SMART CITIES

Facultad de Ciencias y Tecnologıa

Teorıa y Aplicacion de la Informatica II

Emiliano J. Amendola A.

emiliano amendola@hotmail.com

11 de Octubre del 2015

Resumen

Se presentan los aportes de los sectores mas importantes de la sociedad economica de las gran-des ciudades dedicadas al desarrollo y mantenimiento de ciudades autosuficientes, sostenibles yeficientes, que son las Smart Cities. Veremos como estas ciudades inteligentes son y seran capacesde satisfacer todas las necesidades de los habitantes -objetivo principal de este desarrollo- de lasempresas e instituciones en los aspectos operativos, ambientales y sociales.

Se identificaran las soluciones implementadas y las propuestas por las industrias de las tele-comunicaciones y tecnologıas, transportes y servicios, el importante y marcado impacto del IoE(Internet Of Everything), la Domotica en la actualidad y la inteligencia artificial que lo soporta, lasmedidas de proteccion al medio ambiente y como el concepto de Big Data ayuda en la recoleccionde datos de los sensores de las ciudades, para procesarlos y tomar medidas segun el area de estudio.

1. Introduccion

Actualmente vivimos en un mundo en dondela cantidad de dispositivos electronicos conecta-dos a Internet, ya sean telefonos inteligentes, ta-bletas, computadoras de escritorio y computado-ras personales, vehıculos, radares y ultimamenteartıculos electronicos del hogar como heladeras,hornos, etc., superan en un factor de casi cincoveces la poblacion mundial, calculando entre dosa tres dispositivos en promedio por persona y seestima, que en las proximas decadas, este numerosiga creciendo.

Esto conlleva a un uso desmedido de energıay no solamente estos dispositivos, sino tambienlas industrias de todos los ambitos, industrias tec-nologicas, ambientales, civiles y fabricas que de untiempo a esta parte han contribuido de forma ne-gativa al medio ambiente. Estudios se realizaronpara demostrar que la contaminacion del oxıgenoy otros ecosistemas han ido aumentando debidoal uso no controlado de los recursos naturales norenovables, por parte de estos sectores y tambienla poblacion misma.

Debido a este importante motivo, varias ciu-dades de primer mundo y consorcios de empresas

con visiones de desarrollo y sostenibilidad, han de-dicado muchos anos a investigaciones y desarrollode modelos tecnologicos para preservar estos re-cursos, encontrar medios para generar energıa deforma natural de tal forma a no degradar el medioambiente y por sobre todo, brindar a los habitan-tes mejores condiciones de vida, un mayor controlsobre el uso de la energıa, alentarlos al cambiopara la preservacion del habitat con nuevas tecno-logıas en el hogar y en las ciudades.

Valiendose del hecho concreto que, estos dis-positivos con acceso a Internet, se pueden inter-conectar e intercambiar datos de distintos tipos,ya sea entre dos telefonos inteligentes o entre unatableta y un sistema de circuito cerrado de unacasa, estas ciudades y empresas vieron la posibi-lidad de llevar esto a un nivel mas alto y no solodesarrollar tecnologıas para casas inteligentes, sino tambien para ciudades inteligentes interconec-tadas entre sı, ciudades autosustentables y muchomas eficientes conocidas como “Smart Cities”,vehıculos electricos que puedan emitir cualquiertipo de dato sobre su funcionamiento, entre otrasmiles de aplicaciones.

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Todo esto, se planea ir controlando en centrosde manejo de miles y miles de datos para crearperfiles de consumo-contaminacion de las ciuda-des, de las casas y de las personas, para ası tenerun control sobre el uso de energıa, agua, genera-cion de residuos y poder fabricar objetos con unmınimo de inteligencia que puedan ir almacenandoy transmitiendo estos datos, objetos como basure-ros que indiquen el nivel de basura, medidores deagua en las casas para indicar el consumo diario,camaras de seguridad en las rutas que informandirectamente a los telefonos inteligentes o vehıcu-los que informan sobre las mejores salidas o rutascongestionadas.

Existen ciudades especializadas en aspectosque mas les urge solucionar por ejemplo: la ciu-dad de Long Beach, California ha logrado reduciren un 6 por ciento el consumo del agua entre to-dos sus habitantes gracias a medidores inteligentesinstalados en las casas que controlan el consumodesmedido [30]; la ciudad de Malaga, Espana, mo-delo de ciudad de gestion sostenible, ha logradoun ahorro del 25 por ciento del consumo electricode la zona gracias a la implantacion de sistemasde eficiencia energetica para clientes industrialesy residenciales y una reduccion del 20 por cientode emision de CO2 [17].

Como se deben analizar una gran cantidad dedatos, se aplica la tecnica de analisis de datos o“Big Data” para predecir el comportamiento delos habitantes en cuanto al consumo o contami-nacion y ası crear consciencia ya que en la mayorparte de los casos, la poblacion no es consciente,hasta que ve directamente, lo que realmente apor-ta al medio ambiente.

A continuacion veremos que el concepto deSmart City, engloba muchos ambitos de la cien-cia, ası tambien veremos detalladamente el aportede cada uno y la vision de las ciudades para lo quese esta realizando actualmente y el futuro de lasmismas en lo que respecta a tecnologıas de soste-nibilidad y energıa “renovable” para el bienestarde los habitantes y la preservacion del medio am-biente.

2. Vision general

En primer lugar, dentro los objetivos de lasSmart Cities, siempre se encuentra el bienestar delos habitantes de las ciudades y el cuidado del me-dio ambiente. Dentro de estos objetivos principa-les podemos citar los siguientes puntos en lo querespecta al bienestar habitacional:

Facil acceso a la informacion a traves de dis-tintos medios electronicos.

Confort del habitante, al desplazarse poruna ciudad avanzada tecnologicamente quepuede prestarle distintos tipos de servicios.

Una mejor calidad de vida y mejor calidadde trabajos.

Y en cuanto al cuidado del medio ambiente:

Almacenamiento electrico.

Iluminacion eficiente.

Eficiencia energetica en edificios publicos,empresariales y residenciales [46].

Existen asociaciones como Smart CitiesCouncil que proponen tres valores principales,que son los pilares de su desarrollo para con lasciudades inteligentes [43]:

Livability: Se pretende que las ciudadesprovean condiciones limpias y saludables devivienda sin congestion y contaminacion. Esla suma de todos los factores que hacen a lacalidad de vida de una ciudad -incluyendo eldesarrollo de ambientes naturales, la pros-peridad economica, la igualdad y estabili-dad social y cultural, mejores oportunida-des educacionales y posibilidad de entrete-nimiento y recreacion. Esto se lograrıa conuna infraestructura electronico-digital dis-ponible en cualquier parte, en cualquier mo-mento.

Figura 1. Livability [5]

Workability Ciudades que provean la infra-estructura necesaria en materia de energıa,conectividad, computacion y servicios esen-ciales para competir de forma global en tra-bajos de alta calidad, siendo esta infraes-tructura duradera y reutilizable durante losanos.

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Figura 2. Workability [24]

Sustainability Ciudades que provean ser-vicios sin comprometer los recursos de ge-neraciones futuras, para que estos recursosactuales permanezcan para las subsiguien-tes generaciones, sobre todo, minimizando elconsumo de energıa y el diseno de arquitec-turas teniendo en cuenta las condiciones delentorno para que pueda resistir.

Figura 3. Sustainability [20]

Una ciudad inteligente obtiene los datos de dispo-sitivos inteligentes ubicados en edificios, de me-didores en las casas, de las camaras instaladasen las calles y autopistas. Comparten estos datosmediante sistemas de comunicaciones inteligentesdesarrolladas por empresas especializadas, ya seaa traves de conexion cableada o vıa WiFi. Una vezobtenidos estos datos, son procesados para generary predecir informacion y crear servicios apoyadospor tecnologıas digitales.

Estos servicios son utilizados por la misma ciu-dad. Servicios como centros de respuesta a emer-gencias y centros de control para toda la ciudad.Los smart power grids o redes inteligentes deenergıa y smart water grids, las redes inteligen-tes de agua, proveen eficiencia y seguridad dandoal cliente informacion detallada sobre su consumo,ayudandolo a reducir sus cuentas. La red de trans-portes inteligentes utiliza el poder de computo de

los centros de control para optimizar el recorridoa traves de la ciudad.

Los datos y servicios son llevados de forma di-gital a computadoras y telefonos inteligentes, entrelas aplicaciones disponibles se encuentran: busque-das online para obtener informacion sobre puntosde hidratacion, tiempos de recorrido de los trans-portes publicos, mapas del trafico, avisos de emer-gencias, ubicacion de taxis entre otros servicios.

