Descifrando la ciudad del futuro

No hay vuelta atrás en el camino para conseguir ciudades y edificios más sostenibles, ecológicos e inteligentes. El uso de las tecnologías de automatización, así como la extraordinaria capacidad de interconexión entre los diferentes elementos del inmenso ecosistema-ciudad, suponen la solución para reducir el impacto medioambiental y las repercusiones socioeconómicas que la urbanización provoca sobre nuestro planeta. De este asunto, hablaremos a continuación con empresas líderes que trabajan buscando y ofreciendo este tipo de soluciones.

PREGUNTAS

1. ¿Cuáles son las características relevantes que convierten a una ciudad en una ‘ciudad inteligente’?

2. ¿En qué punto de desarrollo se encuentran nuestras ciudades en España?

3. ¿Es aplicable el modelo ‘ciudad inteligente’ en poblaciones medianas o pequeñas?

4. ¿Cuáles son los dispositivos o tecnologías principales que habilitan el modelo?

5. ¿Qué ofrece su compañía a este respecto?

6. ¿Por qué no hay una iniciativa pública apoyada por PERTE o similar para esta línea estratégica?

Hicham Kabbaj, director general de Dassault Systèmes para España y Portugal 

1. Según el índice IESE, Cities in Motion, las características fundamentales que hacen a una ciudad ‘inteligente’ son la utilización del big data y las tecnologías de la información y la comunicación (TIC) para gestionar de la manera más eficaz y sostenible posible sus recursos, tratando de optimizar su consumo energético; de minimizar su impacto en el medio ambiente y de aportar a sus ciudadanos el mayor bienestar posible.

2. El Smart City Index 2021 del IMD (Institute for Management Development) muestra dos ciudades españolas en el ranking: Madrid en el número 34 y Barcelona en el 58. Madrid cuenta con programas que colaboran en su transición para convertirse en una ciudad inteligente como: El Plan Nacional de Ciudades Inteligentes; el MiNT, enfocado en la transformación de servicios como limpieza, alumbrado y parques; y el recientemente anunciado Madrid Capital Digital, que pretende digitalizar los servicios públicos municipales.

3. Por supuesto, aunque cuando hablamos de ciudades inteligentes muchas veces nos vienen a la mente grandes urbes, la definición de ciudades inteligentes no define el tamaño de la misma. Además, es más fácil aplicar e identificar casos de uso y su eficacia en superficies más reducidas.

4. Las principales soluciones tecnologías que tiene una smart city son: lot (Internet de las Cosas) para recopilar datos mediante sensores, dispositivos y redes inteligentes, analizarlos y emplear la información extraída para optimizar el rendimiento de las ciudades; la IA (inteligencia artificial) para automatizar y optimizar procesos, y las tecnologías de la información y comunicación (TIC). Gemelos virtuales, software de simulación y modelado en 3D para realizar análisis de los datos en tiempo real y optimizar el rendimiento y la sostenibilidad de edificios a lo largo de su ciclo de vida. La colaboración, la tecnología de gemelos virtuales y el big data permiten impulsar proyectos sobre edificios, distritos y ciudades.

5. Las ciudades se enfrentan hoy a complejos retos que requieren una planificación, desarrollo y gestión más precisos para optimizar la calidad de vida de sus habitantes. Paralelamente, las ciudades y sus infraestructuras son cada vez más inteligentes gracias a la mayor disponibilidad de datos procedentes de sensores. Las oportunidades de los gemelos virtuales que tenemos en Dassault Systèmes en el ámbito de la construcción y de las Smart Cities son enormes. Desde el punto de vista de la sostenibilidad, los edificios comerciales y residenciales consumen en la actualidad cerca del 40% de la demanda energética mundial (el 60% de la electricidad del mundo), representan el 25% del consumo mundial de agua y son responsables de aproximadamente un tercio de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero.

