En los últimos años ha habido un crecimiento explosivo de las tecnologías de la información y la comunicación (TIC) debido al avance de los diseños de hardware y software. El uso de las TIC en las ciudades en diversas formas para diferentes actividades urbanas ha llevado a una mayor eficacia de las operaciones de la ciudad y estas ciudades han sido etiquetadas usando muchos términos como “ciberciudad”, “ciudad digital”, “ciudad electrónica”, “flexiciudad”, “ciudad de la información”, “teliciudad”, “ciudad conectada” y “ciudad inteligente”. La ciudad inteligente es la mayor abstracción entre las etiquetas utilizadas, ya que abarca otras etiquetas utilizadas para las ciudades.
La ciudad inteligente es un concepto y todavía no hay una definición clara y consistente del concepto entre la academia y los profesionales. En una explicación simplista, una ciudad inteligente es un lugar donde las redes y los servicios tradicionales se vuelven más flexibles, eficientes y sostenibles con el uso de tecnologías de la información, digitales y de telecomunicaciones, para mejorar sus operaciones en beneficio de sus habitantes. En otras palabras, en una ciudad inteligente, las tecnologías digitales se traducen en mejores servicios públicos para los habitantes y en un mejor uso de los recursos, con un menor impacto sobre el medio ambiente.
Una de las definiciones formales de ciudad inteligente es la siguiente: una ciudad “que conecta la infraestructura física, la infraestructura de tecnología de la información, la infraestructura social y la infraestructura empresarial para aprovechar la inteligencia colectiva de la ciudad”. Otra definición formal y completa es la siguiente: “Una ciudad inteligente y sostenible es una ciudad innovadora que utiliza las tecnologías de la información y la comunicación (TIC) y otros medios para mejorar la calidad de vida, la eficiencia de las operaciones y los servicios urbanos y la competitividad, al tiempo que garantiza que satisface las necesidades de las generaciones presentes y futuras con respecto a los aspectos económicos, sociales y ambientales”.
La población mundial ha aumentado significativamente en las últimas décadas y también lo ha hecho la expectativa de los estándares de vida. Se predice que alrededor del 70% de la población mundial vivirá en áreas urbanas para el año 2050. En la actualidad, las ciudades consumen el 75% de los recursos y la energía del mundo, lo que genera el 80% de los gases de efecto invernadero. Por lo tanto, en las próximas décadas puede haber un impacto negativo severo en el medio ambiente. Esto hace que el concepto de ciudades inteligentes sea una necesidad. La creación de ciudades inteligentes es una estrategia natural para mitigar los problemas que surgen por la rápida urbanización y el crecimiento de la población urbana. Las ciudades inteligentes, a pesar de los costos asociados, una vez implementadas pueden reducir el consumo de energía, el consumo de agua, las emisiones de carbono, los requisitos de transporte y los desechos de la ciudad. Las ciudades inteligentes en todo el mundo son bastante diversas en términos de sus características, requisitos y componentes.
En general, las normas establecidas por organizaciones como la Organización Internacional de Normalización (ISO), proporcionan especificaciones entendidas globalmente para impulsar el crecimiento al tiempo que garantizan la calidad, la eficiencia y la seguridad. Las normas pueden desempeñar un papel importante en el desarrollo y la construcción de la ciudad inteligente. Las normas también pueden proporcionar requisitos para supervisar el rendimiento técnico y funcional de las ciudades inteligentes. Las normas también pueden ayudar a abordar el cambio climático, abordar cuestiones de seguridad y transporte, al tiempo que garantizan la calidad de los servicios de agua. Las normas tienen en cuenta diversos factores, como las prácticas comerciales y la gestión de recursos, al tiempo que ayudan a supervisar el rendimiento de la ciudad inteligente y, por lo tanto, reducen su impacto ambiental.
En un sentido clásico, la infraestructura de una ciudad es cualquier componente físico de la ciudad, como carreteras, edificios y puentes que hacen que la ciudad y sus habitantes funcionen. Sin embargo, en el contexto de las ciudades inteligentes, cualquier cosa física, eléctrica y digital que sea la columna vertebral de la ciudad inteligente puede considerarse como su infraestructura. Hay muchos ejemplos y algunos son: sistema de tránsito rápido, sistema de gestión de residuos, red de carreteras, red ferroviaria, sistema de comunicación, sistema de semáforos, sistema de alumbrado público, espacio de oficina, sistema de suministro de agua, sistema de suministro de gas, sistema de suministro de energía, sistema de extinción de incendios, sistema hospitalario, puentes, edificios de apartamentos, hoteles, biblioteca digital, aplicación de la ley, sistema económico, monitoreo de infraestructura etc.
