Smart Cities: El futuro sostenible de la vida urbana

Milthon Lujan Monja

De acuerdo con las proyecciones de la ONU, para el 2050 más de 6,000 millones de personas, que representará el 70% de la población mundial, vivirá en ciudades. En este sentido, las ciudades enfrentarán un gran desafío para acoger a un mayor número de personas y para brindar un entorno sostenible.

A medida que la tecnología continúa avanzando a un ritmo sin precedentes, las ciudades de todo el mundo están experimentando una transformación notable. En este contexto ha surgido el concepto de una “Smart City” o “Ciudad Inteligente”, que promete un entorno urbano más eficiente, sostenible e interconectado para sus habitantes.

En esta era digital, donde prácticamente todo está interconectado, muchas ciudades están trabajando activamente para construir o transformar sus modelos hacia una Ciudad Inteligente (Priano y Guerra, 2014), debido a que las “Smart Cities” aprovechan el poder de la tecnología para mejorar la calidad de vida de los residentes y el funcionamiento de los servicios esenciales.

El concepto de ciudades inteligentes es vital para proveer bienestar y calidad de vida a los ciudadanos (Javed, et al., 2022). Desde sistemas de transporte eficientes y consumo de energía optimizado, hasta una mejor seguridad pública y mayor participación ciudadana, los beneficios de las ciudades inteligentes son amplios y de largo alcance.

¿Qué son las Smart Cities?

Las Smart Cities o ciudades inteligentes son áreas urbanas que aprovechan la tecnología y los datos para mejorar la calidad de vida de los residentes y optimizar el uso de los recursos.

Las ciudades inteligentes emplean tecnología y datos para aumentar la eficiencia, el desarrollo económico, la sostenibilidad y la calidad de vida de los ciudadanos en las zonas urbanas (Lai et al., 2020).

La Comisión Europea define a una Smart City como “el lugar donde las redes y servicios tradicionales se vuelven más eficientes con el uso de tecnologías digitales y de telecomunicaciones en beneficio de sus habitantes y empresas”.

Por su parte, Bouskela et al., (2014) definen a una ciudad inteligentes como “aquella que coloca a las personas en el centro del desarrollo, incorpora Tecnologías de la Información y Comunicación en la gestión urbana y usa estos elementos como herramientas para estimular la formación de un gobierno eficiente que incluya procesos de planificación colaborativa y participación ciudadana. Al promover un desarrollo integrado y sostenible, las Smart Cities se tornan más innovadoras, competitivas, atractivas y resilientes, mejorando así vidas”.

Finalmente, Glasmeier y Christopherson (2015) reportan que una ciudad inteligente se define por dos atributos esenciales:

a. Uso de tecnologías para facilitar la coordinación de subsistemas urbanos fragmentados (por ejemplo, energía, agua, movilidad, entorno construido). La mejora de los subsistemas está asociada con nuevas oportunidades de empleo, creación de riqueza y crecimiento económico.

b. Las Smart Cities son lugares urbanos donde la experiencia vivida suscita una nueva realidad.

En este marco, se utiliza una red de dispositivos, sensores y análisis de datos interconectados para recopilar y analizar grandes cantidades de información en tiempo real del flujo del tránsito vehicular, el consumo de energía, la gestión de residuos, la calidad del aire, etc. Esta información permite a los gestores de la ciudad la toma de decisiones informadas y medidas proactivas para mejorar varios aspectos de la vida urbana.

Al integrar la tecnología en todos los aspectos de la vida de la ciudad, desde el transporte y la infraestructura hasta la energía y los servicios públicos, las ciudades inteligentes tienen como objetivo crear una buena y eficiente experiencia urbana. En este sentido, las “Smart Cities” pueden abordar los desafíos que enfrentan las ciudades tradicionales y crear un entorno más sostenible y habitable para sus residentes.

Principales componentes de las Smart Cities. Fuente: JudyMiao
Principales componentes de las Smart Cities. Fuente: JudyMiao

Beneficios de las Ciudades Inteligentes

Los beneficios de las Smart Cities son numerosos y diversos y afectan a casi todos los aspectos de la vida urbana; estos incluyen la creación de mayores perspectivas para la sustentabilidad, la prevención de desastres, negocios, seguridad pública y mejora de la calidad de vida (Lai et al., 2022).

Entre los principales beneficios de las smart cities podemos destacar:

Mejora de la eficiencia de gestión de los recursos

La tecnología permite a los administradores de una Smart City optimizar el uso de los recursos, reducir el desperdicio y aumentar la productividad. Por ejemplo, las redes inteligentes permiten una distribución de energía más eficiente, reduciendo los cortes de energía y los costos de energía.