A pesar de estos retos, la concentración espacial de personas y actividades económicas tiene ventajas potenciales, ya que facilita el despliegue de soluciones a escala. Por ejemplo, los edificios urbanos ofrecen un potencial significativo para lograr una reducción sustancial de las emisiones de GEI a nivel mundial. El consumo de energía en los edificios puede reducirse entre un 30 y un 80% utilizando tecnologías gemelas virtuales probadas y disponibles en el mercado, a menudo en el marco más amplio de las ciudades inteligentes. Dassauly Systèmes cuenta con soluciones como la plataforma 3DExperience que ayuda a mejorar los entornos de las ciudades y ser más sostenibles. Esta herramienta analiza y gestiona los recursos y servicios de la ciudad, simula virtualmente escenarios de infraestructura y logística ‘what if’ y sirve de portal de información o de mercado virtual. Un ejemplo, el gemelo virtual de un edificio físico se comporta como su gemelo en el mundo real, conectando los edificios con los sistemas de energía y transporte. El software de simulación y modelado en 3D, los datos en tiempo real y los análisis permiten optimizar el rendimiento operativo y la sostenibilidad de un edificio a lo largo de su ciclo de vida.

Matthew Britt, General Manager de Sustainable Cities, Honeywell 

1. Una ciudad inteligente utiliza las tecnologías de la información y la comunicación (TIC) para mejorar la eficiencia operativa, compartir información con el público y mejorar la calidad de los servicios de la ciudad y la experiencia de los ciudadanos. Si bien cada ciudad tiene su propio enfoque en el desarrollo, comparten el objetivo común de utilizar la tecnología para aumentar la seguridad, cumplir con los objetivos de sostenibilidad y mejorar la calidad de vida de los residentes y visitantes por igual. Para lograr estos objetivos es importante que las ciudades creen transparencia entre los servicios de la ciudad. Las ciudades de hoy en día a menudo operan en silos con equipos separados que gestionan necesidades como el tráfico, los servicios públicos, el suministro eléctrico, el agua, el estacionamiento, etc. Cada uno de estos departamentos genera cantidades ingentes de datos a diario, pero la mayoría de las ciudades no tienen la capacidad de comprender y aprovechar completamente estos datos. Las tecnologías de las smart cities pueden ayudar a que cada una de estas áreas sean más productivas y, lo que es más importante, aprovechar los datos que se generan para permitir una mejor toma de decisiones y colaboración entre los diferentes departamentos.

2. Actualmente, se están realizando esfuerzos para fortalecer la industria en España, haciéndola más competitiva, con planes que fomentan la digitalización y la sostenibilidad en todos los sectores. Las industrias que ya habían adoptado soluciones digitales antes de la pandemia están mostrando más resiliencia en escenarios inciertos y cambiantes. Varias ciudades de toda España están adoptando y acelerando sus esfuerzos en relación a las ciudades inteligentes, centrándose cada ciudad en diferentes áreas para impulsar la transformación. Durante estos esfuerzos, es importante aprovechar el conocimiento y la experiencia de las pymes españolas para impulsar la transformación digital. Cuando su conocimiento local se combina con las oportunidades que ofrecen las herramientas de digitalización, hay muchas maneras en que las ciudades españolas pueden mejorar su implementación de herramientas digitales. Todavía hay mucho trabajo por hacer, pero iniciativas como el Kit Digital, por parte del Gobierno de España, pueden ofrecer soluciones interesantes para avanzar en la transformación digital de España.

3. La conectividad entre sistemas es aplicable y beneficiosa en la mayoría de las ciudades o complejos industriales inteligentes, especialmente a medida que las tecnologías se vuelvan más asequibles y accesibles. El factor más importante es la integración. Un complejo industrial inteligente es como una mini ciudad en sí misma, y como una ciudad, necesita integrar múltiples sistemas. Los complejos industriales y las ciudades que utilizan una plataforma de ‘sistemas de sistemas’ pueden superar estos desafíos integrando datos de sistemas de infraestructura crítica en todos los departamentos. Si bien estas características difieren entre sí, es importante que haya una conectividad y una compatibilidad fiable entre todas ellas. Los nuevos avances tecnológicos como la comunicación 5G harán este proceso más sencillo, con su mayor ancho de banda para la transmisión de datos y la capacidad de conectar múltiples dispositivos simultáneamente. Esto no solo permitirá dispositivos inteligentes, sino que también facilitará que los objetos y los sensores compartan información entre sí, lo cual es esencial para que funcione un desarrollo inteligente.

