Smart Cities -Tecnología y desarrollo humano - Industria 4.0

IoT para construir ciudades inteligentes seguras y sostenibles

Las aplicaciones de IoT reciben, analizan y gestionan datos en tiempo real para ayudar a los municipios, las empresas y los ciudadanos a tomar mejores decisiones al instante que mejoren la calidad de vida.

Las ciudades inteligentes no son sólo un sueño del futuro. Gracias a la tremendamente innovadora tecnología del Internet de las Cosas (IoT), la IA, el blockchain y otras soluciones que se enmarcan dentro del llamado paradigma de la industria 4.0, muchas ya están activas y en rápida expansión. Entonces, ¿Qué es el IoT y cómo funciona con las ciudades inteligentes?

El Internet de las Cosas (IoT) es el proceso de conexión de objetos físicos cotidianos a Internet: desde objetos domésticos comunes, como las bombillas, hasta recursos sanitarios, como los dispositivos médicos; también abarca los wearables y accesorios personales inteligentes, e incluso los sistemas que nos permiten gestionar muchos de los servicios de las ciudades inteligentes.

¿Cómo funciona IoT?

El término IoT se refiere a todos los sistemas de dispositivos físicos que reciben y transfieren datos a través de redes inalámbricas con una mínima intervención humana, lo que es posible gracias a la integración de procesos informáticos en todo tipo de objetos. Por ejemplo, un termostato inteligente (es decir, uno que utiliza el IoT) puede recibir los datos de localización de tu coche inteligente mientras conduces para ajustar la temperatura de tu casa antes de que llegues. Todo esto se consigue sin tu intervención pues ya lo tienes preprogramado de antemano, e incluso proporciona un mejor resultado que si lo hicieras manualmente mientras conduces o ajustando continuamente los parámetros de tu casa.

Un sistema tradicional de IoT, como sistemas domóticos presentes en el hogar descrito anteriormente, funciona enviando, recibiendo y analizando datos de forma continua en un bucle de retroalimentación. Dependiendo del tipo de tecnología IoT, las personas o los sistemas de inteligencia artificial y aprendizaje automático (IA/ML) pueden analizar estos datos de forma casi inmediata o durante un periodo de tiempo determinado para poder obtener información sobre su estado, funcionamiento, etc.

Piensa en el ejemplo de los sistemas de calefacción inteligentes que existen para el hogar. Para predecir la hora ideal en la que controlar el termostato antes de llegar a casa, el sistema IoT puede conectarse a la API de Google Maps y así obtener información actual sobre el tráfico en la zona, si es no tiene una conexión directa con los sistemas de navegación de tu vehículo o con tu móvil para obtener tu localización.  Por otro lado, las empresas de servicios públicos tienen la posibilidad de analizar los datos de IoT de los clientes con termostatos inteligentes para optimizar el sistema a gran escala y tener presente el momento de mayor demanda de la red eléctrica que el encendido de la calefacción en miles de hogares a horas determinadas puede suponer.

¿Cómo hace la tecnología IoT que las ciudades sean más inteligentes y mejores?

Aplicando IoT a los procesos de gestión de una Smart City no es complejo, aunque sea algo relativamente nuevo. Los gobiernos municipales de muchas ciudades ya están aprovechando las tecnologías celulares e inalámbricas de área amplia de baja potencia (LPWAN) para conectar y mejorar la infraestructura, la eficiencia, la comodidad y la calidad de vida de los residentes y visitantes. La conectividad inalámbrica segura y la tecnología IoT están pues convirtiendo elementos tradicionales de la vida urbana, como el alumbrado público, en plataformas de iluminación inteligente de nueva generación con capacidades ampliadas para autogestionarse las funciones y el consumo de estas. Esto incluye la integración de la energía solar por ejemplo para alimentar los paneles de control y la conexión a un sistema de control central basado en la nube que se conecta a otros activos del ecosistema urbano para su regulación conjunta.