3. Enfoque Multidisciplinario

El concepto de Smart City o ciudadinteligente-eficiente engloba muchos ambitos dela ciencia, como la inteligencia artificial que seimplanta en los aparatos electronicos, el mane-jo de grandes volumenes de datos con Big Da-ta, el actualmente conocido concepto de Internetof Things o Internet of Everything, en donde to-dos los dispositivos se conectan a Internet paratransmitir datos y sobre todo las industrias de lastelecomunicaciones para desarrollar las redes decomunicacion entre estos aparatos, empresas detransporte y servicios al usuario en cada ciudad,para brindar opciones para informarse sobre el es-tado de la ciudad inteligente y por ultimo, consor-cios de ingenieros civiles y ambientales que ideany desarrollan infraestructura que se adecue a lasnecesidades y ademas sean amigables con el medioambiente o eco-friendly.

Figura 4. Diagrama de sectores que hacen unaSmart City

A continuacion se veran con mas detalle lo queaporta cada sector y como van relacionados unos

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con otros, veremos las distintas tecnologıas exis-tentes en los paıses avocados a esta iniciativa ylos planes de desarrollo sustentable para crear unaSmart City.

3.1. Tecnologıas de la Informacion yTelecomunicaciones

Como objetivo general de todas las ciudadesque apuntan a ser ciudades inteligentes, se puededestacar que mas y mas de ellas, han estado in-troduciendo servicios basados en tecnologıas de laComunicacion e Informacion, con la intencion delograr una mayor eficiencia operacional de estosservicios y su infraestructura, ademas, el interesde brindar a los habitantes y negocios, un mejora-do nivel de servicios, es cada vez mayor.

Anteriormente, dentro de este ecosistema, losservicios estaban desconectados, es decir, no apor-taban al analisis ni al seguimiento del consumode los habitantes si no que eran de aplicacion es-pecıfica, no interactuaban entre sı interconectandociudades. Hoy en dıa estos servicios y aplicacionesdentro de estos ecosistemas estan en conexion per-manente entre sı. La juntas de gobierno o munici-palidades son las primeras responsables en hacerque estos servicios esten disponibles para los habi-tantes, dentro de proyectos a corto y largo plazo.

Hablando mas tecnica y especıficamente, to-mamos el ejemplo de City Pulse [25], el cual esun consorcio de entidades internacionales dedica-das al apoyo y financiacion de desarrollos de fra-meworks para el descubrimiento y procesamientode streams de datos de dispositivos IoT (Internetof Things) a gran escala, que funcionan tomandodatos del medio ambiente de las ciudades. Los da-tos capturados por estos objetos se clasifican de lasiguiente manera:

Datos de trafico de vehıculos para que loshabitantes sepan que zonas son las mas con-gestionadas.

Datos de polucion del medio ambiente paragenerar conocimiento y poder tomar medi-das de preservacion.

Datos del clima.

Datos de eventos sociales/culturales para es-tudiar la acumulacion de personas y el bie-nestar de las mismas.

Datos de estacionamientos para la eleccionde lugares de estacionamiento.

Datos sobre medidas medioambientales enreuniones (calidad del aire, humedad, oxi-geno, temperatura), con la finalidad de opti-mizar el confort de las personas cuando ocu-pan espacios reducidos.

Con estas grandes colecciones de datos se pretendeentender realmente, lo que sucede en la ciudad endistintos aspectos, generar conocimientos y perfi-les del comportamiento de los usuarios para actuarde manera inteligente y ordenada en el futuro, yaque la poblacion de las ciudades, se estima quecrezca un 85 % para el ano 2050 [52].

Una vez generados estos conocimientos y per-files, se desarrollan aplicaciones inteligentes al al-cance de todos los habitantes, y accesibles en todomomento a traves de los dispositivos inteligentesconectados a Internet. Los mismos podran realizartodo tipo de control y eleccion conveniente (porejemplo puntos de estacionamientos o rutas des-congestionadas) sobre la actividad que esta llevan-do a cabo en el momento. Esta conexion directacon un ecosistema de aplicaciones, es posible apro-vecharla de manera ilimitada, ya que estas nuevastecnologıas se apoyan en la creciente incursion dedispositivos IoT (Internet of Things) como lo in-dica la siguiente infografıa: [41]

Figura 5. Infografıa de dispositivos IoT

Existen una infinidad de aplicaciones, en sutotalidad moviles practicamente, que son de utili-dad en lo referente a Smart Cities, la mayorıa deellas de codigo abierto y otras propietarias con uncierto costo. A continuacion se citan varios proyec-tos a completamente desarrollados y listos para ladescarga.

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SmartAppCity Una de las mas destacadasa nivel internacional, multiplataforma y ga-nadora de varios premios y reconocimientoses SmartAppCity, desarrollada por el ayun-tamiento de Logrono-Espana, en colabora-cion con el sector publico y privado. Han lo-grado reunir todos los servicios basicos deuna ciudad para los ciudadanos, los comer-cios y los negocios. Ofrecen informacion in-mediata, de interes turıstico, dinamiza el co-mercio y genera valor para el ciudadano me-jorando su calidad de vida. Todos los ayun-tamientos o municipalidades muestran sus“datos abiertos” al servicio del ciudadano,mientras que los comercios y negocios ofre-cen sus bienes y servicios mediante el sistemade geoposicionamiento, mostrando al usua-rio los comercios en las cercanıas. Se pue-den contactar con estos comercios, valorar-los, encontrar direcciones y ofertas diarias.

Figura 6. Screens de la aplicacion

Los servicios mas importantes que englobaesta aplicacion son los siguientes: noticias,eventos, calidad del aire, itinerario de au-tobuses, trafico, bicicletas publicas, puntosde recarga electrica para vehıculos, comer-cios, parkings, hotelerıa, etc. La aplicaciones adaptable a cada localidad en la que seimplementa y es modular, es decir, se pue-den elegir los servicios que ofrecer a travesde la misma [42] [44].

Figura 7. Aplicacion multiplataforma

Improve My City Otra aplicacion de re-nombre es Improve My City, que como to-das, se centra en el bienestar y en el ac-ceso a la informacion por parte de los ciu-dadanos de la ciudad en donde se utiliza lamisma. Se nutre de las necesidades, requeri-mientos, quejas y sugerencias de estos habi-tantes. Es una aplicacion que permite repor-tar problemas locales como baches, vertede-ros de basura ilegales, veredas rotas, ilumi-nacion publica danada, entre otros servicios.

Figura 8. Screen Home de la aplicacion

Todos estos reportes son geolocalizados ypuestos en un mapa interactivo que clasi-fica estos reportes, pudiendo subir fotos ysugerencias para soluciones con el fin de me-jorar el entorno. A traves de estos reportes,

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el gobierno local toma acciones para imple-mentar las mejores soluciones sugeridas, lascuales son puestas en cola en los centros deanalisis para ir ejecutandolas una a una. Laaplicacion ha sido desarrollada por el grupode proyectos europeos PEOPLE en conjun-to con la Municipalidad de Thermi-Grecia.La aplicacion es personalizable de acuerdo ala localidad donde es utilizada [45] [34].

Figura 9. Screen de mapa interactivo

Figura 10. Screen de ejemplo de reporte

Bacheando Aplicacion de mano de obra lo-cal. Desarrollada por la Municipalidad deAsuncion para que el ciudadano que quie-ra denunciar problemas viales, pueda reali-

zar un reporte y geoetiquetarlo con una foto-grafıa, teniendo tambien un soporte Web [3]en donde se puede interactuar con el mapa.La aplicacion permite distinguir entre trescategorıas: baches, hundimientos y perdidade agua. Las cuadrillas de obreros puedenacudir a estos puntos para la solucion delproblema. Disponible solamente para dispo-sitivos Android hasta el momento [7] [33].

Figura 11. Screen Home de la aplicacion

Figura 12. Screen de reporte

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Por ultimo se citan otras aplicaciones dedi-cadas a las Smart Cities [35].

StreetLine Parksite Estacionamiento in-teligente para ciudades.

Smart City Waspmotes Aplicaciones deespacios urbanos para el monitoreo de lacalidad del aire, niveles de contaminacion,salud, encontrar estacionamientos de formarapida para ayudar a reducir la emision deCO2.

Project Grizzly: Winter Roads Ayuda-dos por una red de sensores, estas aplicacio-nes permiten el monitoreo en tiempo real dela temperatura en las rutas, nivel de congela-miento y temperatura del ambiente, especıfi-camente desarrolladas para regiones frıas.

Motionlift Ayuda a los negocios a entenderel impacto en su beneficio, del trafico pedes-tre y vehicular.

Echelon’s Smart Street Lightning Ayu-da a la ciudad a especificar un itinerario deencendido y apagado de luces, de forma aconsumir energıa de forma inteligente sin ge-nerar desperdicio. Estudios indicaron que lasciudades que utilizan esta aplicacion reduje-ron el consumo de energıa en un 30 %.

Big Belly Solar Trashcans Desde cual-quier dispositivo movil o computadores, sepuede verificar el nivel en cantidad, el tipode basura y los centros de reciclaje disponi-bles en las cercanıas. Ayuda a las organiza-ciones a establecer calendarios de recoleccionde basura, ahorrando tiempo y combustible.

Uber Aplicacion on-demand de conductorprivado. Se puede solicitar un vehıculo encualquier momento desde el telefono, el cualsera el mas cercano disponible. El costo delviaje se cobra automaticamente desde lacuenta bancaria asociada a la aplicacion.