4. La automatización y la digitalización son cada vez más importantes para ayudar a las empresas a obtener el máximo valor de sus edificios. El rápido ritmo de la evolución de las tecnologías de smart building puede ayudar a las empresas a impulsar resultados comerciales críticos desde mejorar la seguridad, reducir el uso de energía o crear una mejor experiencia para los ocupantes. Mucho de esto se impulsa al poner más inteligencia en los dispositivos periféricos, como medidores de energía inteligentes, actuadores y alarmas contra incendios, lo que permite funciones de comunicación y análisis que permiten tiempos de respuesta y cálculos de datos más rápidos, así como una toma de decisiones más simple. La conectividad entre la red inteligente de dispositivos periféricos y el software de automatización avanzado hace que se puedan lograr mejores análisis y conocimientos. Una mayor cantidad de fuentes de datos granulares significa que los modelos analíticos y las predicciones pueden ser más precisos, lo que hace que funciones como el monitoreo y la presentación de informes de eficiencia energética sean más simples y efectivas. Esto es así tanto para las ciudades como para las empresas: los edificios y servicios más inteligentes pueden compartir mejores datos con las plataformas de ciudades conectadas.

5. Honeywell City Suite trabaja para hacer que las ciudades inteligentes sean más manejables y sostenibles. La solución puede agregar sin problemas información de tráfico, medio ambiente, estacionamiento, servicios de emergencia, seguridad y servicios públicos, entre otras áreas, en una vista única y unificada. La plataforma digital puede ayudar a satisfacer la creciente demanda de servicios y recursos de la ciudad. La solución se implementa en más de 75 ciudades de todo el mundo, impactando en la vida de más de 100 millones de personas. Por ejemplo, City Suite es fundamental para la nueva capital administrativa de Egipto. Honeywell City Suite agrega información de diferentes departamentos de la nueva capital administrativa para facilitar la operación de sus ciudadanos y empresas e incluso se integra con Mastercard para facilitar los pagos electrónicos de servicios de la ciudad, como el estacionamiento.

David Hernández Gutiérrez, director Técnico del Canal Indirecto en España y Portugal de JCI 

1. En general, una ‘ciudad inteligente’, mediante un uso intensivo de soluciones tecnológicas y conectividad, permite crear entornos más competitivos, expandir los negocios y la actividad económica lo cual, a su vez, impulsa el bienestar de sus ciudadanos. Destaca, en primer lugar, su apuesta por el cuidado respecto al medio ambiente en aspectos tales como mejora de la calidad de aire, reducción de emisiones, mejora en la gestión eléctrica (generación, distribución y consumo) y gestión de residuos eficiente o criterios de economía circular. Asimismo, favorece la habitabilidad y seguridad (cámaras, sistemas vigilancia, acceso, etc.), pero el objetivo final de las ciudades inteligentes es social, i.e., mejorar la calidad de vida de sus habitantes. Podemos enumerar las siguientes características:

• Seguridad y robustez que garanticen la fiabilidad y posibilidad de seguir funcionando bajo los distintos problemas que puedan acaecer.
• Escalabilidad del sistema que permita implementar tanto las distintas aplicaciones, capacidades, interconexión y almacenamiento de estas mismas.
• Rendimiento y velocidad de procesamiento para gestionar una gran cantidad de dispositivos y servicios interconectados.
• Flexibilidad del sistema a la hora de integrar múltiples servicios.
• Basarse en estándares abiertos que permitan realizar fácilmente la integración con otros dispositivos o plataformas.
• Fácil operabilidad del sistema, por los distintos usuarios.
• Cumplir con la normativa de aplicación existente en cada momento, como la normativa UNE178104 garantiza la conectividad con otras plataformas y el intercambio de información.

En definitiva, una plataforma de ciudad inteligente tiene como objetivos principales:

• Mejorar la gestión de los servicios públicos y de las infraestructuras municipales.
• Aportar conocimiento a partir de la integración de los datos recogidos de los distintos sistemas, redes y dispositivos instalados.
• Generar cuadros de mando e informes que faciliten la toma de decisiones.
• Ofrecer a los ciudadanos mejores servicios que incrementen su calidad de vida.