Estas soluciones van mucho más allá de las simples necesidades de iluminación. Las luces LED de alta potencia integradas en las mismas farolas alertan a los pasajeros de problemas de tráfico, proporcionan avisos de condiciones meteorológicas adversas y avisan cuando surgen problemas medioambientales, como los incendios. Las luces a lo largo de calles y avenidas también pueden detectar plazas de aparcamiento libres y estaciones de recarga de vehículos eléctricos, así como avisar a los conductores de dónde encontrar una plaza libre a través de una aplicación móvil. En algunos lugares, la recarga de vehículos eléctricos podría ser posible incluso desde el propio poste de luz públicos.

Cuatro elementos esenciales para garantizar el éxito de las ciudades inteligentes

Pero para que las redes IoT y los dispositivos conectados a internet presentes por toda la ciudad funcionen correctamente, es necesario algunos elementos esenciales para que las soluciones basadas en estas tecnologías e implantadas en las ciudades inteligentes tengan éxito. Por lo tanto, se requieren cosas como:

  • Una conectividad inalámbrica omnipresente
  • Datos abiertos
  • Seguridad fiable
  • Esquemas flexibles de monetización que permitan asumir el coste de la implementación de la tecnología

Como es obvio, el primer componente de cualquier aplicación IoT para ciudades inteligentes es una conectividad inalámbrica fiable y omnipresente. Aunque no existe una solución única, las tecnologías de redes de área amplia de baja potencia (LPWAN) en evolución son ideales para la mayoría de las aplicaciones debido a su rentabilidad y ubicuidad. Esto incluye LTE Cat M, NB-IoT, LoRa, Bluetooth y algunas otras que contribuyen a entrelazar las ciudades conectadas, teniendo en cuenta, además, que se espera que la llegada de la tecnología 5G sea un hito que popularice la transformación tecnológica en las Smart Cities y acelere los nuevos despliegues de sistemas conectados a la red.

Abrir la bóveda de datos

Históricamente, los gobiernos, las empresas y los individuos han mantenido sus datos a mano y los han compartido lo menos posible con otros. La preocupación por la privacidad y el miedo a las filtraciones de seguridad han superado con creces el valor percibido de compartir la información. Sin embargo, un factor clave para lograr ciudades inteligentes sostenibles es el hecho de que todos los participantes en el complejo ecosistema compartan información no sensible y la combinen con datos contextuales que se analicen en tiempo real. Múltiples sectores y responsables de la captación de datos deben cooperar para lograr mejores resultados mediante el análisis de la información gracias a procesos de big data, que se comparte entre los sistemas de información específicos del sector y los sistemas de tecnología operativa.

Ámsterdam es un brillante ejemplo de ciudad inteligente bien conectada que está cosechando los frutos de la apertura de su bóveda de datos. Comparte los datos de tránsito y transporte con las partes interesadas, como los desarrolladores, que luego crean aplicaciones de mapas que se conectan a los sistemas de transporte de la ciudad. Esto facilita que navegar por la ciudad sea más fácil para todos. Además, la ciudad construyó barcos de reparto autónomos llamados «roboats» para trasladar las cosas con mayor rapidez y eficiencia a lo largo de la red de canales de la urbe. También apoyó una aldea flotante de casas, resolviendo el problema de hacinamiento de la ciudad con una alternativa sostenible y energéticamente eficiente. La energía se genera dentro de las comunidades, y las casas reciben agua directamente del río y la filtran en sus propios depósitos. Nada de esto es posible sin datos compartidos.

Copenhague es otro ejemplo de Smart City que también está aprovechando los datos abiertos en su colaboración con el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) para desarrollar un innovador sistema de bicicletas inteligentes integrado con sensores que proporcionan información en tiempo real tanto a los usuarios como a los administradores. Los datos se comparten para controlar y gestionar la calidad del aire y la congestión del tráfico.

¿Pueden las ciudades inteligentes ser seguras y fiables?

Las cámaras conectadas, los sistemas viales inteligentes y los sistemas de vigilancia de la seguridad pública pueden proporcionar una capa adicional de protección y apoyo de emergencia para ayudar a los ciudadanos cuando lo necesiten. Pero, ¿Qué pasa con la protección de las propias ciudades inteligentes frente a las vulnerabilidades? ¿Cómo podemos defendernos de los hackers, los ciberataques y el robo de datos? En las ciudades donde varios participantes comparten información, ¿Cómo podemos confiar en que los participantes son quienes dicen ser? ¿Y cómo sabemos que los datos que comunican son verdaderos y precisos? La respuesta está en las soluciones de autenticación y gestión de la identidad.