3.2. Internet Of Everything

El concepto de Internet de Todo o tambienconocido como Internet de las Cosas, es untermino que representa el hecho de que todo puedeconectarse a Internet y ha ganado bastante popu-laridad en los ultimos tiempos.

Dentro de este todo del que se habla, se citansobre todo elementos que anteriormente no se pen-

saban que puedan tener hardware interno prepara-do para conectarse a Internet, por ejemplo en unacasa podrıamos citar electrodomesticos como he-laderas, hornos, cocinas, hornos microondas, etc.tambien estan los vehıculos dentro dentro del con-junto, y los mas modernos relojes inteligentes osmart watches dentro de la categorıa de dispo-sitivos wearables.

Esta idea de dotar de conexion a Internet detodos estos dispositivos, surge de la necesidad dehacer que estos aparatos sean mas interactivos.Queriendo dar una definicion mas formal, podrıadecirse que el Internet de las cosas o de Todo, esuna red cuyo objetivo es interconectar objetos fısi-cos por medio del Internet.

Varias funcionalidades se pueden citar, graciasa que estos dispositivos tengan conexion a inter-net:

Posibilidad de control remoto de los electro-domesticos del hogar.

Programacion de encendido o apagado de lu-ces a traves de una aplicacion movil.

Monitoreo del estado de salud de pacientesde hospitales de forma no invasiva.

Control y gestion de dispositivos de regadıoen plantaciones.

Control y conteo de ganado por medio decircuitos de camaras con posibilidad de seg-mentacion de video

La produccion y el control de maquinaria defabricacion en masa: robots ensambladores,sensores de temperaturas, todo se encuentraconectado a Internet con la posibilidad deprogramarlos de forma remota.

El control de infraestructura urbana, que dalugar a las ciudades inteligentes, es la facili-dad mas importante que ofrece. El control desemaforos, puentes, vıas de trenes, camarasurbanas, etc.

Permite acceder de forma rapida a cualquierpunto cuando se trata de controles ambien-tales, recolectando informacion de sensoresatmosfericos, meteorologicos y sısmicos.

Serıan un sin fin de cosas que podrıamos citar, so-bre las facilidades que nos ofrece esta nueva ten-dencia. En todos los casos, el principio que se ma-neja es el mismo que con las computadoras, telefo-nos inteligentes, etc., cada dispositivo que se quie-

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ra conectar solamente necesita un hardware de-dicado a la conexion a Internet y una direccionIP especıfica por el cual puede ser accedido pararecibir instrucciones.

Siguiendo con la lınea de las Smart Cities, estogenera una nueva clasificacion de los tipos de re-des: las redes HAN o las Home Area Networko Redes Domesticas [47]. Son redes que interconec-tan dispositivos dentro una casa con los telefonosinteligentes, computadoras, notebooks, etc. y conlos cuales se pueden interactuar y enviar ordenes.Este concepto es la base de las Smart Cities el, elcual se ira detallando en las siguientes secciones.A continuacion se presentan dos infografıas quemuestran estadısticas y todos los aspectos que cu-bre el IoT (ver referencia para mejor resolucion).

Figura 13. Infografıa IoT [32]

Figura 14. Infografıa IoT [31]

3.3. Big Data - Analisis de Datos

“Contar con redes electricas inteligentes, de-finir las rutas optimas de recogida de basura entiempo real, poder anticiparse a los atascos o co-nocer el sentir de los ciudadanos en cada momen-to para involucrarlos en las decisiones adoptadasson algunos ejemplos de la “magia” del big da-ta”(Julian Barbosa, 2014).

Las TIC o Tecnologıas de la Informacion y laComunicacion, es la base principal de toda ciu-dad que apunta a convertirse en inteligente. Enespecial el Big Data que, como veremos, propor-ciona las herramientas necesarias para compren-der el comportamiento de la ciudad, en un tiempoen el que mayores adversidades relacionadas a la

gestion de escasos recursos, provision de serviciosbasicos como transporte, abastecimiento de aguay energıa; hacen frente a la comodidad de los ha-bitantes.

Con el aprovechamiento del Internet de las Co-sas, se pueden obtener miles y miles de datos ge-nerados gracias a los sensores instalados en cadasector de la ciudad y a traves de la interaccion delos habitantes en las redes sociales, ambiente demayor peso actualmente, en donde la gente puedeexpresar libremente su preocupacion, sugerenciasy descontentos sobre todo, con los servicios queobtiene de la region en donde vive.

Ademas de este gran volumen de datos que sedeben analizar, mas del 80 % de estos no estan es-tructurados, es decir, son datos en bruto extraıdosdirectamente de los sensores, redes sociales y apli-caciones moviles, y son muy variados. A todo es-to, se le suma la gran velocidad con la que hayque analizar, procesar y decidir sobre estos con-juntos de datos. Estas son las 3 Vs que caracte-rizan a todo proyecto de Big Data, segun JulianBarbosa,2014.

Cual es la verdadera ayuda que brinda un mo-delo Big Data a una futura ciudad Smart? Pri-meramente se debe entender que necesidades setienen que resolver con mayor urgencia y definirestrategias para lograr el objetivo, cumpliendo contodos los casos de usos que conlleva. Para estecaso, como citamos anteriormente, sera necesariocapturar, analizar, procesar y decidir para podergenerar conocimientos sobre el comportamiento yperfiles de preferencias de los habitantes.

A continuacion, veremos los casos de uso masimportantes para llevar a cabo el objetivo [2].

Seguridad ciudadana Gracias a las tec-nologıas de geolocalizacion, camaras de cir-cuitos cerrados, sensores ya sean de movili-dad, calor, humo, se pretende potenciar laeficiencia de los cuerpos de seguridad reali-zando un analisis de los datos recabados. Unejemplo de ello es la utilizacion de una tecni-ca de administracion llamada CompStat oCOMParative STATistics, por parte del de-partamento de policıa de la ciudad de Nue-va York. El metodo consiste en el analisis dedatos para reunir informacion para formarpatrones delictivos y construir “mapas delcrimen”, todo esto para acelerar las respues-tas de los cuerpos policiales [38].

Movilidad urbana A traves de los datosobtenidos de los sensores instalados en au-tobuses, camaras instaladas por toda la ciu-

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dad, informaciones generadas en redes socia-les, se pueden formar horarios a los cualesanteponerse para poder anticipar posiblescongestiones en ciertos horarios e ir tomandorutas alternativas en caso de que existieran.Las aplicaciones moviles de estacionamien-tos, choferes y taxis citadas anteriormenteson las que aprovechan al maximo esta po-sibilidad de recoleccion de datos.

Gestion del agua A traves de la red desensores de presion, PH y turbidez del agua,ubicados en los sistemas de abastecimientoy saneamiento, se capturan datos para reali-zar un analisis y estudiar la calidad del aguaen la ciudad. Este analisis permite controlarcuanta agua esta siendo utilizada y en don-de, permite encontrar localidades en dondeexisten fugas o una vertiente contaminante,en donde puedan enviarse equipos especiali-zados para tratar el problema. El estado deCalifornia en Estados Unidos, el estado masafectado por una de las peores sequıas de laregion, ofrece datos abiertos a los ciudadanospara que puedan visualizar la situacion ac-tual de las reservas de agua a traves de unapagina web interactiva, gracias a los datosproveıdos por agencias estatales, federales ytribales [6].

Energıa y eficiencia energetica La re-duccion y el consumo inteligente de energıaelectrica, como veremos en las siguientes sec-ciones, se logra mediante redes de distribu-cion inteligente denominadas Smart PowerGrids, que basicamente permite, gracias alos datos de los medidores smart instaladosen las casas, sensores de meteorologıa paraprevision climatica, una operacion eficientede la red electrica, de forma que la produc-cion se pueda ajustar a las necesidades exac-tas de los habitantes. La ciudad de Malagaen Espana, es una de las pioneras en imple-mentacion de smart grids y redes de distri-bucion inteligente.

Residuos urbanos Existen proyectos deconstruccion de basureros inteligentes, queposeen sensores que miden su capacidad dealmacenar basura, pero no solo esto, si notambien tienen sensores para poder clasifi-car las basuras para un posterior reciclaje.Esto ayuda a formar rutas de recoleccion,atendiendo tambien crıticas de los habitan-tes en las redes sociales, sobre las crıticas de

suciedad en la ciudad.

Analisis del sentimiento Comprender yconocer la opinion y el sentimiento de losciudadanos y turistas, monitoreando los da-tos producidos por las redes sociales, webde opiniones de comercios, call centers, etc.para responder a las inquietudes y solicitu-des de forma inteligente siguiendo estrate-gias modeladas para cada situacion descritaanteriormente.