2. En España, se han empezado a desarrollar Smart Cities de forma parcial, ya que es un proceso fundamental una colaboración y coordinación muy estrecha entre los sectores público/privado, las organizaciones gubernamentales y los ciudadanos. Actualmente, contamos ya con más de 60 ciudades iniciándose en el proceso a nivel nacional. Como ejemplos, está Valencia, que ha creado diferentes servicios para ciudadanos; la ciudad de Santander que, con su proyecto Smart Santander, cuenta con una red de 12.000 sensores que ofrecen datos sobre niveles de contaminación, emisión de ruido, humedad o volumen de tráfico gracias al big data y la IA; o la ciudad de Madrid con un proyecto llamado MINT Madrid INTeligente, un proyecto de transformación de servicios como alumbrado, limpieza o gestión de parques.

3. Totalmente, desde JCI por ejemplo, hemos desarrollado el proyecto JCI . Algunas ciudades de tamaño medio españolas como A Coruña, Santander, Bilbao, Palma de Mallorca, entre otras, ya están en el proceso. El caso de A Coruña es una referencia global, por ejemplo, su enfoque transversal al implantar una plataforma tecnológica global (‘el cerebro’) de la ciudad capaz de integrar datos y recursos, independientemente de la zona donde se generan o la fuente. Ej. datos en tiempo real procedentes de ámbitos tan dispares como sistema de visitas guiadas, calidad de aire, ruido, parking, riego, calidad del agua son integrados en una misma plataforma ofreciendo gran versatilidad y un enfoque más global que las tradicionales soluciones por verticales (energía, medio ambiente, movilidad, etc.).

4. Principalmente podemos destacar las siguientes tecnologías:

• Materiales y técnicas de construcción.
• Máquinas y dispositivos de alta eficiencia energética.
• Telecomunicaciones y redes ultrarrápidas.
• Aplicaciones interoperables e integrables entre sí.
• Capacidad de análisis de BigData (gran cantidad de datos disponibles)
• Soluciones que respeten la privacidad de las personas, incluyendo la protección de datos de acuerdo con GDPR y utilizándose ciberseguridad.
• Plataformas de gestión que ofrezcan un conjunto de soluciones conectadas y personalizadas, dándose el uso de Inteligencia Artificial (IA).

5. Los edificios son uno de los componentes más importantes de las ciudades inteligentes, y la capacidad de ellos en ser inteligentes. Un edificio inteligente trae una serie de beneficios para el ecosistema. Podemos tener edificios interconectados y tomando información en tiempo real; también puede ser un edificio positivo (prosumer, que genera mas energía de la que consume y con eso colabora con la generacion de electricidad de la ciudad), entre otros. JCI ofrece una amplia gama de productos y soluciones que permiten la creación de edificios inteligentes con una gestión integral, desde pequeños edificios a grandes complejos distribuidos en distintas regiones, gestionando control, energía y seguridad y mejorando la calidad de vida de las personas en los mismos, integrando distintos sistemas entre sí como: BMS, Seguridad, Detección y supresión de incendios, Enterprise Management, entre otros.

6. Aunque esta ayuda no viene en forma de PERTE, me gustaría mencionar el Plan Nacional de Ciudades Inteligentes con inicio en julio 2014 y finalización en diciembre 2023, impulsado por el Ministerio de Asuntos Económicos y Transformación Digital y cuyos objetivos son:

• Apoyar a las entidades locales en su proceso de transformación digital, favoreciendo la incorporación de soluciones Smart en las ciudades y destinos turísticos, con el propósito de mejorar la eficiencia en la prestación de servicios públicos y de adecuar la oferta de servicios a las necesidades reales de ciudadanos y turistas, que se sitúan en el centro de la acción pública.
• Impulsar el fortalecimiento de la industria TIC en el ámbito Smart, con capacidad de internacionalización.
• Promover un modelo de ciudad y territorio inteligente basado en la adopción de estándares, para maximizar la interoperabilidad, la sostenibilidad y replicabilidad de las soluciones implantadas. 

Dicho plan se divide en tres convocatorias, en la cuales participan distintos ayuntamientos, diputaciones y cabildos.

