Cidades Inteligentes Smart Cities Infra-estrutura tecnológica: caracterização, desafios, tendências

Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

         

Cidades Inteligentes – “Smart Cities”

Infra-estrutura tecnológica: caracterização, desafios,

tendências

      Projeto FEUP 2014­2015 ­ MIEIC    Armando Sousa/ Manuel Firmino  Rosaldo Rosseti        Equipa 41:    Supervisor: Rosaldo Rosseti  Monitor: Miguel Sandim        Estudantes:   Marta Diogo Torgal Pinto up201407727@fe.up.pt  Inês Cardoso Leitão Barata de Oliveira up201404860@fe.up.pt  Frederico Portugal Pinho Rocha up201408030@fe.up.pt   

 

Resumo

 

Este relatório foi elaborado no âmbito da unidade curricular “Projeto Feup” e tem como        objetivo caracterizar as “Smart Cities” e fazer uma comparação entre estas e as cidades        tradicionais, identificar os desafios tecnológicos à sua criação e as tendências e sintetizar        informação sobre as tecnologias necessárias para a sua implantação. 

O relatório consiste portanto, numa pequena introdução em que é definido o conceito        de “Smart City”, seguida de alguns exemplos de tecnologias que são usadas na        implantação das mesmas, de desafios tecnológicos encontrados e das tendências        encontradas no Oriente e Ocidente. No final, é feita uma análise crítica da implantação        “Smart Cities”, comparando­as as cidades tradicionais, apresentando evidências        qualitativas e quantitativas. 

Este projeto permitiu a conclusão que, no mundo moderno, existe um crescimento        exponencial da população mundia e que a sua movimentação para as cidades cria        problemas para os quais as “Smart Cities” são a resposta. Concluiu­se também que a        maioria das tecnologias necessárias para a implantação de “Smart Cities” já existem, pelo        que é agora, apenas uma questão de investimento financeiro e uma organização dos        orgãos da cidade. 

   

Palavras-Chave

smart cities; tecnologia; sustentabilidade; inovação; viabilidade; tradicional; inteligente;        crescimento;                  

Índice

  Lista de gráficos  1. Introdução  2. Conceito de “Smart City”  3. Exemplos de tecnologias necessárias para a criação de “Smart Cities”  3.1 “Smart Grids”  3.2 Sensores  3.3 “Smart Devices”  4. Desafios tecnológicos na criação de “Smart Cities”  4.1 Integração da Tecnologia  4.2 Comunicação entre os vários sistemas e redes urbanas  5. Tendências  6.  Comparação entre “Smart Cities” e Cidades tradicionais  6.1 Quantitativamente  6.2 Qualitativamente  7.  Caso Real: Implementação da Central de Zelamento em São Paulo  8. Conclusões                 

Lista de gráficos

  Gráfico 1 ­ Preço por metro quadrado de imóveis em Wave City e Palava City         

1. Introdução

 

O modelo atual de construção e gestão das cidades transcende os séculos. Está        gravemente desatualizado e não consegue responder aos novos problemas que vêm a        surgir com o início dos séculos 20 e 21. Portanto, foi necessário criar novos modelos de        cidades que se adequem melhor às necessidades presentes.  

O modelo no qual este trabalho se foca é a “Smart City”, onde todos os processos        que ocorrem dentro e à volta da cidade são controlados pelas tecnologias de informação        e comunicação (TICs). 

2. Conceito de “Smart City”

 

Com o aumento do êxodo rural, está a ocorrer uma sobrepopulação dos centros        urbanos. Como resposta, os governos locais baseam­se nas TICs de forma a solucionar        este problema e assim criam­se as “”Smart Cities”. 

Uma “Smart City” é, então, uma cidade inteligente que usa tecnologias avançadas de        comunicação e informação (TICs) para promover um desenvolvimento sustentável,        crescimento económico e qualidade de vida aos seus cidadãos (AVELAR 2014) e está        ligada ao conceito de utopia eletrónica, ou e­topia. 

Em termos gerais, as cidades inteligentes têm três pilares de foco: Ambiente,        Economia e Sociedade. Para que uma cidade seja inteligente todos os pilares devem        estar realizados. Quando tal acontece, a sociedade está no seu auge de produtividade e        eficiência e isto gera um boom económico.                                     