3.4. Industrias de Transporte y Servi-cios - eMobility

Ademas de todos los servicios anteriormentecitados, ya sea de control de estacionamientos dis-ponibles, mejores rutas de acceso o salida a la ciu-dad, calles alternativas, choferes privados por me-dio de aplicaciones moviles o vıa web, tambien elsector de transporte se preocupa por la preserva-cion del medio ambiente, tratando de encontrarbio-combustibles (que contienen biocomponentesderivados de organismos vivos, por ejemplo pro-vienen del azucar, trigo, maız o semillas oleagino-sas) para reducir el uso del petroleo con el fin defrenar la emision de gases de efecto invernadero,ası como tambien se enfocan en la investigaciony desarrollo de vehıculos electricos que reutilicenla energıa producida por centros especializados enenergıa renovable, para recargar las baterıas.

Esta iniciativa ayuda a combatir la contami-nacion en las areas urbanas, el efecto invernaderoy el calentamiento global. La red inteligente desa-rrollada por la ciudad de Malaga, tiene la infraes-tructura necesaria para permitir el desarrollo y eluso de los vehıculos electricos, que son conectadosa tomas de corrientes para ser recargados. Se es-tima que en el futuro, el vehıculo electrico tengaun papel importante en el equilibro de la energıaen la red ya que ayudarıa a integrar fuentes deenergıas variables, por ejemplo la energıa eolica yla energıa solar.

El grupo Endesa, empresa lıder en el sec-tor electrico y gasıstico espanol y en el mercadoelectrico portugues [18], apuesta por este desarro-llo como una de las vıas principales para lograr losobjetivos “20, 20, 20” de la Union Europea. Esteobjetivo comprende: recortar 20 % las emisionesde CO2, mejorar 20 % la eficiencia energetica yproducir 20 % mas de energıa procedente de fuen-tes renovables (solar, eolica, hidraulica, geotermi-ca aprovechando el calor de la tierra, etc.). Estosvehıculos se han desarrollado para recargarlos de

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forma rapida y para utilizarlos tambien como unafuente de energıa almacenada a traves de un car-gador bidireccional, gracias a las tecnologıas V2Go “vehicle to grid” y la tecnologıa V2H o “vehicleto home”.

Figura 13. Vehıculo electrico ENDESA [21]

Figura 14. Vehıculo electrico ENDESA [29]

Poseen una autonomıa de mas de 100km y encomparacion a un vehıculo normal movido a com-bustible, los datos en Espana indican que cada100km se necesitan 8 euros, el vehıculo electricono alcanza los 2 euros. La recarga de auxilio enlugares estrategicos por la ciudad solo necesita 15minutos, mientras que en las casas se puede con-trolar el nivel de consumo y carga del vehıculo atraves una aplicacion y la carga completa se rea-liza en 4hs.

“Una vision de ciudad en la que circulan ma-yoritariamente coches electricos ya no es una es-peranza para el futuro, sino una oportunidad alalcance de la mano hoy en dıa que beneficia a to-dos” [49].

3.5. Ingenierıa Civil y Ambiental

Veremos a continuacion las partes que tomanestas disciplinas en la tarea de construir una ciu-dad inteligente.

3.5.1. Ingenierıa Civil

Lo que aporta la Ingenierıa Civil a esta cau-sa es el diseno y construccion de edificios e in-fraestructuras con una vision de sustentabilidad.Uno de los principales enfoques es la construccionde casas inteligentes, casas con avanzadas solucio-nes tecnologicas para un uso mas racional de laenergıa. Mejora el bienestar de las personas quelas habitan y asegura la conservacion de los recur-sos naturales.

Esta casa inteligente debe ser capaz de inter-actuar con las redes energeticas y poder gestionarel consumo de todos los aparatos electronicos dis-ponibles todos conectados en red y vinculados aaplicaciones moviles. Los beneficios que tendraneste tipo de casas son los siguientes:

Participar de forma activa en el mercadode la energıa, consumiendo y gestionando laenergıa producida.

Hacer partıcipes a todos los integrantes dela casa sobre el uso de la energıa.

Gracias a la conexion en red de los electro-domesticos, sensores de luz y aires acondi-cionados, se pueden programar facilmente atraves de aplicaciones segun las necesidades.

Mejorar el confort mediante la integracion.

Figura 15. SmartBuilding SKYMICS

Skymics es una solucion (aplicativo) que permiteadministrar un edificio inteligente. Provee soportedurante el ciclo de vida y una integridad en losservicios para edificios de cualquier escala, graciasa los diversos sensores instalados [40].

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Figura 16. Sistema integrado

La figura anterior presenta la integracion de losservicios propuesta por EBAASE LTD; facilidadque ofrece un edificio inteligente [10].

Figura 17. Infografıa Smart Buildings y SmartGrid [28]

En la Figura 17 se presenta una infografıa (verreferencia para una mejor resolucion) informativadisenada por Priva, una empresa con sede cen-tral en Holanda, dedicada a brindar soluciones enel area de Smart Cities, para lograr que los PaısesBajos sea “el lugar mas verde del mundo” [36]. Dasoluciones sobre todo para el area de la horticul-tura, en donde ofrece una gestion integrada de losprocesos, del agua, analisis y registros de cosechasy el control del clima en la horticultura.

Entonces, hablando de forma mas general, po-demos decir que los Smart Buildings son cons-trucciones inteligentes cuyo objetivo principal es:permitir la gestion y el control integrado y auto-matizado del edificio, con el fin de aumentar laeficiencia energetica, la seguridad, la usabilidad yla accesibilidad. Este concepto es aplicable a to-do tipo de casa o edificio que logre cumplir esteobjetivo.

Figura 18. Smart Building y serviciosasociados [48]

Cuales son sus caracterısticas?

Eficiencia en el consumo Un edificio inte-ligente posee sistemas de ahorro de energıay agua, ayudados por sistemas de control ygestion.

Integracion en sus sistemas de controlEste sistema debe estar totalmente integra-do al edificio (medidores, sensores) y com-pletamente automatizado para la adminis-tracion.

Seguros Debe poseer sistemas de seguridadde ultima tecnologıa (circuitos cerrados, pro-tecciones por niveles con acceso vıa recono-cimiento facial, dactilar).

Flexibles Los sistemas de control y seguri-dad deben poder ser escalables, modulares yflexibles para poder soportar cambios de latecnologıa o nuevas agregaciones.

Ergonomico Los edificios inteligentes de-ben ser, en pocas palabras, comodos de viviro trabajar en el, ya que el objetivo principales el bienestar y el confort del ciudadano,las aplicaciones y servicios deben ser de facilacceso al igual que la gestion de los recursos.

Cuales son los objetivos especıficos de estosproyectos de Smart Builings ? Los objetivos quebuscan lograr las empresas dedicadas a la cons-truccion de edificios, en cada sector, son los si-guientes:

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Objetivos arquitectonicosSatisfacer las necesidades presente y futurasde los ocupantes del edificio.Demostrar flexibilidad tanto en la estructu-ra como en los sistemas.Funcionalidad del edificio.Incremento del confort y seguridad del ocu-pante.

Objetivos tecnologicosDisponibilidad de medios con tecnologıaavanzada de telecomunicaciones.Automatizacion de instalaciones.Integracion total de servicios.

Objetivos ambientalesCreacion de un edificio saludable.Ahorro energetico.Integracion directa con el medio.

Objetivos economicosReduccion de altos costos de operacion ymantenimiento.Beneficios economicos para el cliente.Incremento de la vida util del edificio.Mejor relacion costo-beneficio.

La domotica como base. Al hablar de disposi-tivos integrados en red, aparatos electronicos delhogar con conexion constante con la posibilidadde interactuar con ellos a traves de aplicacionesy la implementacion de sistemas de monitoreo deledificio, hablamos de un concepto muy relaciona-do con los Smart Buildings, es mas, hablamos dela base misma que da la posibilidad de este desa-rrollo eficiente.

La domotica es “el conjunto de tecnologıasaplicadas al control y la automatizacion inteligen-te de la vivienda, que permite una gestion eficientedel uso de la energıa, que aporta seguridad y con-fort, ademas de comunicacion entre el usuario y elsistema” [4].

Figura 19. Domotica [23]

Materiales de construccion inteligentes.Ademas de los dispositivos electronicos disenadospara estos edificios, los materiales para estas cons-trucciones tienen un papel no menos importanteen su construccion. Deben ser materiales en loposible reciclables y que no sean nocivos parael medio ambiente (ejemplo: alumnio). Tambienexisten los edificios disenados especıficamente pa-ra mantener un ambiente fresco y purificar el aire,son los llamados edificios verdes.

Figura 20. Edificio verde

El sistema de recogido de aguas pluviales parauso sanitario, la recuperacion de residuos y depu-racion de vertidos, el sistema de ahorro de recur-sos, el empleo de materiales saludables y la insta-lacion de jardines en las fachadas de estos edificioshacen que sea inteligente y sostenible [13].

3.5.2. Ingenierıa Ambiental

Esta disciplina, muy ligada al sector transpor-te y a la Ingenierıa Civil, se encarga del desarro-llo de modelos medio ambientales con el objetode proteger los diferentes ecosistemas en los quese desarrollan estas ciudades inteligentes, tambientoma parte en el desarrollo de nuevas energıas re-novables y su implementacion, ası como en la de-cision de que materiales seran los convenientes almomento de la construccion de los edificios inteli-gentes.

