En todo el mundo, los gobiernos invierten en tecnologías innovadoras y soluciones del sector privado para que sus ciudades sean más seguras, «INTELIGENTES» y sostenibles. Varias tendencias del sector impulsan esta transformación mundial, entre ellas el desarrollo de sensores conectados, las comunicaciones entre máquinas, el análisis de datos, la toma de decisiones en tiempo real y los sistemas de energía transaccional, a la vez que ofrecen a las comunidades las ventajas de una mayor eficiencia y resiliencia.
Los SENSORES conectados son un componente fundamental de las ciudades inteligentes: recopilan una amplia variedad de datos esenciales para ofrecer mejores servicios a visitantes, residentes y empresas. Hoy existe tecnología capaz de imitar los cinco sentidos humanos y muchos más, e integrar los datos en diversos sistemas informáticos de supervisión y gestión. Ya sea «viendo» incidentes de seguridad mediante videovigilancia, «oyendo» disparos mediante el procesamiento de audio o «oliendo» aire contaminado mediante detectores químicos y de partículas, las redes de sensores sientan las bases para un análisis y una toma de decisiones más precisos. La misma cámara de vídeo conectada en una tienda minorista que puede detectar una intrusión fuera del horario de atención también puede llevar la cuenta del total de compradores en la tienda, determinar si hay más personas comprando suéteres o trajes de baño, solicitar más cajeros en la fila de pago e incluso comunicarse con el sistema de gestión del edificio para ajustar la temperatura, la iluminación y la ventilación de la tienda según la ocupación, con el fin de ahorrar energía (y vender más suéteres).
Las COMUNICACIONES ENTRE MÁQUINAS, también conocidas habitualmente como M2M o Internet de las cosas (IoT), atraen mucho interés e inversiones de actores clave de las ciudades inteligentes. Durante muchos años, las personas se han conectado entre sí y con diversas aplicaciones de software a través de Internet; ahora pueden conectarse a dispositivos cotidianos, como termostatos, cerraduras y luces, desde cualquier lugar y en cualquier momento. Los dispositivos también pueden comunicarse entre sí, individualmente o como parte de sistemas integrados, lo que amplía su funcionalidad y eficiencia. Los hospitales consumen alrededor de tres veces más energía que un edificio de oficinas de tamaño similar debido a su funcionamiento las 24 horas del día, los 7 días de la semana, y a procesos de alto consumo energético, como el acondicionamiento de los quirófanos. Una sala quirúrgica típica permanece desocupada entre el 70 y el 80 % del tiempo durante la semana y hasta el 95 % los fines de semana. Al integrar el sistema de gestión del edificio con el sistema de programación de las cirugías y los historiales clínicos electrónicos, se puede reducir el exceso de energía utilizado para acondicionar, presurizar y ventilar el quirófano cuando está desocupado; así se ahorra un promedio de 6.000 dólares al año y se ofrecen y documentan condiciones más seguras y cómodas.
El uso de la ANALÍTICA también es una tendencia clave y suele asociarse con el término «macrodatos». En efecto, transformar datos sin procesar en información útil y acciones concretas es fundamental para dotar de capacidades más inteligentes a edificios, comunidades y ciudades. Este análisis puede estar a cargo de científicos de datos experimentados o, cada vez más, realizarse de forma automatizada mediante computación en la nube, aprendizaje automático y otros métodos estadísticos avanzados. La nueva instalación central de energía de la Universidad de Stanford es un ejemplo de las últimas tendencias en analítica avanzada. Un sistema de optimización empresarial gestiona el sistema central de energía y crea automáticamente modelos predictivos de las necesidades horarias de calefacción y refrigeración del campus con siete días de antelación. El sistema de control predictivo basado en modelos utiliza luego las previsiones meteorológicas y las predicciones de los precios horarios de la energía de la compañía eléctrica para optimizar el control de los enfriadores con recuperación de calor y la distribución del agua caliente y fría almacenada. Se prevé que el sistema ahorre 420 millones de dólares durante los próximos 35 años y puede funcionar de forma totalmente automatizada y en tiempo real.
La implementación EN TIEMPO REAL de sensores avanzados y analítica permite optimizar continuamente los sistemas de edificios, energía, transporte e infraestructuras, lo que aumenta la eficiencia operativa y en el uso de recursos. La gestión del tráfico en tiempo real mide el flujo de vehículos en una intersección y ajusta automáticamente la duración, la distribución y los desfases de los ciclos entre intersecciones para maximizar el flujo, reducir al mínimo las demoras y disminuir el número de paradas. Otras aplicaciones de transporte para ciudades inteligentes incluyen el sistema de Londres basado en cámaras de circuito cerrado de televisión con más de 1500 cámaras que supervisan y gestionan incidentes y sucesos las 24 horas del día, y el sistema de gestión de túneles de Singapur, de 9 km, que supervisa más de 25.000 dispositivos. Quienes hayan visitado Singapur quizá recuerden su innovador sistema de gestión del estacionamiento en tiempo real, implantado hace más de una década.