Sistema de transporte inteligente

Uno de los desafíos más importantes que enfrentan las ciudades es la congestión del tráfico y los sistemas de transporte ineficientes.

Mediante el uso de las tecnologías, las Smart Cities pueden mejorar la movilidad urbana. Los sistemas de transporte inteligentes utilizan datos en tiempo real de sensores y dispositivos GPS para monitorear el flujo del tránsito y brindar información precisa sobre el viaje a los automovilistas.

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Esto ayuda a los conductores a tomar decisiones informadas y elegir las rutas más eficientes, reduciendo la congestión del tráfico y mejorando los tiempos de viaje; haciendo que los desplazamientos sean más convenientes y eficientes para los residentes.

Toh et al., (2020) describen los 10 avances y desarrollos tecnológicos vinculados a las carreteras inteligentes que se pueden implementar en la Smart Cities se incluyen: (i) camino de cosecha de energía, (ii) camino musical, (iii) camino de pesaje automático, (iv) camino electrificado, (v) caminos con señales de tráfico digitales inalámbricas, (vi) caminos con detección automática de infracciones de tránsito y notificación, (vii) carreteras que hablan (V2X), (viii) carreteras con intersecciones inteligentes, (ix) carreteras con rescate de emergencia rápido y (x) carreteras con alumbrado público inteligente, que ayudarán a gestionar el transporte en las ciudades inteligentes.

Movilidad inteligentes y limpia para las ciudades inteligentes. Fuente: Energy Atlas 2018: Figures and Facts about Renewables in Europe
Movilidad inteligentes y limpia para las ciudades inteligentes. Fuente: Energy Atlas 2018: Figures and Facts about Renewables in Europe

Mayor sostenibilidad

Al aprovechar la tecnología y los datos, los gestores de las ciudades inteligentes pueden desarrollar soluciones innovadoras para abordar los desafíos ambientales. Por ejemplo, los edificios inteligentes utilizan sistemas de eficiencia energética y controles automatizados para minimizar el consumo de energía.

Los sistemas inteligentes de gestión de residuos optimizan las rutas de recogida de basura, reduciendo el consumo de combustible y las emisiones.

Estas prácticas sostenibles contribuyen a un entorno urbano más limpio y verde, promoviendo una mejor calidad de vida para los residentes.

Priorizar la participación y empoderamiento de los ciudadanos

A través de plataformas digitales y aplicaciones móviles, los residentes pueden participar activamente en los procesos de toma de decisiones y brindar retroalimentación a las autoridades de la ciudad.

Pereira et al., (2018) destacan que la gobernanza inteligente tiene un papel importante en las iniciativas de Ciudades Inteligentes; ellos definen a la gobernanza inteligente como el uso inteligente de las tecnologías de la información y comunicación (TIC) para mejorar la toma de decisiones a través de una mejor colaboración entre las diferentes partes interesadas, incluidos el gobierno y los ciudadanos.

Este nivel de participación ciudadana fomenta un sentido de comunidad y promueve un modelo de gobernanza más inclusivo y receptivo. Además, las Smart Cities a menudo ofrecen Wi-Fi público gratuito, quioscos inteligentes y servicios digitales que mejoran la conectividad y la accesibilidad cerrando la brecha digital y asegurando la igualdad de acceso a la información y las oportunidades para todos los residentes.

Mayor seguridad pública

La seguridad pública es una prioridad principal para cualquier ciudad, y las Smart Cities aprovechan la tecnología para mejorar la seguridad y los sistemas de respuesta ante emergencias.

Las cámaras de vigilancia equipadas con tecnología de reconocimiento facial pueden ayudar a identificar amenazas potenciales y rastrear actividades sospechosas en tiempo real.

Por otro lado, los sistemas de comunicación integrados permiten una coordinación más rápida y eficiente entre los servicios de emergencia, lo que garantiza una respuesta rápida a los incidentes.

Tecnologías e innovaciones en las Smart Cities

Un aspecto crucial de las ciudades inteligentes es el despliegue de diversas tecnologías e innovaciones para transformar la vida urbana.

Internet de las cosas (IoT)

Según Bellini et al., (2022) los avances novedosos del Internet de las Cosas (IoT) han allanado el camino para nuevas posibilidades, representando un conjunto de tecnologías habilitadoras clave para las Smart Cities.

La tecnología de Internet de las Cosas (IoT) forma la columna vertebral de la infraestructura de una Smart City. Los dispositivos IoT, equipados con sensores, recopilan y transmiten datos en tiempo real a un centro de análisis y toma de decisiones.

Los dispositivos pueden variar desde farolas inteligentes que ajustan el brillo en función de la presencia de peatones hasta parquímetros inteligentes que brindan información de disponibilidad en tiempo real a los automovilistas.

