Smart city: città più intelligenti, efficienti e sostenibili

Smart city: città più intelligenti, efficienti
e sostenibili

di Alessia Marcobelli
Il termine “smart city” si riferisce ad un’area urbana dove l’utilizzo delle
tecnologie digitali e dell’innovazione tecnologica, permette di ottimizzare le
infrastrutture e i servizi ai cittadini. L’idea di smart city quindi nasce dalla
digital transformation e dall’utilizzo della tecnologia IoT (Internet of Things)
nelle varie aree della pubblica amministrazione: trasporti pubblici e mobilità;
controllo e distribuzione dell’energia; illuminazione pubblica; sicurezza urbana;
direzione e monitoraggio ambientale; gestione dei rifiuti; manutenzione e
ottimizzazione degli edifici pubblici; sistemi di comunicazione e informazione e
altri servizi.
La transizione verso la città intelligente è cominciata già da alcuni anni. Nel
2012 in Europa è stata introdotta l’iniziativa della Commissione Europea
“Smart Cities and Communities European Innovation Partnership” al fine di
gestire gli investimenti nelle aree urbane e supportare progetti nell’ambito
dell’energia, dei trasporti e delle tecnologie dell’informazione e
telecomunicazione (ICT). Con la pandemia il processo di trasformazione verso
la smart city si è velocizzato. Le città tradizionali hanno cominciato a sentire la
pressione di dover aggiornare le infrastrutture obsolete. Il Covid-19, i crescenti
impegni in materia di sostenibilità, le limitazioni delle risorse e la continua
crescita urbana rendono necessari nuovi investimenti. Non è mai stato così
importante rendere le città più intelligenti, efficienti e sostenibili per i loro
abitanti.
Uno dei cambiamenti principali verso i quali si tende riguarda le connessioni
sociali e la mobilità sostenibile. Le smart city sono associate a stili di vita che
favoriscono le relazioni e garantiscono una maggiore armonia tra vita privata e
professionale, grazie alla disponibilità di strumenti digitali, all’accessibilità alla
rete e alla mobilità più efficiente e smart.
Le statistiche di Eurostat, indicano che nel 2020 il 75% della popolazione
europea viveva nelle città e secondo i rapporti delle Nazioni Unite, entro il
2050 il 70% della popolazione mondiale vivrà in città. Data questa
concentrazione di persone e attività, le città sono la causa del 70% delle
emissioni di anidride carbonica e sostanze inquinanti e di un rilevante
consumo energetico. Di conseguenza hanno un forte effetto sui cambiamenti
climatici. Dunque, è importante che il modello di smart city vada di pari passo
con gli obiettivi di efficienza energetica, che comprende efficientamento
energetico di edifici e aziende, e di sostenibilità ambientale.
Secondo quanto riportato da LUMI 4 innovation, una caratteristica importante
di una città intelligente riguarda la partecipazione e la responsabilità
condivisa. Al fine di consentire che i cittadini possano interagire e contribuire
allo sviluppo della città e alle decisioni dell’amministrazione locale,
informazione e comunicazione sono essenziali. Di conseguenza, la smart city
deve poter contare su un sistema informatico che consenta ad ogni cittadino
di segnalare in tempo reale un problema o una richiesta. Un altro punto
fondamentale riguarda gli edifici intelligenti. Le nuove costruzioni e quelle che
sono sottoposte a interventi di riqualificazione devono rispettare determinati
standard di efficienza energetica e smartness. Un’altra caratteristica
essenziale riguarda l’efficienza energetica e la sostenibilità ambientale. Per
ottenere un risparmio energetico bisogna focalizzarsi sull’ideazione di una
smart grid o di sistemi di smart energy. Una smart city deve svilupparsi attorno
all’uso delle energie rinnovabili e deve fondarsi su sistemi intelligenti di
gestione dei rifiuti in linea con un’economia circolare. Acquisiscono
importanza anche le aree verdi e i parchi, poiché anche il capitale ambientale
deve essere ottimizzato. L’ultima caratteristica fondamentale per una smart
city è relativa al trasporto e alla mobilità e riguarda smart mobility, e-mobility
ma anche soluzioni di smart parking. Una città può essere considerata
intelligente ed efficiente se è in grado di offrire soluzioni che riducono il traffico
e l’inquinamento.