3. Exemplos de tecnologias necessárias para a criação de

“Smart Cities”

 

3.1 “Smart Grids”

 

As “Smart Grids” são redes de eletricidade baseadas em tecnologia digital. Uma        característica importante destas é a capacidade de armazenar energia, o que torna viável        a utilização quase a 100% das energias renováveis, como a energia solar e eólica (que        são bastante variáveis com o tempo). Além disto, as “Smart Grids” têm a capacidade de        se reparar, resistir a perdas de eletricidade e informar os consumidores sobre o seu uso        energético, o seu custo e opções alternativas permitindo assim que estes possam fazer        escolhas mais sustentáveis. 

Assim, as “Smart Grids” são uma opção confiável, sustentável e resistente a nível de        produção de energia para as “”Smart Cities” (IEEE 2013).     

3.2 Sensores

 

   Um sensor é um dispositivo capaz de detectar/captar acções ou estímulos externos.  A utilização de sensores para monitorizar toda a cidade faz com que estejam sempre

       

disponíveis informações sobre todo o tipo infra­estruturas e que possam ser medidos        níveis de poluição, luz, e trânsito, em tempo real.  

Estes sensores vão permitir uma otimização dos recursos (por exemplo em consumo        de energia ou gestão do trânsito) e uma ação rápida em caso de emergências (HALL        2000). 

   

3.3 “Smart Devices”

“Smart Devices” são dispositivos eletrónicos, normalmente conectados a outros        dispositivos via Bluetooth, NFC, WiFi ou 3G que conseguem, até certa medida, operar        autónomamente (WIKIPEDIA 2014). 

A utilização dos “Smart Devices” é uma tecnologia que se torna extremamente        vantajosa para a população em geral pois estes podem       receber informações em tempo        real acerca de atualizações de trânsito, meteorologia, notícias locais e atrasos dos        transportes públicos. Para isto acontecer, seria também vantajoso a existência de uma        rede de Wi­Fi pública, em toda a cidade. 

Outra aplicação da tecnologia dos “Smart Devices” seria a instalação de        “touchscreens” em vários pontos centrais da cidade,      como estações de metro ou          paragens de autocarros que proporcionariam informação tal como mapas, horários dos        transportes ou atividades a acontecer perto daquele ponto.                                                  

4. Desafios tecnológicos na criação de “Smart Cities”

 

Os principais desafio tecnológico das “Smart Cities” são a integração da tecnologia e        pela capacidade de comunicação entre os vários sistemas e redes urbanas (INTELI 2012). 

 

4.1 Integração da Tecnologia

 

Embora quase toda a tecnologia necessária à criação de uma “Smart City” já exista,        continua a ser excessivamente cara, o que a torna um investimento gigantesco, que        apenas compensa (em termos económicos) a longo prazo. 

Como o projeto “Smart City” incorpora a tecnologia nas infra­estruturas e serviços da        cidade, isto significa que tudo estará conectado à rede, pelo que esta terá que ser        altamente eficaz, estar sempre disponível e ser de alta velocidade. Esta rede terá também        que permitir a coneção de diferentes tipos de dispositivos, ter flexibilidade para suportar        novos serviços, ser capaz de ter serviços a preços razoáveis, assim como ter em        consideração o meio ambiente. 

 

4.2 Comunicação entre os vários sistemas e redes urbanas

 

Para o desenvolvimento de uma Smart City é necessário existir comunicação entre  todas as áreas funcionais da cidade.  Assim, as cidades devem desenvolver modelos de gestão mais eficiente que  permitam:  ● “Consolidar o crescimento da cidade e permitir uma evolução flexível e organizada;  ● Proporcionar aos cidadãos serviços de melhor qualidade e de maneira mais       

eficiente; com um menor custo de modo que se possa conseguir uma administração        sustentável. 

● Obter uma visão integrada de todas as áreas da cidade de maneira que se        obtenham sinergias e ambientes operacionais.”  (INDRA 2014) 

   

5. Tendências

 

Existem vários projetos de “Smart Cities” por todo o mundo e verifica­se que no        Oriente, os projetos tendem a ser bastante diferentes dos projetos do Ocidente. 