Toda el area de la ingenierıa ambiental y susderivados deben tomar un serio compromiso conestos proyectos y participar activamente -en con-

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junto con otras areas- para lograr los siguientesobjetivos:

Gestion eficiente de los recursos no renova-bles.

Desarrollo de planes y estrategias para guiara una ciudad hacia la sostenibilidad inteli-gente.

Ayudar mediante investigaciones a inno-var tecnologıas para disminuir el consumoelectrico.

En conjunto con el sector de transportes,idear nuevos bio combustibles para reducirel uso de combustibles fosiles que contami-nan de CO2 el medio ambiente.

Elevar la calidad de vida de todo ciudadanohaciendo que la ciudad este limpia de conta-minantes.

Realizar tareas de urbanismo en cada ciu-dad para que el habitante se sienta valoradoy tenga vistas agradables de la ciudad inte-ligente.

3.6. Inteligencia Artificial

Ligada de forma directa al Big Data, la inteli-gencia dada a los agentes sensores sera lo que nospermitira crear patrones y crear perfiles de com-portamiento.

Con toda la informacion y datos recolectadosde los sensores, redes sociales y medidores, existeun problema mayor que es el de poder analizar es-tos datos, debido a que el humano no es capaz deprocesar manualmente esta cantidad de datos, serecurre al analisis inteligente mediante tecnicas deBig Data.

Guiandonos por el enfoque “Big data: UnaRevolucion que transforma como trabajamos, vi-vimos y pensamos” (Viktor Mayer-Schonberger,Kenneth Cukier, 2012), nos encontramos con quesi tenemos disponibles todos los datos necesariospodemos encontrar el que sin necesidad del por-que, de modo a comprender el presente de estosdatos y predecir que es lo que puede suceder en elfuturo.

Stuart J.Russell, Peter Norvig en el libro “In-teligencia artificial un enfoque moderno”, definencomo un sistema racional, aquel que hace lo co-rrecto en base a su base de conocimientos, es de-cir, en base a lo que sabe a traves de los datosproveıdos por el entorno. Estos agentes reciben

percepciones y llevan a cabo acciones. Entonces,haciendo una analogıa, los agentes en una ciu-dad inteligente seran los sensores, que percibenla interaccion del medio ambiente, capturan da-tos de redes sociales, y realizan mediciones, esto,luego se convertira en la base de conocimiento delagente-sensor que automatiza las tareas analizan-do rapidamente estos datos, aplicando algoritmosde aprendizaje -ya que son racionales- permitien-do que esta informacion pueda estar disponiblespara los centros de monitoreo y para otras redesde sensores.

Figura 21. Agente racional [27]

Entonces, finalmente se tiene un sistema dehardware con software racional, que puede tomardecisiones sobre el comportamiento de las insta-laciones en base a los datos percibidos y poderpredecir en base a lo que aprende, sobre futurasexperiencias o problemas. Todo este conjunto desensores inteligentes, son imprescindibles para lagestion y el monitoreo automatizado.

4. Consumo de energıa y solu-cion

Si bien uno de los objetivos de las Smart Citieses la reduccion del consumo de energıa, ensenan-do a los habitantes de las ciudades, mostrandoles“en bruto” su consumo real para crear consciencia,por medio de aplicaciones inteligentes, se podrıapensar que al instalar camaras, potenciar indus-trias con mejores tecnologıas de comunicacion yconexion, desarrollar vehıculos electricos que ca-da ciertas horas necesiten recargas al igual que lostelefonos celulares para dar soporte a la conexioncasi constante, se esta consumiendo mucho masdel doble de energıa.

Tomando en cuenta estos detalles no menores,los consorcios idearon metodos efectivos de consu-mo de energıa electrica, distribuyendola de formainteligente y creando fuentes de energıa renova-bles. Los proyectos mas importantes estan dentrodel conjunto de lo que se llama Generacion Dis-tribuida y de las Energıas Renovables.

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4.1. Generacion Distribuida

El concepto de Generacion Distribuida surgede la necesidad de “expandir” la produccion y eltransporte de la energıa en las mayores urbes don-de la red de distribucion esta sobresaturada, yaque en el modelo convencional (Figura 22), estaproduccion se concentra en unas centrales electri-cas en ciertos puntos estrategicos de las ciudades.

Figura 22. Modelo convencional de produccionelectrica

El nuevo modelo, es la base del desarrollo fu-turo y la ubicacion de los centros de produccionen las cercanıas de los centros de consumo (indus-trias, lugares de mayor concentracion de edificios,fabricas) posibilita una mejora ambiental ya quedisminuye perdidas en el transporte de la energıa,porque ofrece una mayor eficiencia en la distribu-cion y favorece el desarrollo de energıas renova-bles por medio de tecnicas de micro-generacion(placas solares en edificios y casas, generadoresaereos, vehıculos electricos que consumen y apor-tan energıa por medio de la tecnologıa V2G) (Fi-gura 23). Gracias a esta distribucion inteligentese puede soportar la demanda de energıa en ho-ras pico y mejorar el servicio en areas rurales masalejadas.

Figura 23. Modelo nuevo de distribucion yproduccion energetica

Figura 24. Ejemplos de generacion de energıarenovable [50]

4.1.1. Caracterısticas

Reduccion de la perdida en la redAl estar mejor distribuida la produccion deenergıa y mejor ubicados los centros de pro-duccion cerca de los consumidores, al sermas corta la distancia del transporte deenergıa, supone una mayor eficiencia y me-nor perdida de energıa en la red.

Mejor fiabilidad y calidad del sistemaAnalogo a un sistema distribuido en compu-tacion, gracias a la micro-generacion, el fallode uno de los generadores, no supone una fa-lla completa del sistema.

Potencias reducidas Las unidades demicro-generacion suelen tener potencias deentre 3kW hasta 10kW.

Energıas Renovables Este tipo de energıaes la mas adecuada de producir ya que existeun algo grado de consumo mundialmente.

4.1.2. Micro-generacion

La micro-generacion consiste en la instalacionde pequenas fuentes independientes de ge-neracion electrica (Figura 25) en un edificio, enel alumbrado publico, etc. Esto reduce la depen-dencia de los centros industriales de generacionelectrica.

Los micro-generadores mas comunes son lasplacas solares fotovoltaicas o paneles solarescomo se conocen que podrıan instalarse en un edi-ficio para que pueda abastecerse por si solo y losaero-generadores, que son generadores eolicosde menor tamano y pueden ser instalados en laslamparas de alumbrado en las calles y se puedenabastecer de manera autonoma.

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En ambos casos, pueden ir combinados sin pro-blemas y el excedente es distribuıdo a la red prin-cipal.

Figura 25. Ejemplos de micro-generadores deenergıa renovable [11]

4.1.3. Tecnologıa V2G

La tecnologıa Vehicle to grid, es una ventajaque se puede aprovechar de los vehıculos electricoso hıbridos que dispongan de tomas de corrientes,ya que el flujo de la corriente es bi-direccional.Esto significa que el mismo vehıculo puede darenergıa a la red, ya que se trata de un sistema deenergıa almacenada, el cual se recarga de la redelectrica y este mismo provee de energıa cuandono necesita, para mantener un equilibrio.

4.2. Smart Grids

Las Redes Inteligentes forman parte de proyec-tos de Generacion Distribuida, ya que es necesarioun mecanismo para la distribucion bi-direccionalde la energıa producida y la informacion sobre elconsumo (Figura 26). Como se trata de un red he-terogenea, es capaz de integrar sistemas de gene-racion de energıas renovables de cualquier escala,como por ejemplo los micro-generadores. Ademas,todo este sistema es controlado por un centro deservicio que administra y monitorea la incidenciade la demanda de energıa en la red (Figura 27).Esta red inteligente permite que estos sistemasde generacion aporten y consuman energıa man-teniendo el equilibrio y haciendo mas eficiente ladistribucion.

Figura 26. Smart Grid integrad

Figura 27. Centro de Control [51]

4.2.1. Gestion Remota - Telegestion

Todos los sistemas que consumen o los que ge-neran energıa, tienen una cierta inteligencia gra-cias a los medidores o contadores remotos empo-trados en ellos. Esto permite conocer los niveles deconsumo en tiempo real por los habitantes consu-midores y por los centros de control. Con estos da-tos tambien se pueden conocer los habitos de con-sumo para poder generar estrategias de eficienciaen el consumo.

Con estas lecturas, los habitantes consumido-res pueden saber en cualquier momento cuantaenergıa esta consumiendo para tomar la decisionde desconectarse o no de la red. Estos contadoreso medidores se agrupan bajo el nombre de SmartMetering System y tienen ventajas muy impor-tantes [16].

4.2.2. Smart Metering System

Pago transparente Con la posibilidad deverificar el consumo en tiempo real, el pagomensual de la energıa sera mas transparentesin dar lugar a estimaciones.