Laura Guijarro, líder de Edge Computing e IoT en Kyndryl España y Portugal 

1. Para que una ciudad se convierta en ‘inteligente’, se han de poder extraer los datos de los diferentes dispositivos de la ciudad, como una papelera, una farola o un semáforo para así poder tomar mejores decisiones sobre el entorno. El reto está en interconectar todas las cosas, elementos y objetos de la ciudad y es aquí donde las nuevas tecnologías como IoT, Edge computing o 5G cobran especial relevancia. El objetivo de una ciudad inteligente es mejorar parámetros como la eficiencia energética, la reducción de emisiones o la sostenibilidad social y económica siempre teniendo como usuario final a los propios ciudadanos.

2. Lo que más llama la atención es que la mayoría de las ciudades españolas que han desarrollado proyectos de Smart City (por ejemplo, de alumbrado, riego o movilidad inteligente, etc.), los han llevado a cabo de manera separada e independiente entre sí, usando cada uno su propia tecnología. Fruto de ello, el principal reto hoy en este ámbito es integrar todos estos casos de uso en una misma plataforma. En la actualidad, nos encontramos que la mayoría de los proyectos son de integración de software en vez de desarrollo de proyectos concretos. Esto se debe, en gran medida, a que hasta la fecha no se ha desarrollado un modelo global de ciudad inteligente. Este modelo es necesario ya que el mundo de la sensorica y de IoT es un mundo con múltiples proveedores (dispositivos, gateways, redes, aplicaciones…) y con una falta de estándares (protocolos de comunicación, sistemas operativos, administración de dispositivos…).

3. El modelo de ciudad inteligente no sólo es aplicable en las poblaciones medianas y pequeñas, sino que allí reviste un interés aún mayor. En este tipo de poblaciones, con unos servicios y una financiación generalmente inferiores, los beneficios de los proyectos de Smart Cities suelen conseguir un impacto mucho mayor y más fácil de ser percibido por la población.

4. Al final, lo que permite el Internet de las Cosas es conectar dispositivos ubicados en un núcleo urbano (luminarias, contenedores, farolas, sistemas de riego, etc) y añadir sensórica para medir diferentes parámetros y relacionarlo con las variables del entorno. Gracias a ello, estos dispositivos interactúan con lo que hay alrededor, por ejemplo, si un sensor en un jardín público registra un nivel de humedad superior al indicado, puede avisar para que se cancele un riego programado automáticamente o viceversa. En la actualidad, el ámbito de Internet de las Cosas va ligado a otras tecnologías emergentes, desde el Edge Computing para procesar la información de los sensores más cerca estos y por tanto con mayor rapidez, pasando por la Inteligencia Artificial que aplica algoritmos y fórmulas a la información recabada, hasta las redes 5G para todas aquellas aplicaciones que necesitan baja latencia y alto ancho de banda como puede ser el uso del vehículo autónomo.

5. En Kyndryl contamos con una oferta de IoT que cubre todos los servicios de valor añadido para los proyectos de ciudades inteligentes: desde ayudar a las Administraciones Locales a definir los casos de uso más adecuados y de más valor para sus necesidades; apoyarles en la elección de los dispositivos y conectividad más adecuados a cada caso de uso; hasta la integración de todos estos datos en una plataforma donde se puedan aplicar otras tecnologías como Inteligencia Artificial y Machine Learning. Contamos con un ecosistema de partners locales y globales que nos permiten desarrollar las soluciones de Smart Cities extremo a extremo y además somos capaces de aportar un valor diferencial gestionando todos estos componentes de forma unificada desde nuestros centros de servicio. El enfoque de Kyndryl para las ciudades inteligentes es empezar por la implantación de un caso de uso que tenga un retorno económico rápido (como el caso de la eficiencia energética mencionado antes) y contar con una arquitectura común para todos los casos de uso donde únicamente cambien los sensores (p.e. sensores de luz, proximidad, temperatura…). Este modelo diferencial aporta múltiples ventajas, como: un crecimiento modular, pudiendo empezar por un caso de uso enfocado en la optimización de costes y reinvertir el ahorro obtenido para financiar nuevas iniciativas, un ahorro de costes, puesto que se rehúsa la infraestructura existente para nuevos casos de uso o una plataforma única. Además, nuestra empresa apuesta por redes IoT abiertas, neutras e interoperables que garanticen la conectividad de los dispositivos por un protocolo común y normalizado y es por ello por lo que estamos colaborando con el Ayuntamiento de Madrid y con la Universidad politécnica de Madrid en diferentes iniciativas para hacer esto posible.