Los sistemas de energía TRANSACCIONAL son otra tendencia del sector. En ellos, las aplicaciones de software permiten a los productores y consumidores de energía (también llamados prosumidores) utilizar recursos energéticos distribuidos para ofertar al mercado eléctrico la generación o la reducción de electricidad. Este enfoque basado en el mercado permite captar el valor de la generación distribuida, el almacenamiento de energía y las tecnologías de respuesta a la demanda según el momento y la ubicación. En un primer proyecto piloto realizado en 2006 en el estado de Washington participaron 100 propietarios de viviendas y algunas instalaciones comerciales e industriales, que recibieron información detallada sobre el consumo energético de sus aparatos en tiempo real y en periodos anteriores, además de la posibilidad de programar con antelación acciones específicas en respuesta a los precios en tiempo real. Un proyecto piloto más reciente conectó 11 empresas de servicios públicos y 60.000 clientes de electricidad a nodos específicos de la red eléctrica del noroeste del Pacífico. Cada cinco minutos, los nodos comunicaban el costo de la electricidad suministrada y una previsión de cuánta electricidad se necesitaría en los minutos, las horas y los días siguientes.
Una preocupación creciente en sistemas altamente interconectados, como la red eléctrica, es el riesgo de ciberataques. Aunque las personas siempre han estado expuestas a riesgos financieros y de privacidad por el uso de Internet, los dispositivos y sistemas interconectados que se comunican y funcionan de manera autónoma a través de redes plantean importantes problemas de seguridad y protección. La ciberseguridad de las infraestructuras críticas y del IoT es actualmente objeto de trabajo de varios organismos gubernamentales y alianzas empresariales.
Mejorar la EFICIENCIA sigue siendo un factor importante para la inversión en ciudades inteligentes. Entre los factores que la impulsan están las mejoras en la eficiencia operativa, de recursos y económica en diversos sistemas e infraestructuras urbanas. Las mejoras de eficiencia convierten el dinero y los recursos desperdiciados en inversiones en infraestructuras, al tiempo que crean empleos locales bien remunerados e impulsan el desarrollo económico de la comunidad. En 2016, Johnson Controls realizó por décima vez su encuesta del Indicador de Eficiencia Energética (EEI) a más de 1200 organizaciones con instalaciones comerciales, institucionales e industriales en Brasil, China, Alemania, India y Estados Unidos. En el estudio, el 72 % de las organizaciones afirmó que tenía previsto aumentar las inversiones en eficiencia energética y energías renovables durante el año siguiente.
La RESILIENCIA también es un factor clave: el 82 % de las organizaciones informó que la capacidad de mantener las operaciones críticas durante fenómenos meteorológicos extremos o cortes prolongados de electricidad es muy o extremadamente importante al considerar futuras inversiones en infraestructuras. Muchas de las tecnologías que hacen que nuestro entorno construido sea más eficiente y sostenible también lo hacen más resiliente. Los propietarios de edificios se sorprendieron tras la supertormenta Sandy cuando sus paneles solares no generaron electricidad debido a una desconexión de seguridad de la red eléctrica. En respuesta a este y otros factores, el 62 % de las organizaciones encuestadas afirmó que era muy o extremadamente probable que tuviera una o más instalaciones capaces de funcionar desconectadas de la red en los próximos 10 años.
Para prepararnos para el futuro, debemos crear ciudades «INTELIGENTES» con edificios y comunidades que incorporen diseños de alta eficiencia, envolventes avanzadas, equipos de iluminación, calefacción y refrigeración, el uso de recursos energéticos renovables o distribuidos, almacenamiento eléctrico o térmico en baterías y la capacidad de aislar de forma segura las operaciones de la red eléctrica. Estas ciudades acelerarán la tendencia del sector hacia la energía neta cero cuando sus edificios y comunidades produzcan durante el año más energía de la que consumen de la red. También podrán ofrecer a sus residentes servicios esenciales durante emergencias, como alimentos, agua, refugio, refrigeración de suministros médicos y carga de equipos médicos.
Si bien la innovación tecnológica ha impulsado de forma significativa las ciudades inteligentes, también se han producido importantes innovaciones en los modelos financieros que respaldan las inversiones necesarias en tecnología, eficiencia y resiliencia. Estos nuevos modelos de negocio permiten incluir los ahorros energéticos, los incentivos de las empresas de servicios públicos, los pagos por respuesta a la demanda y los pagos por regulación de la red en contratos de rendimiento energético (renovaciones) o asociaciones público-privadas (nueva construcción), lo que hace más asequibles las mejoras de infraestructura para gobiernos, empresas y residentes. Las tendencias del sector, incluidos los modelos financieros innovadores y las tecnologías de vanguardia, como los sensores conectados, el Internet de las cosas, la analítica en tiempo real y los sistemas de energía transaccional, son factores clave que impulsan la transformación mundial hacia ciudades más seguras, inteligentes y sostenibles.