Esperas tecnicas Los cambios de contratoso problemas tecnicos que se puedan tener alusar la red, no necesitaran visitas tecnicas,ya que gracias a la gestion remota se puedensolucionar desde los centros de control.

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Son discretos y de facil instalacion Co-mo el sistema es de control remoto, los me-didores se pueden instalar en cualquier ubi-cacion en la casa o edifico.

Aprovechar al maximo la tarifa Se pue-de controlar el consumo en todo momento,atendiendo el uso incorrecto de la red.

Posibilidad de conexion con aplicacio-nes Con el uso de aplicaciones moviles oaplicaciones web se puede gestionar y con-trolar el consumo de los dispositivos adheri-dos.

Gestion eficiente de la red Permitira re-ducir la incidencia de los suministros.

4.2.3. Ventajas de las Smart Grids

A continuacion se citan las ventajas mas des-tacables de las Smart Grids [15].

Aumenta el nivel de fiabilidad y cali-dad en el suministro Cuando se produ-ce algun inconveniente, la tecnologıa de lared inteligente, detecta y aisla el problema,para que la distribucion continue sin pro-blemas. Se aprovecha la instalacion de losmicro-generadores para enviar la energıa alos dispositivos de emergencia hasta resta-blecer el inconveniente desde el centro decontrol.

Facilitan herramientas al consumidorEstas herramientas permiten recoger infor-macion de la red creando perfiles de consumodel habitante, para poder tomar decisionesen cuanto al uso de la energıa, pudiendo vercuanto consume y cuanto le cuesta el consu-mo en tiempo real.

Contribuye a la sostenibilidad ambien-tal Por medio de la integracion de la gene-racion distribuida con fuentes de energıa re-novable, junto con la posibilidad de apor-tar energıa desde los vehıculos electricos, secontribuye a la disminucion de los gases deefecto invernadero.

Facilitan el almacenamiento de la elec-tricidad Posibilidad que brinda la tecno-logıa de los vehıculos electricos.

Mejoran la eficacia Se potencia la eficien-cia en la distribucion bi-direccional de la

energıa ayudado por la flexibilidad en la ges-tion de la alta demanda, disminuyendo lasnecesidades de nuevas instalaciones.

5. Smart Citizen

El Smart Citizen es la pieza principal en to-do el proyecto de desarrollo de las Smart Cities.Es el que, con las nuevas tecnologıas, es capaz dedar un seguimiento cercano y gestionar su entorno.Un ciudadano podra ser “smart” si es que llevaa cabo todas las tareas para con su ciudad; aho-rro de energıa, reciclaje, movilidad electrica, usoadecuado y consumo inteligente de los recursos norenovables, etc.

5.1. Como se puede llegar a ser unSmart Citizen?

De acuerdo a los principios de las Smart Ci-ties, el ciudadano tiene que llevar a cabo accionescomo [14]:

Concienciarse con la ciudad Hacer usoresponsable de la energıa y los recursos norenovables, debe ser consciente de que, a pe-sar de que estos recursos son un derecho parael, su utilizacion conlleva una responsabili-dad mayor.

Participar activamente Como los ciuda-danos tienen acceso total a toda la infor-macion relacionada con la ciudad y el go-bierno, tienen el derecho de implicarse en lasdecisiones pertinentes al continuo desarrollode la ciudad. Son colaboradores activos conla administracion publica, haciendolos agen-tes que informan sobre aspectos importan-tes, que los sensores electronicos no puedencaptar, para el buen funcionamiento de laSmart City.

Promover la eMobility El ciudadano in-teligente esta comprometido con su ciudad,ası como la Smart City esta comprometidacon el medio ambiente y la sostenibilidad yel objetivo comun entre ambos es la reduc-cion de la emision de gases de efecto inver-nadero causadas por el uso de combustiblesfosiles, entonces el ciudadano inteligente de-bera priorizar su movilidad a pie o en bicicle-ta, utilizar los distintos tipos de transportespublicos, para reducir la contaminacion dis-minuyendo el uso del transporte privado yası aumentar el flujo del trafico.

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Ahorrar energıa Debe existir un compro-miso con el ahorro y el uso eficiente de laenergıa. El ciudadano tiene todas las faci-lidades para conocer el consumo que hacede sus recursos y por lo tanto puede saberen que momento controlar su consumo paraahorrar el gasto, contribuyendo a la eficien-cia de la ciudad.

Uso de nuevas tecnologıas Para aprove-char el maximo potencial de las Smart Ci-ties, esta debe tener la mejor tecnologıa deproduccion y distribucion de energıa y so-bre todo para el cumplimiento de la sosteni-bilidad. Esto implica tener aplicaciones queprovean la informacion necesaria y los datosde consumo en tiempo real para la adminis-tracion publica, y tecnologıa avanzada parael control automatizado de los Smart Buil-dings.

Fomentar el reciclaje Debido al constan-te crecimiento de la poblacion mundial y delconsumo de productos que son cada vez me-nos duraderos debido a la obsolescencia pro-gramada, el reciclaje de los desechos es fun-damental para contribuir al cuidado de lossuelos y a la sostenibilidad.

6. Proyectos e investigacionesfuturas

6.1. El camino a una Smart City - Es-pana

Este proceso requiere un enfoque holıstico, enel cual la ciudad sea considerada como un todoya que es un entorno muy complejo. Tomando elejemplo de la ciudad espanola de Valencia, vere-mos la hoja de ruta que sigue para llegar a con-vertirse en una ciudad inteligente.

6.1.1. VLCi - Valencia Ciudad Inteligente

El Ayuntamiento de la ciudad, en los ultimosanos ha participado activamente en foros nacinalese internacionales que estudian la evolucion hacialas Ciudades Inteligentes. Han desarrollado unaestrategia que ha permitido evaluar la situacionactual de los servicios urbanos, y definir indica-dores de ciudad que le permitira compararse deforma objetiva con otras ciudades del mundo.

En dicha reflexion, han tenido en cuenta todoslos agentes directamente involucrados en una ciu-dad inteligente, los ciudadanos, las instituciones y

empresas locales, las empresas tecnologicas y lasempresas prestadoras de servicios. En la Figura 28se detallan los pasos que tomo el Ayuntamiento deValencia [19].

Figura 28. Hoja de Ruta de Valencia

6.1.2. Solucion de Plataforma de Ciudad

Es una plataforma global de gestion de la Ciu-dad Inteligente que recopila indicadores clave de laciudad y de gestion de sus servicios urbanos paraofrecerlos de forma transparente a los ciudadanos.La Plataforma VLCi resuelve aspectos basicos deesta gestion inteligente, los cuales son:

Permitira medir los resultados de la calidadde vida y de la gestion de los servicios mu-nicipales.

Permitira mejorar el modelo de gobierno de-finido en el pacto local de innovacion, mejo-rando la gestion de relaciones en la ciudad,fomentando una mayor implicacion de la so-ciedad, personas y empresas

Permitira un gobierno abierto, pudiendoofrecer una mejor transparencia gracias a lautilizacion de Open Data o datos abiertosde forma consistente e integral.

Permitira evolucionar hacia un modelo te-rritorial y urbano mas sostenible, tanto enconsumo de recursos como en eficiencia enservicios.

6.1.3. Repercusion para el ciudadano

Mejora de la calidad de los servicios.

Mejorara la calidad del medio ambiente enla ciudad.

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Aumento de informacion disponible y de ser-vicios adicionales para ciudadanos y empre-sas.

Fomento de la innovacion, favoreciendo eldesarrollo de nuevos negocios e ideas loca-les.

Todo esto, permitira a Valencia ser una de lasprimeras ciudades espanolas en disponer de unaplataforma de gestion integral de ciudad inteligen-te basado en el paradigma de servicios en la “Nu-be”, lo que brindara mayor rapidez, mayor capaci-dad de computo y mejor integracion de servicios.

6.2. Autopista electrica para camiones- Suecia

Con en el proposito de reducir el uso de com-bustibles fosiles, la Administracion de Transportesde Suecia pretende instalar un tramo electrificadoen una autopista del condado de Gavleborg parael transporte de mercancıas en camiones.

Figura 29. Camion electrico

Esta autopista es un proyecto pionero de de-mostracion en Europa de este tipo de tecnologıadesarrollado por Siemens. El piloto tendra un sis-tema de tendido de alimentacion de dos kilome-tros, en una de las autopistas de Estocolmo. “Es-ta autopista electrica es dos veces mas eficienteque los motores de combustion interna. Esto sig-nifica que no solo se reduce a la mitad el gasto deenergıa, sino que tambien reduce la contaminacionen el aire local” declara Roland Edel, Jefe de lasOficinas de Tecnologıa de Siemens Mobility [22].

El nucleo del sistema es un pantografo, dispo-sitivo electrico que tienen en su parte superior lostrenes y otros vehıculos para la toma de corrientedel tendido aereo, combinado con un sistema depropulsion hıbrido y un sistema de sensores inte-ligentes que permite al pantografo conectarse al

sistema de catenaria y desconectarse automatica-mente a velocidades de 90km/h.