Per permettere il funzionamento delle smart city, sono necessarie delle
tecnologie abilitanti in grado di sostenere e facilitare il cambiamento delle
città. Tra le tecnologie prioritarie troviamo tecnologie e infrastrutture
dell’informazione e della comunicazione (come il 5G), Internet of Things (IoT),
analisi dei “big data”, Intelligenza Artificiale (AI), sistemi di riduzione e
gestione del consumo energetico e di monitoraggio energetico, nuovi materiali
e soluzioni per una edilizia sostenibile, nuovi veicoli ibridi ed elettrici e modelli
di pianificazione urbana, supporto alle decisioni e gestione a livello
amministrativo.
L’Internet of Things (IoT) è una delle tecnologie più importanti abilitanti delle
smart city. Un aspetto che rende le nostre città più smart riguarda la possibilità
di raccogliere, analizzare, elaborare e monitorare i dati e la possibilità di
mettere in comunicazione diversi oggetti tra loro. I dati (big data) di una città
possono riguardare il traffico, l’uso di un determinato servizio, la qualità
dell’aria, il livello delle acque dei fiumi o la geolocalizzazione di infrastrutture,
come parcheggi per disabili o colonnine per la ricarica dei veicoli elettrici.
Questi dati permettono di capire quali sono le problematiche della città e come
si possono migliorare i suoi servizi e ridurre il suo impatto ambientale.
Per condurre questo tipo di analisi e monitoraggio strutturati, una città
intelligente deve poter contare su reti di sensori. Si tratta di sensori IoT, in
grado di rilevare ad esempio condizioni ambientali quali la qualità dell’aria, il
rumore e l’umidità o sensori di movimento perfezionati da tecnologie Internet
of Things per la comunicazione dei dati. A questo punto possiamo introdurre
le Wireless Sensor Network (WSN) ossia le tecnologie wireless che
consentono la comunicazione tra gli oggetti e i protocolli di comunicazione
IoT. La Wireless Sensor Network si caratterizza per una architettura distribuita
e deriva da un insieme di dispositivi IoT che raggruppano dati dall’ambiente,
comunicano tra loro e inviano le informazioni su una piattaforma.
Tra gli esempi di tecnologie per le smart city ci sono i semafori intelligenti di
Vienna. L’Università della Tecnologia (TU) del dipartimento 33 di Graz e
l’Università di Vienna (TU Wien) hanno lavorato ad un sistema semaforico che
in soli due secondi riesce a comprendere le intenzioni dei pedoni. Vengono
utilizzate delle telecamere che restituiscono immagini scansionate fino a 9
metri di distanza e che, una volta individuati i pedoni, inviano un segnale che
indica che si può attraversare la strada. Il sistema non è un semplice sensore
di movimento. Infatti, oltre ad individuare le persone è anche in grado di intuire
la loro intenzione di attraversare o meno la strada. Queste informazioni
vengono trasferite a sistemi GPS e in questo modo è possibile suggerire ai
guidatori la velocità da tenere. Inoltre, i problemi di privacy sono esclusi
poiché le immagini raccolte rimangono nel sistema e la natura dei dati raccolti
non è del tipo “fotografia” ma di tipo geometrico. La TU sta lavorando con
l’istituto di meteorologia per munire i semafori di Vienna di sensori di dati
sull’ambiente.
Alcuni dati testimoniano che il 40% del traffico nelle aree urbane è dovuto ai
guidatori in cerca di parcheggio. Ciò causa congestione, rumore e
inquinamento. Per alleviare questo problema Barcellona ha cominciato ad
utilizzare la tecnologia dei parcheggi intelligenti. È stato installato nelle strade
un sistema di sensori per informare i cittadini sulla disponibilità di posti auto
tramite applicazioni e dispositivi mobili. In questo modo la città è riuscita a
diminuire l’uso del carburante e a ridurre il traffico.
Un altro esempio è quello del Giappone, dove un progetto chiamato Safecast
ha supportato i cittadini nella costruzione e nell’utilizzo di sensori a basso
costo per misurare le radiazioni e il livello di inquinamento. Questi dati non
erano stati divulgati dal governo successivamente al disastro nucleare del
marzo 2011. Ciò ha permesso ai cittadini di spostarsi meglio all’interno della
città evitando le aree più contaminate.
Lo sviluppo accelerato di nuove tecnologie, tra cui il 5G, l’intelligenza
artificiale, il cloud e l’edge computing, sta contribuendo all’evoluzione delle
smart city. Siamo nelle prime fasi di una rivoluzione dell’edge computing ed è
fondamentale supportare l’aumento esponenziale del numero di dispositivi
connessi e l’enorme crescita dei dati raccolti.