovables.
• Comodidad y productividad. Ambientes que se adaptan automáticamente a las preferencias de los ocupantes, mejorando su confort y rendimiento.
• Seguridad avanzada. Integración de sistemas de vigilancia inteligente, control de accesos biométricos y detección temprana de incidencias.
• Mantenimiento predictivo. Utilización de sensores y análisis de datos para anticipar y prevenir fallos en los sistemas del edificio.
• Conectividad e integración. Infraestructura de red robusta que permite la interconexión de todos los sistemas y dispositivos del edificio.

Al integrar tecnologías IoT, sistemas de gestión energética avanzada, y dispositivos de seguridad de nueva generación, estos edificios ofrecen ambientes más seguros y sostenibles, alcanzando un importante papel en la transformación de las urbes en entornos inteligentes, el cual resulta imprescindible para lograr un futuro donde la innovación y la sostenibilidad vayan de la mano.

Gestión inteligente del tráfico

La gestión del tráfico se ha convertido en uno de los mayores desafíos para las ciudades modernas, con problemas de congestión que generan pérdidas económicas, contaminación y deterioro de la calidad de vida.

En grandes urbes como Barcelona, los conductores pierden un promedio de 47 horas anuales en atascos, lo que no solo afecta a la productividad, sino que también incrementa el consumo de combustible y las emisiones contaminantes. Este escenario se agrava con las proyecciones que indican un aumento del tráfico urbano del 40% para 2030 y más del 90% para 2050.

Ante esta situación, las Smart Cities del futuro estarían implementando sistemas inteligentes de gestión del tráfico que prometen revolucionar la movilidad urbana. Estas soluciones integrarían tecnologías avanzadas como IoT, Inteligencia Artificial y Big Data para optimizar el flujo vehicular en tiempo real.

Para que veamos un ejemplo, ciudades como Medellín, con su Sistema Inteligente de Movilidad (SIMM), han logrado reducir los tiempos de viaje en un 25% y los accidentes de tráfico en un 15%. En Madrid, el Centro de Gestión de Movilidad también emplea modelos de predicción del tráfico basados en IA, lo que ha permitido disminuir los tiempos de respuesta de emergencias en hasta un 25% y las muertes transcurridas en carretera en hasta un 30%. Estos números no son perfectos, pero representan un considerable paso hacia delante en la gestión del tráfico urbano.

Servicios inteligentes para los ciudadanos en las Smart Cities

No debemos olvidar que, además de estar a la vanguardia tecnológica, uno de los objetivos principales de una Smart City reside en ofrecer un lugar óptimo, seguro y cómodo para la vida de sus habitantes. Es por esto que las Smart Cities deben de centrar parte de sus esfuerzos en diseñar planes y estrategias que fomenten el desarrollo y puesta en marcha de servicios que faciliten la vida de las personas, sin olvidar a las minorías más desfavorecidas.

Entre el conjunto de servicios que más cerca estamos de poder ver en la realidad, y que más potencial de usabilidad tienen para las personas, encontramos algunas de las siguientes.

Transporte público eléctrico y autónomo

En nuestro blog hemos publicado recientemente un artículo acerca de proyectos destinados a mejorar la movilidad y el transporte en Smart Cities, donde explicamos más a fondo algunas de las ideas que más probabilidad tenemos de ver extendidas en un futuro próximo.

Entre algunas de las novedades que ya podemos ver implementadas en distintas partes del mundo, tenemos:

• Autobuses y taxis eléctricos con sistemas de conducción autónoma. Por el momento, muchos taxis en nuestro país son eléctricos, y es probable que dentro de unos años comencemos a ver autobuses y otros medios de transporte urbano que dejen atrás la combustión tradicional. Por otro lado, en Europa todavía es pronto para hablar de la conducción autónoma destinada al transporte urbano, pero distintas ciudades del planeta comienzan a integrar esta tecnología, dejándola a disposición de sus ciudadanos.

A medida que se impulse el desarrollo de vehículos autónomos destinados al transporte urbano, veremos como se expande su uso en diferentes regiones del mundo, donde todavía se espera que los vehículos autónomos alcancen una seguridad comparable a la de trenes o aviones comerciales.

• Estaciones de carga rápida distribuidas por la ciudad. Destinadas a los vehículos eléctricos, estas estaciones son ya una realidad. Si bien es cierto que se espera que las estaciones del futuro ofrezcan una carga mucho más rápida que la actual, las empresas trabajan constantemente en ofrecer mejores baterías para sus vehículos, y es muy probable que en un futuro contemos con estaciones capaces de rellenar la carga de un vehículo eléctrico de dimensiones estándar en unos pocos minutos.