Figura 30. Sistema de alimentacion

Figura 31. Pantografo del camion

Los camiones con este sistema utilizan laenergıa electrica desde la lınea aerea de contac-to, permitiendo que circulen de manera eficiente ycon cero emisiones directas. En las carreteras queno dispongan de esta infraestructura de catena-ria, los vehıculos podran usar el sistema hıbridodiesel, existiendo la posibilidad de funcionar congas natural, gas comprimido o a baterıa.

Figura 32. Camion electrico y camiondesconectado

6.3. Proyecto 22@Barcelona - Urban-Labs

La sociedad municipal 22@Barcelona tiene co-mo objetivo consolidar el papel de Barcelona comouna ciudad inteligente e innovadora. La iniciativa

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sugiere potenciar la utilizacion de la ciudad co-mo un “laboratorio urbano” gracias al proyecto22@UrbanLab [1], que utiliza el distrito de Barce-lona como espacio de pruebas de soluciones inno-vadoras para empresas en el ambito del urbanis-mo, educacion, movilidad, etc.

Un UrbanLab debe acoger:

Aquellos productos de implicacion directa enel funcionamiento de la ciudad.

Proyectos que aporten beneficios para losciudadanos y solucionen necesidades.

Proyectos que esten relacionados con los ob-jetivos y prioridades del Ayuntamiento.

6.3.1. Objetivos principales

Los siguientes son los objetivos principales dela iniciativa de 22@Barcelona [26]:

Fomentar la innovacion empresarial.

Permitir a las empresas que prueben sus pro-yectos en un espacio real, para que, si sonexitosos, puedan ser comercializados a granescala en Barcelona o en otras ciudades.

Aprender y crear nuevos productos o servi-cios que puedan aportar mejoras a los ciu-dadanos.

6.3.2. Proyectos pilotos

Implantacion de alumbrado exterior EcoDigital con tecnologıa LED. Contaran consensores de presencia, vibracion, temperatu-ra y webcams.

Lectura telematica de contadores o medido-res de gas, luz y agua de mas de 150 vi-viendas. Con este sistema se pueden obtenerdatos de consumo de forma remota e ins-tantanea, calculando el consumo en tiemporeal, evitando estimaciones.

Movilidad sostenible. Desarrollo de infraes-tructura de recarga de vehıculos electricos.

Camaras de control de trafico conectadaspor fibra optica con la central de vıa publicapara controlar el trafico en tiempo real.

Fibra optica en las viviendas. Este proyec-to piloto pretende cubrir todas las casas dela ciudad de Poblenou, Barcelona con cone-xiones de fibra para multiplicar el ancho de

banda que ofrece el cableado de cobre tradi-cional.

Semaforos adaptados para invidentes en to-dos los cruces peatonales.

6.4. Proyecto Buzios - Brasil

Este proyecto lleva a cabo la conversion de lared de distribucion en una red mas inteligente, conmedidores digitales y una automatizacion capazde integrar toda la generacion de energıa existen-te, las nuevas energıas renovables y los vehıculoselectricos. Los beneficios con los que contara laciudad son:

Posibilidad de aplicar tarifas diferenciadasde acuerdo al horario y consumo.

Utilizacion de lamparas LED de bajo consu-mo en el alumbrado publico.

Mayor incentivo a la eficiencia energetica delas instalaciones de edificios publicos, permi-tiendo controlar al consumo en tiempo real.

Red de distribucion eficiente con sistemas decontrol automatico.

6.5. Proyecto Santiago de Chile - Chile

En el distrito Ciudad Empresarial de Santia-go, se probara la integracion de tecnologıas co-mo el smart metering, la automatizacion de lared, vehıculos electricos, iluminacion publica y lageneracion distribuida, evaluando los aspectoseconomicos, tecnicos y sociales. Las iniciativas quese llevaran a cabo son las siguientes:

Transporte publico electrico: buses y taxis.

Instalacion de medidores inteligentes con co-municacion bidireccional.

Tecnologıa solar para el calentamiento delagua.

Sistema de generacion fotovoltaica.

Alumbrado publico LED.

Iluminacion ornamental para areas verdes.

Wi-Fi publico de libre acceso y banda anchapara smartphones.

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6.6. Barrios Autosuficientes

Esta propuesta se asemeja a los UrbanLabs,haciendo enfasis en la reduccion del consumo deenergıa y en la autogeneracion a nivel de manza-nas o barrios. Este concepto se basa en el equi-pamiento de las casas con tecnologıa sustentableen los barrios, equipamientos como cubiertas so-lares, calefaccion conjunta para un bloque de ca-sas, sistemas de reciclado del agua y la utilizacionde vehıculos electricos. Para llevar a cabo dichaspropuestas se busca el apoyo de diversos agentes,como los centros de investigacion, empresas de bie-nes y servicios, administraciones y diferentes pro-fesionales expertos en el area.

La ciudad de Barcelona, Espana, ha lanzado enenero de 2012, un concurso publico para construirbloques de casas autosuficientes con nuevos mode-los de construccion y mantenimiento de edificiosa partir de modelos eficientes de gestion, disenoy financiacion de redes urbanas, permitiendo unaautonomıa energetica y mayor sostenibilidad [8].

6.6.1. The City Protocol

En la actualidad es necesario disponer de unsistema de certificacion de ciudades propias de lasociedad de la informacion, debido al auge de lasnuevas tecnologıas y su impacto sobre la transfor-macion de las ciudades.

Este sistema de certificacion, debe medir elgrado de eficiencia y calidad de las ciudades apartir de indicadores que evaluen aspectos estruc-turales, funcionales, metabolicos y sociales de laciudad en el corto, mediano y largo plazo.

El objetivo de la ciudad de Barcelona, es de-finir un marco de evaluacion, para crear estanda-res de evaluacion mundial, denominado The CityProtocol, en donde reunira ciudades, empresas ycentros de conocimiento lıderes en el desarrollo ytransformacion urbana. Esta propuesta es priori-taria para poder definir futuros modelos, propues-tas, proyectos y soluciones.

The City Protocol impulsara la economıa dela innovacion urbana fomentando la definicion deestandares, integracion de plataformas y el desa-rrollo tecnologico de soluciones urbanas con el ob-jetivo de mejorar la eficiencia en el uso de recursos,la sostenibilidad y el progreso social y economi-co [9].

6.7. SydeWalk Labs - Google

Empresa de innovacion Urbana. Es unaempresa destinada a potenciar cualquier tecno-

logıa que facilite la vida en las ciudades. Ac-tuara como “incubadora tecnologica” y tambiencreara sus propios productos para sı misma y pa-ra otras empresas. Durante la presentacion de estainiciativa, se especificaron cuatro grandes areas deaccion:

Mejorar la eficiencia de los sistemas de trans-porte.

Reducir el coste de vida.

Reducir el consumo energetico.

Ayudar a gobiernos locales a funcionar deforma eficiente.

Figura 33. SideWalk Labs

Ademas de esas areas, el proyecto se cen-trara en la ubicuidad de la conectividad, el Inter-net de las Cosas, la gestion dinamica de recursosy la infraestructura y los edificios flexibles. Segunel comunicado oficial de Google: “Las nuevas tec-nologıas ya estan transformando el comercio, losmedios de comunicacion y el acceso a la informa-cion. Sin embargo, aunque hay aplicaciones parainformar a la gente de las condiciones del trafi-co o los precios de los apartamentos disponibles,los mayores retos a los que se enfrentan las ciuda-des [...], por el momento, han sido mas difıciles deabordar”.

“En el ano 2050, se duplicara la poblacion delas ciudades y eso intensificara los problemas am-bientales, socioeconomicos y de salud publica queya existen. Al mismo tiempo, se pueden utilizarlas innovaciones tecnologicas para disenarcomunidades mas eficientes, sensibles y sos-tenibles”.

Segun Dan Doctoroff, CEO de Bloomberg yfuturo director de la empresa SideWalk Labs, “es-tamos viviendo un momento historico para las ciu-dades”, en el que las tecnologıas han estado ma-durando rapidamente para abordar necesidades de

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proteccion al medio ambiente, la salud y una vi-vienda asequible. Estas tecnologıas de rapido desa-rrollo incluyen sensores y telefonos inteligen-tes, con la resultante explosion de los datos digita-les, y un software inteligente que ayudara alos residentes y gobiernos a tomar mejoresdecisiones.

Mientras que el resto de las empresas de tec-nologıa, siguen un enfoque top-down y tratande introducirse en la infraestructura de una ciu-dad, SideWalk Labs opta por “desarrollar pla-taformas tecnologicas a las que la gente sepodra conectar para hacer cosas como ges-tionar el consumo de energıa o alterar loshabitos de transporte” [39].

Recientemente, Google ha estado trabajandoen un diseno de ciudad a pequena escala, que in-cluye una propuesta para redisenar sus oficinas deMountain View. El concepto altamente futuristamuestra el espacio de una oficina flexible que serıareconfigurable mediante gruas roboticas. El edifi-cio no tiene techos, pero esta cubierto, en su lugar,por un enorme dosel transparente que pretende”diluir la distincion entre los edificios y la natura-leza” [37].