Inteligencia artificial (IA) y aprendizaje automático (ML)

La inteligencia artificial (IA) y el aprendizaje automático (ML) también son fundamentales para hacer que las ciudades sean más inteligentes.

Al analizar grandes cantidades de datos, los algoritmos de IA pueden identificar patrones, predecir tendencias futuras y tomar decisiones inteligentes. Por ejemplo, los sistemas de gestión de tráfico impulsados por IA pueden analizar datos de tráfico en tiempo real y ajustar los tiempos de las señales para optimizar el flujo de tráfico.

Al respecto, Herath y Mittal (2022) reportan que los sectores de salud (23% de impacto), movilidad (19% de impacto), privacidad y seguridad (11% de impacto) y energía (10% de impacto) tienen una influencia más significativa en la adopción de la inteligencia artificial en las ciudades inteligentes.

Los algoritmos de aprendizaje automático también pueden ayudar a identificar y predecir el mantenimiento potencial antes de que se presenten problemas en la infraestructura urbana, lo que permite reparaciones proactivas y minimiza las interrupciones de los servicios.

Tecnología Blockchain

La tecnología Blockchain es otra innovación que tiene el potencial de revolucionar las ciudades inteligentes. La cadena de bloques ofrece una mayor seguridad en las Smart Cities mediante el almacenamiento de transacciones en un libro mayor seguro, transparente y descentralizado (Majeed et al., 2021).

Al proporcionar una plataforma descentralizada y segura para el almacenamiento y las transacciones de datos, blockchain puede mejorar la seguridad, la transparencia y la eficiencia de varios servicios de la ciudad.

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Por ejemplo, la cadena de bloques se puede utilizar para gestionar y transferir de forma segura los registros de propiedad, lo que reduce el fraude y garantiza la confianza en las transacciones inmobiliarias.

El blockchain también permite habilitar sistemas de votación seguros y transparentes, mejorando el proceso democrático en las Smart Cities.

Gemelo digital

El concepto de “gemelo digital” también está ganando terreno en las ciudades inteligentes. Un gemelo digital es una réplica virtual de una entidad física, ya sea un edificio, una carretera o una ciudad entera.

Al crear un gemelo digital, las ciudades pueden simular y modelar varios escenarios, lo que permite una mejor toma de decisiones y planificación. Esta representación virtual permite probar diferentes estrategias e intervenciones antes de implementarlas en el mundo físico, reduciendo riesgos y maximizando la eficiencia.

Desarrollo sostenible en ciudades inteligentes

La sostenibilidad es un área clave para las Smart Cities, debido a que el objetivo es crear un entorno urbano más respetuoso con el medio ambiente y resiliente. Al respecto, el desarrollo de tecnologías inteligentes está allanando el camino hacia un futuro más sostenible en línea con los 17 Objetivos de Desarrollo Sostenible de la Agenda 2030 de la ONU (Blasi et al., 2022).

Por su parte, Ahad et al., (2020) destaca que el ecosistema de una ciudad inteligente proporciona un medio para brindar bienestar personal, social, cultural, económico, ambiental y fisiológico a los habitantes, con el objetivo de mejorar la “Calidad de Vida”.

En este sentido un enfoque de ciudad inteligente mediante el uso de la tecnología puede permitir eficiencias en:

Gestión de la energía

Las ciudades inteligentes pueden mejorar la gestión de la energía mediante el uso de fuentes de energía renovables. Algunos ejemplos incluyen la instalación de paneles solares y aerogeneradores en edificios y espacios públicos, para generar energía limpia, reduciendo la dependencia de los combustibles fósiles.

Además, las redes inteligentes permiten la distribución y el consumo eficientes de la energía renovable, optimizando de esta forma el uso de la energía.

Gestión del agua

Al implementar medidores y sensores de agua inteligentes, las ciudades pueden monitorear los patrones de consumo de agua e identificar fugas o desperdicios. Este enfoque basado en datos permite intervenciones específicas, como alertas a los residentes sobre el uso excesivo de agua o válvulas de cierre automático en caso de fugas.

Los sistemas de riego inteligentes también optimizan el uso del agua en parques y jardines, asegurando que el agua se use de manera eficiente y sostenible.

Gestión de residuos sólidos

Los sistemas inteligentes de recolección de residuos utilizan sensores para monitorear los niveles de basura en los contenedores y optimizar las rutas de recolección.

Este enfoque no solo reduce el consumo de combustible y las emisiones, sino que también garantiza una recolección oportuna y eficiente de los residuos sólidos.