6. Porque gran parte de estos proyectos se perciben como iniciativas de sostenibilidad, pero no como proyectos estratégicos con un impacto claro en la economía de las ciudades. Es, sin embargo, una percepción errónea ya que, aparte de su componente medioambiental o de servicio, los mismos tienen un impacto económico muy claro. Por ejemplo, la sustitución de luces tradicionales a luces LED en las farolas de un núcleo urbano puede suponer uno ahorro de hasta el 40% en la factura de la luz de la ciudad y si, además, se añaden sensórica a esta luminaria, este ahorro puede llegar hasta el 70% de esta factura total.

Juan Alberto Pizarro Ruiz, responsable de Normalización en Schneider Electric España 

1. Seguramente el término ‘ciudad inteligente’ nos inspira a cada uno de nosotros una opinión que en la gran mayoría de casos está basada en el uso de nuevas tecnologías, y la digitalización de datos y servicios. En parte es así, pero no hay que olvidar que el mero uso de estas tecnologías no convierte a una ciudad en ‘inteligente’, pues el concepto que subyace en todo ello es el uso y el servicio de todas estas tecnologías que tienen como objetivo el beneficio del ciudadano. Este beneficio se ve reflejado en la mejora de la calidad de vida de sus ciudadanos en términos de sostenibilidad, servicios, innovación, sostenibilidad y competitividad teniendo en cuenta todas las necesidades futuras sociales, económicas y especialmente las medioambientales.

2. En estos momentos, los aspectos característicos de una ciudad inteligente se encuentran en desarrollo aunque en algunos casos ya se pueden encontrar aplicaciones implementadas. Es importante destacar que el Comité Técnico de Normalización de AENOR, CTN 178 ‘Ciudades inteligentes’ lleva años trabajando en los aspectos que hacen a una ciudad ‘inteligente’. Son muchos y ya gran número de ciudades recogen algunos de ellos. Por ejemplo, muchas ya ofrecen servicios digitales de información turística, conexión Wi-Fi gratuita en playas y plazas, sistemas de riego de parques y jardines inteligentes, medición de la calidad ambiental , entre otros. Por otro lado, y en opinión del que suscribe, todavía falta integrar toda esta inteligencia en la gestión de la energía de la ciudad: la integración masiva de energías renovables, la gestión energética de los edificios y cómo almacenar, compartir y gestionar su energía a través de las denominadas ‘Smart Grids’. Cabe destacar también el papel del vehículo eléctrico, ya que se está convirtiendo en un actor protagonista de las ciudades inteligentes lo que va a requerir, no sólo desplegar puntos de recarga si no también gestionar su uso y su carga.

3. Por supuesto que sí. Es posible que las necesidades en las ciudades más grandes sean distintas de las de las medianas o pequeñas, o incluso pueblos, pero en cualquier caso el uso de las TIC puede ayudar a convertir estos espacios en poblaciones más inteligentes. Y así, en consecuencia, mejorar los beneficios de los ciudadanos.

4. Es difícil el concretar y enumerar dichos dispositivos o tecnologías pues son tantas como casi las que se puedan imaginar, pero la base está en la digitalización y análisis de los datos. Las tecnologías, por ejemplo, radio, 5G, fibra óptica, internet, almacenamiento y análisis basados en la nube.

5. Schneider Electric, como fabricante de material eléctrico y especialista en la digitalización y gestión de la energía, ofrece desde soluciones de control y gestión doméstica que permiten la gestión de datos con el exterior de estos edificios, hasta softwares de gestión de la energía para edificios terciarios, grandes infraestructuras, industrias, vehículos eléctricos y smartgrids que permiten el análisis y gestión de los datos que es la base inicial para cualquier gestión inteligente.

6. En general, los PERTE requieren la participación de una gran parte de organismos, empresas y otras entidades y es muy complicado tener un proyecto completo que aúne a todos estos actores y que cumplan los requisitos que requiere un PERTE. Quizás todavía sea prematuro el definir un escenario ‘completo’ para una ciudad inteligente, aunque como se ha comentado anteriormente, hay muchas características que ya se están implementando.

Este artículo aparece publicado en el nº 542 de Automática e Instrumentación págs. 28 a 34.