Gestión inteligente de residuos

Entre las soluciones más prometedoras, que ya se están implementando en varias ciudades del mundo, encontramos:

• Contenedores inteligentes equipados con sensores que miden el nivel de llenado y la temperatura. Estos dispositivos permiten optimizar las rutas de recolección, reduciendo costos operativos y emisiones de CO2. Ciudades como Barcelona y Singapur ya están utilizando esta tecnología para mejorar la eficiencia de sus sistemas de gestión de residuos.
• Sistemas de recogida neumática de residuos. Esta tecnología, ya presente en algunas áreas urbanas, utiliza una red de tuberías subterráneas para transportar los residuos desde puntos de recogida hasta centrales de procesamiento, eliminando la necesidad de camiones de basura en las calles.

Sistemas de riego inteligente

La gestión eficiente del agua en espacios verdes urbanos podría ser otro pilar fundamental de las Smart Cities. Los sistemas de riego inteligente supondrán una mejora considerable en la forma en que las ciudades mantienen sus parques y jardines, manteniendo los espaciones naturales llenos de vida.

Algunas de las innovaciones más destacadas en este campo incluyen:

• Sistemas de riego con sensores de humedad del suelo y estaciones meteorológicas integradas. Estos sistemas ajustan automáticamente el riego basándose en las condiciones climáticas y las necesidades reales de las plantas, logrando un ahorro de agua de hasta un 50%.
• Plataformas de gestión centralizada que permiten el control remoto y la monitorización en tiempo real de los sistemas de riego. Estas soluciones facilitan la detección temprana de fugas y anomalías, mejorando la eficiencia general del sistema.

Alumbrado público inteligente

El alumbrado público inteligente es otra área donde las Smart Cities están haciendo grandes avances, combinando eficiencia energética con mejoras en la seguridad y la calidad de vida de los ciudadanos.

Entre las soluciones más innovadoras que ya se están implementando, destacan:

• Sistemas de iluminación LED con ajuste automático según las condiciones ambientales. Estas luminarias pueden regular su intensidad en función de la luz natural y la presencia de personas, reduciendo significativamente el consumo energético.
• Farolas inteligentes multifuncionales que, además de proporcionar iluminación, pueden incluir sensores de calidad del aire, cámaras de seguridad, puntos de acceso Wi-Fi e incluso estaciones de carga para vehículos eléctricos.

Sin duda, estas novedades tienen un gran provecho que ofrecer por delante. A medida que estas tecnologías maduren y se extiendan, veremos cómo las Smart Cities se convierten en núcleos urbanos que ofrecen a sus habitantes una calidad de vida sin precedentes.

Estas son algunas de las ideas que es probable que veamos dentro de unos años implementadas en mayor cantidad de ciudades en el mundo, a medida que se extiende el uso de tecnologías clave como la Inteligencia Artificial y el IoT. En el mundo ideal que se buscaría dentro de una Smart City con respecto a sus habitantes están, por supuesto, algunos aspectos que deberían ser primordiales al momento de trabajar con datos y utilizarlos para construir mejores entornos en las ciudades. Listamos algunos de estos a continuación:

• Privacidad y seguridad de los datos. La implementación de las ideas que se mencionan en este artículo conllevan una recogida de datos de nuestro entorno mucho más amplia y eficaz de la que pueda existir hoy día. Este hecho podría causar aversión a los ciudadanos hacia la evolución de las ciudades que conocemos hoy, y resulta de vital importancia que se trabaje en conjunto para implementar medidas robustas que protejan la información personal y privacidad de las personas.

Por su parte, las instituciones deben fomentar el desarrollo de marcos éticos que permitan el uso de IA en la vigilancia urbana, priorizando la seguridad y confianza de los ciudadanos hacia las nuevas tecnologías.

• Accesibilidad. En una Smart City, la tecnología debe ser un factor de inclusión, no de división. Es imperativo que los futuros desarrollos se guíen por estrategias que garanticen que las ventajas de la ciudad inteligente sean accesibles para todos los ciudadanos, incluyendo a personas con discapacidades y grupos minoritarios o desfavorecidos. Esto implica que, además de la adaptación física de las infraestructuras, se tenga en cuenta el diseño de interfaces digitales intuitivas y la provisión de servicios adaptados a diversas necesidades.

La colaboración entre tecnología, política y participación ciudadana es fundamental para mantener el enfoque en un desarrollo urbano sostenible e inclusivo. Esta colaboración debe materializarse en programas de educación y capacitación que empoderen a todos los segmentos de la población en el uso de las tecnologías digitales implementadas. Además, es crucial establecer mecanismos de retroalimentación continua que permitan a los ciudadanos contribuir activamente en la evolución de su Smart City, asegurando que la tecnología sirva verdaderamente a las necesidades de la comunidad en su conjunto.