Los servicios e infraestructuras de una ciudad inteligentes sólo pueden funcionar si podemos confiar en ellas. Todos los socios del ecosistema -gobiernos, empresas, proveedores de software, fabricantes de dispositivos, proveedores de energía, proveedores de servicios de red, etc., – deben poner de su parte e integrar soluciones que cumplan cuatro objetivos básicos de seguridad:

  • Disponibilidad: sin un acceso a los datos procesable, en tiempo real y fiable, la ciudad no puede prosperar. La forma en que se recogen, destilan y comparten los datos es fundamental, y las soluciones de seguridad deben evitar los efectos negativos sobre la disponibilidad.
  • Integridad: Las ciudades inteligentes dependen de datos fiables y precisos. Deben tomarse medidas para garantizar que los datos sean exactos y no sean manipulados.
  • Confidencialidad: algunos de los datos recogidos, almacenados y analizados incluirán información sensible sobre los consumidores. Deben tomarse medidas para evitar la divulgación no autorizada de información confidencial.
  • Responsabilidad: Los usuarios de un sistema deben ser responsables de sus acciones. Sus interacciones con los sistemas sensibles deben registrarse y asociarse a un usuario concreto. Estos registros deben ser difíciles de falsificar y tener una fuerte protección de la integridad.

Para lograr estos objetivos básicos de seguridad, deben integrarse en el ecosistema soluciones sólidas de autenticación y gestión de identidades que garanticen que los datos se comparten sólo con las partes autorizadas. Las soluciones también protegen los sistemas backend de las intrusiones y la piratería informática y, afortunadamente, como resultado de la creciente preocupación por la seguridad digital, se está introduciendo legislación para hacer frente a las amenazas y a los posibles fallos del mercado en muchos países.

¿Cómo se monetizan las ciudades inteligentes?

En la era del IoT y las ciudades inteligentes, los datos son el nuevo petróleo. Para que las ciudades inteligentes prosperen, debemos establecer modelos de negocio sostenibles que faciliten el éxito de todos los actores del ecosistema. El software debe integrarse en el tejido de las soluciones de IoT para que todos los contribuyentes al ecosistema se beneficien, esto incluye a las empresas, desarrolladores, integradores, gobiernos, etc.

La propiedad intelectual de la información que cada miembro aporta con la soluciones tecnológicas que se implementan en la urbe debe ser valorada y recompensada. Las capacidades del SaaS permiten nuevos modelos de negocio que facultan a cada colaborador para extraer valor de su contribución al ecosistema, monetizando las soluciones que entrega a la ciudad para la gestión de sus servicios. Es una forma de monetizar el hardware y el software utilizados para construir infraestructuras inteligentes y repartir los costes para evitar un enorme gasto de capital único. Los equipos médicos caros, como los escáneres de resonancia magnética, por ejemplo, pueden venderse en función del coste por exploración, en lugar de suponer un gasto inicial único para los hospitales. De este modo, tanto los hospitales como los proveedores salen ganando. Y, pronto, las ciudades ofrecerán suscripciones asequibles a flotas de vehículos compartidas entre propietarios que pueden elegir entre una variedad de opciones personalizadas. Esto podría reducir radicalmente el tráfico y optimizar los patrones de tránsito y los viajes compartidos.

A medida que las zonas urbanas continúan expandiéndose y creciendo, la tecnología de las ciudades inteligentes se está ampliando para mejorar la sostenibilidad y servir mejor a la humanidad, y el IoT es clave para ello. Al aprovechar la conectividad omnipresente, los datos abiertos, la seguridad integral y las soluciones de monetización que ofrece software de gestión de muchos servicios, podemos alinear las necesidades cambiantes de las ciudades inteligentes para lograr una experiencia altamente mejorada para todos los socios del ecosistema.

 

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