Por otro lado, las iniciativas de reciclaje inteligente alientan a los residentes a segregar los desechos y brindan incentivos para el reciclaje, promoviendo una economía circular y reduciendo la cantidad de desechos enviados a los vertederos.

Desafíos en la implementación de Smart Cities

Si bien el concepto de ciudades inteligentes es muy prometedor, existen varios desafíos y consideraciones que deben abordarse para una implementación exitosa. El desarrollo de una Smart City requiere del apoyo de organizaciones públicas, ciudadanos, estado y gobiernos locales y empresas privadas (Lai et al., 2022). En este sentido, los principales desafíos incluyen:

Costo de la infraestructura y la tecnología

La construcción de una ciudad inteligente requiere una inversión significativa en la instalación de sensores, el despliegue de redes y la implementación de sistemas de análisis de datos.

Profesionales para administrar y analizar datos

Existe la necesidad de profesionales capacitados para administrar y analizar la gran cantidad de datos generados por los sistemas de ciudades inteligentes.

Preocupaciones de privacidad y seguridad

Las preocupaciones de privacidad y seguridad también son consideraciones críticas en las ciudades inteligentes. A medida que las ciudades recopilan y analizan grandes cantidades de datos, existe la necesidad de garantizar la privacidad y seguridad de esta información.

Por su parte, Ismagilova et al., (2020) advierten que es probable que la vulnerabilidad de la infraestructura de la ciudad inteligente al robo de datos, el acceso no autorizado a los datos, las violaciones del sistema, los ataques basados en virus y otras amenazas a la integridad operativa continúen a medida que más ciudades hagan la transición a la capacidad inteligente.

En este sentido, se deben implementar medidas estrictas de protección de datos y protocolos de ciberseguridad para salvaguardar los datos confidenciales y evitar el acceso no autorizado.

Además, los residentes deben conocer los datos que se recopilan y cómo se utilizan para mantener la transparencia y generar confianza.

La interoperabilidad

La interoperabilidad es otro desafío en la implementación de ciudades inteligentes. Diferentes sistemas y dispositivos necesitan comunicarse y compartir datos sin problemas para un funcionamiento efectivo.

Se deben establecer estándares y protocolos para garantizar la interoperabilidad entre varios componentes y tecnologías de ciudades inteligentes. Esto permite la integración de diferentes sistemas y el intercambio eficiente de datos, lo que permite un enfoque holístico de la gestión urbana.

La cultura

El rápido ritmo de la tecnología que puede ofrecer formas nuevas y emocionantes de interactuar con proveedores de atención médica, bancos, compañías de seguros, proveedores de servicios públicos y operadores de transporte, probablemente sea una barrera para la adopción de grupos demográficos de más edad, que no comparten los mismos sentimientos de confianza y entusiasmo de grupos de población más jóvenes y más conscientes técnicamente (Ismagilova et al., 2020).

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El futuro de las ciudades inteligentes

El futuro de las Smart Cities es brillante y tiene un potencial inmenso. A medida que la tecnología continúa avanzando, podemos esperar soluciones y capacidades aún más innovadoras en la infraestructura de la ciudad inteligente.

Sin embargo, Ahad et al., (2020) reporta que para varias naciones en desarrollo, una ciudad inteligente sigue siendo un sueño lejano debido a las brechas tecnológicas, las mismas que podrían ser superadas con el advenimiento de tecnologías innovadoras.

La integración de tecnologías emergentes como 5G, computación de punta y realidad aumentada mejorará aún más las capacidades de las ciudades inteligentes, permitiendo el procesamiento y análisis de datos en tiempo real.

Además, se espera que el concepto de economía circular desempeñe un papel importante en el futuro de las ciudades inteligentes. Al promover la reutilización, el reciclaje y la reutilización de los recursos, las ciudades pueden reducir los desechos y crear un entorno urbano más sostenible y resiliente. No obstante, Blasi et al., (2022) reportan que el concepto de una ciudad sostenible inteligente aún está en pañales.

Conclusión

En conclusión, las ciudades inteligentes tienen el potencial de revolucionar la vida urbana, creando un entorno más eficiente, sostenible y conectado para los residentes.

Al aprovechar la tecnología y los datos, las Smart Cities pueden optimizar el uso de recursos, mejorar los sistemas de transporte, mejorar la seguridad pública y empoderar a los ciudadanos.

Si bien hay desafíos que superar, los beneficios de las ciudades inteligentes superan con creces los obstáculos. A medida que abrazamos el futuro de la vida urbana, esforcémonos por crear ciudades inteligentes que prioricen el bienestar y la prosperidad de sus residentes.

Juntos, podemos construir un futuro más brillante e inteligente para nuestras ciudades.

Referencias bibliográficas

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