El concepto de infraestructura inteligente se presenta en la Fig. 2. La parte trasera de la infraestructura inteligente es la infraestructura de TIC que hace que la infraestructura física sea “inteligente”. La infraestructura de TIC es fundamental para la construcción de ciudades inteligentes y depende de factores relacionados con su disponibilidad y rendimiento. La infraestructura de TIC incluye infraestructura de comunicación como fibra óptica, redes Wi-Fi, puntos de acceso inalámbricos, así como sistemas de información orientados a servicios. La infraestructura inteligente es más eficiente, segura, protegida y tolerante a fallas en comparación con la infraestructura clásica. La infraestructura inteligente puede tener infraestructura física, sensores, firmware, software y middleware como sus componentes generales.
El “middleware”, que es un tipo específico de software, generalmente desempeña un papel crucial en la automatización y la respuesta rápida de la infraestructura inteligente. El middleware acumula datos y los combina en una plataforma común para análisis e informes. El middleware en el proceso puede realizar visualizaciones de tablero basadas en web para una instantánea visual de la infraestructura. Cuando se experimenta un alto consumo de energía, costos de mantenimiento anormales y muchas situaciones normales y anormales, se solicita la atención inmediata del personal de operaciones.
El middleware proporciona a los ejecutivos a cargo o al personal de operaciones una gran cantidad de información, incluida la gestión de la huella de carbono y la sostenibilidad, así como el panorama general de la infraestructura de la ciudad inteligente, sin importar cuántas infraestructuras, edificios o ubicaciones geográficas estén involucradas en su conjunto. La información de la infraestructura inteligente a través del middleware y las TIC está disponible rápidamente y el personal de operaciones y la administración pueden acceder a ella desde cualquier lugar para tomar mejores decisiones que tienen un impacto inmediato en las operaciones de la ciudad inteligente. Un ejemplo específico de infraestructura inteligente es una red eléctrica inteligente o, como se la denomina de manera simple, una red inteligente. Una red inteligente consta de varias fuentes de energía (renovables o convencionales), medidores inteligentes, mecanismos de control operativo, mecanismos de equilibrio de carga y mecanismos tolerantes a fallas para un suministro eficiente y confiable de energía al usuario final desde las diversas fuentes de energía.
Los edificios inteligentes pueden considerarse parte de la infraestructura inteligente o pueden considerarse componentes independientes de las ciudades inteligentes. Un edificio inteligente puede tener diferentes hardware, software, sensores y dispositivos inteligentes para diferentes operaciones automatizadas, incluidas la red de datos, la voz sobre IP (VoIP), la distribución de video, la videovigilancia, el control de acceso, el monitoreo en tiempo real de la estructura, la gestión de energía y el control de iluminación. Los edificios inteligentes son diferentes de los edificios ecológicos.
Los edificios ecológicos son estructuras sostenibles con alta eficiencia energética, eficiencia hídrica y control ambiental interior con el objetivo de reducir su huella de carbono y proporcionar un rendimiento energético óptimo. Los edificios inteligentes son un concepto mucho más amplio que los edificios ecológicos. Los edificios inteligentes pueden conectarse fácilmente con otros edificios, personas y tecnología, el medio ambiente global y las redes eléctricas inteligentes. Los edificios inteligentes utilizan de manera efectiva el conocimiento que está disponible fuera de sus paredes y ventanas.
Por ejemplo, la red inteligente puede ser utilizada por edificios inteligentes. En este escenario, el edificio inteligente puede adaptarse fácilmente a su demanda de energía, así como a la de la red, para tener una utilización de energía efectiva y de bajo costo. Los edificios inteligentes pueden utilizar tarifas eléctricas dinámicas en las que se cobra a un edificio más cerca del costo real de producción de electricidad en el momento en que se usa en lugar del costo promedio durante largos períodos de tiempo. El uso de la Internet de las cosas (IoT) proporciona soluciones integradas que pueden procesar y analizar grandes cantidades de datos que maximizarán la eficiencia operativa y energética de los edificios inteligentes. Las ventajas de los edificios inteligentes incluyen las siguientes: toma de decisiones basada en datos para operaciones de alta eficiencia y bajo costo, mayor utilización de recursos, estructura de costos operativos y de capital reducida, identificación y gestión de riesgos y sostenibilidad.
El concepto de ciudad inteligente está revolucionando la forma en que se gestionan las ciudades, integrando tecnologías de la información y la comunicación (TIC) para optimizar su infraestructura, mejorar la calidad de vida de sus habitantes y promover la sostenibilidad. A medida que las áreas urbanas crecen y enfrentan desafíos como el consumo excesivo de recursos y la contaminación, las ciudades inteligentes se presentan como una solución eficiente para mitigar estos problemas. Con el uso de infraestructuras inteligentes, edificios conectados y sistemas de gestión avanzados, se busca crear entornos más eficientes, seguros y sostenibles que puedan adaptarse a las demandas presentes y futuras, garantizando un impacto positivo tanto en lo económico como en lo ambiental.
By: Carolina Hernández Valerio
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