Figura 34. Propuesta de ciudad de Google

6.8. Otros proyectos en America Latina

Montevideo (Uruguay) Montevideo sedestaca por ser la ciudad con mayor ca-lidad de vida de toda America Latina. So-bresale como centro tecnologico al tener va-rios programas en universidades que impul-san la iniciativa empresarial con el fin deconvertir a Uruguay el mayor exportador desoftware de la region.

Medellın (Colombia) Considerada una delas ciudades que mas transformaciones hatenido en el continente. La infraestructura

del metro y el metrocable son unas de lasapuestas para la integracion de las co-munidades mas pobres con el resto dela ciudad, lo que convierte a Medellın en unicono mundial para la inclusion y el transitointeligente.

Curitiba (Brasil) Es considerada comopionera en cuanto a planificacion urba-na e introduccion de nuevos modos demovilidad, especialmente en sistemas detransporte masivo.

Bogota (Colombia) Ha sido la primeraciudad en afrontar el problema del transpor-te publico, siendo la pionera en la imple-mentacion de BRT (Bus Rapid Tran-sit, TransMilenio), uno de los sistemas detransporte masivo mas extensos del mundo.Tambien es la primera ciudad en implemen-tar ciclorutas y taxis electricos.

Ciudad de Mexico (Mexico) Se desta-ca como una de las ciudades que mejorpromueve la creacion de edificios ver-des e inteligentes. Tambien se destaca porimplementar el sistema de bicicletascompartidas para acelerar y descon-gestionar el trafico, actualmente cuentacon 4.000 bicicletas esperando llegar a las6.000, ademas introdujo el sistema de “CarS-hare” o carros compartidos en donde cuen-tan con mas de vehıculos entre ellos algunosvehıculos electricos [12].

7. Conclusiones

En definitiva, ser “Smart” implica un conjuntode grandes responsabilidades de gestion y cuida-dos de la ciudad y los ciudadanos; significa seguirun camino, para mejorar, pensando en la calidadde vida, de los servicios y recursos ofrecidos a losciudadanos, habitantes de una Smart City. Co-mo hemos visto, ellos son el principal foco de aten-cion junto con la sostenibilidad del medio ambien-te, todo se basa en aumentar y mejorar la calidadde vida, ideando modelos y planes para ofrecermas y mejores servicios al ciudadano y que ademasesten disponibles en todo momento en cualquierlugar.

Esta ubicuidad requerida, es posible gracias aque hoy en dıa todo dispositivo puede acceder auna conexion y pueden ser gestionados por mediode centrales especializadas en este tipo de tareas

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para mantener el control en tiempo real por partede los usuarios finales, a fin de que ellos mismoshagan un seguimiento de su produccion y su con-sumo. Los rapidos avances tecnologicos de diversaındole tambien han aportado a satisfacer esta ne-cesidad de desarrollar y construir ciudades inteli-gentes y que se puedan autoabastecer produciendosu propia energıa.

Un elemento imprescindible en el diseno de ser-vicios smart, es la experiencia del ciudadano. ElSmart Citizen o ciudadano inteligente, es necesarioque este implicado para poder conocer y percibirsus necesidades mas urgentes y basicas, y priori-zarlas a fin de crear estos servicios y modelos deciudad inteligente en base a la retroalimentacionbrindada por ellos.

La transformacion a una ciudad inteligente esun proceso a muy largo plazo, requiere de un es-fuerzo continuado por parte de todos los agentesimplicados, por lo que es necesario, un compromi-so firme desde el comienzo hasta la consecucionde los objetivos principales. Pero a pesar de serun proceso extenso, el modelo debe permitir cier-tos beneficios a corto plazo para que estos agentespuedan acceder a ellos en el menor tiempo posible,todo esto, es facilitado por la creacion de estanda-res y normas avocadas a la interoperabilidad delos sistemas y dispositivos. Como todo proyectode gran envergadura, debera poseer un conjuntode indicadores que permita medir el avance en eltiempo y calidad, ası como sus resultados.

Gracias a esto, a las nuevas tecnologıas y a unahoja de ruta -la cual tomar como guıa- se hace po-sible la transformacion gradual de una ciudad conservicios centralizados y de poco alcance, a unaciudad mas eficiente y sostenible para generacio-nes futuras, que se ocupa y protege a sus ciudada-nos brindandoles una mejor calidad de vida, quebusca de todas formas necesarias la proteccion delmedio ambiente de forma inteligente, en otras pa-labras, que busca ser una Smart City.

8. Bibliografıa

Referencias

[1] 22barcelona.com. 22@ barcelona - el dis-tricte de la innovacio, 2015.

[2] Aunclicdelastic.com. Seis contribucionesde big data a una smart city, 2015.

[3] Bacheando.com, 2015.

[4] Cedom.es. Que es domotica, 2015.

[5] Center, M. E. T. Improving livability be-yond santa monica, 2015.

[6] Cida.usgs.gov, 2015.

[7] Color, A. Aplicacion para ubicar baches enasuncion - nacionales - abc color, 2015.

[8] CTECNO. Hoja de Ruta Smart City, 1 ed.Circulo Tecnologico de Catalunha, 2012.

[9] CTECNO. Hoja de Ruta Smart City, 1 ed.Circulo Tecnologico de Catalunha, 2012.

[10] Ebasee.com. Ebasee electric - low voltageproducts solution, 2015.

[11] Educa, E. Generacion distribuida, 2014.

[12] Educa, E. Proyectos smart city, 2014.

[13] Educa, E. Smart buildings, 2014.

[14] Educa, E. Smart citizen, 2014.

[15] Educa, E. Smart grid, 2014.

[16] Educa, E. Smart metering, 2015.

[17] Endesa. Smart city, endesa, malaga smartcity, 2014.

[18] Endesa.com. Conocenos endesa.com, 2015.

[19] Esmartcity.es. I congreso ciudades inte-ligentes: El proceso de transformacion - es-martcity, 2015.

[20] Evwind.com. Contribucion de las energiasrenovables a la generacion electrica en 2012— reve-revista eolica y del vehiculo electrico,2012.

[21] Evwind.com. Nissan y endesa abastecen lared con baterias de los vehiculos electricos enbase a energias renovables — reve-revista eo-lica y del vehiculo electrico, 2015.

[22] Facebook.com. La bioguia - un proyecto deautopista eloctrica para... — facebook, 2015.

[23] Godoy, J. Como domotizar tu casa ruralen 4 pasos — blog para propietarios de alo-jamientos rurales, 2014.

[24] Google.com.py. working city - buscar congoogle, 2015.

[25] Ict-citypulse.eu. Citypulse — citypulse,2015.

22

[26] IDAE. Mapa de Ciudades Inteligentes, 1 ed.instituto para la diversificacion y ahorro de laenergia, 2012.

[27] Loor, G., Loor, G., and completo, V.Inteligencia artificial: Agentes y su entorno,2014.

[28] Mosgroen-infographics.nl, 2015.

[29] Motor, E. Endesa aumenta puntos de re-carga para coches electricos un 42 2015.

[30] NPR.org. In long beach, calif., smart metersspot wasteful water users, 2015.

[31] Opentechdiary.wordpress.com. Inter-net of things — opentechdiary, 2015.

[32] Paschal, P. The internet of things — areyou ready for the promise of a connectedworld?, 2015.

[33] Play.google.com. Bacheando, 2015.

[34] Play.google.com. Improve my city, 2015.

[35] Postscapes.com. Smart city, 2015.

[36] Priva-international.com. Inicio - priva,2015.

[37] Rodriguez, M. Observatorio de smart ci-ties: Google pretende mejorar la vida en lasciudades del futuro con su nuevo proyecto si-dewalk labs, 2015.

[38] Ruiz, R. Nueva york: analisis de datos, elsecreto para vencer al crimen, 2015.

[39] Sidewalkinc.com. Sidewalk labs, 2015.

[40] Skymics.com. Skymics smart building ma-nagement solution — skymics, 2015.

[41] Slideshare.net. Internet of things: Thestory so far, 2014.

[42] Smartappcity.com. La app de las ciudadesinteligentes - smartappcity, 2014.

[43] Smartcitiescouncil.com. Smart citiescouncil — our vision, 2015.

[44] Smartcityapps. Smart City Apps, 1 ed.Ayuntamiendo de Logronho, 2015.

[45] Smartcityapps.urenio.org. Smart cityapplications-improve my city, 2015.

[46] Smartcitymalaga.es.www.smartcitymalaga.es, 2015.

[47] Techopedia.com. What is a home areanetwork (han)? - definition from techopedia,2015.

[48] Tr.nec.com. Smart buildings: Smart energy— nec, 2015.

[49] User, S., and User, S. El vehiculo electri-co, 2015.

[50] YouTube. La generacion electrica distribui-da, 2014.

[51] YouTube. La smart grid o redes inteligentes,2014.

[52] YouTube. Que es una smart city?, 2014.

23