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.