Na Ásia e no Médio Oriente prevalecem as iniciativas associadas à construção de        cidades a partir do zero. Estes são projetos mais abrangentes e com um período de        execução bastante grande, em que é necessário um grande investimento financeiro, e        existe uma maior liberdade na criação da cidade. 

Na Europa e América do Norte são mais comuns os projetos de regeneração urbana        inteligente em cidades existentes. Estes projetos são de menor escala, tendo por isso um        período de execução mais reduzido e existe uma menor liberdade na criação da cidade        pois tem de se ter em conta as infra­estruturas pré­existentes (INTELI 2012) 

   

   

6. Comparação entre “Smart Cities” e Cidades tradicionais

 

6.1 Quantitativamente

 

Em termos quantitativos pode­se comprovar a viabilidade das “Smart Cities”        observando o desempenho do valor dos imóveis em três cidades indianas nas quais        diferentes projetos de cidades inteligentes foram implementados. Ao longo dos anos, após        a implementação dos projetos, o valor dos imóveis mostra um constante crescimento. Os        projetos de “Smart City” implementados foram projetos como o melhoramento das redes        de comunicação das cidades e um tratamento mais eficiente das águas. 

Gráfico 1 ­ Preço por metro quadrado de imóveis em Wave City e Palava City   

6.2 Qualitativamente

 

Em termos qualitativos, as cidades inteligentes proporcionam uma melhor qualidade        de vida à população, um crescimento económico sustentável e garantem uma boa        qualidade ambiental na cidade e zonas envolventes. Isto constata­se pois estas trazem a        possibilidade de uma melhor gestão de recursos e investimentos e uma melhor eficiência        energética. 

As cidades tradicionais, por outro lado, têm as suas redes de transportes públicos, de        fornecimento de energia e de estradas urbanas em constante esforço devido à crescente        procura, o que diminui a produtividade dos cidadãos e aumenta a poluição. 

7. Caso Real: Implementação da Central de Zelamento em São

Paulo

 

A Central de Zelamento em São Paulo foi criada em 2007 e trata volumes elevados        de informação diariamente relativamente a tudo o que acontece no perímetro da cidade,        tanto quanto a respeito de evento positivos como festivais e cerimónias como        acontecimento que atrapalham a normalidade da cidade (buracos, quedas de arvores,        incêndios etc.). Por dia, em média, são registadas 800 ocorrências, que são então filtradas        e comunicadas para outros orgãos da cidade para que estes possam responder        imediatamente. 

Torna­se evidente que, após a implementação deste projeto, a cidade de São Paulo        tornou­se mais organizada, com uma maior capacidade de resposta a todos os problemas        que acontecem diariamente. Este projeto também proporcionou uma elevada criação de        emprego numa área de grande especialização e uma maior eficiência na vida diária da        cidade.  Este projeto aproxima assim São Paulo ao ideal de "Smart City". (MODULO 2014)                             

8. Conclusões

 

Tal como já foi dito anteriormente, o crescimento exponencial da população mundial e        a sua movimentação para os centros urbanos está a criar problemas aos quais as cidades        tradicionais não conseguem responder. Deste modo, o projeto “Smart Cities” surge como        resposta para estes problemas, utilizando as TICs como forma de garantir a qualidade de        vida da população. 

Com a realização deste trabalho podemos afirmar com certidão que o projeto “Smart        City” é viável (tanto na sua criação a partir do zero como na sua implementação em        cidades tradicionais já existentes) pelo que apenas é necessário um investimento        financeiro inicial, que a longo prazo irá ser devolvido, e uma organização dos diferentes        orgãos da cidade, assim como uma comunicação eficaz entre eles. 

   

Referências bibliográficas

AVELAR, RONALD EDUARDO. 2013. “Cidades Inteligentes: uma abordagem        tecnológica”. Acedido a 12 de novembro de 2014. 

http://www.telesintese.com.br/o­que­sao­aas­cidades­inteligentes­e­o­que­as­torna­smart­ uma­abordagem­tecnologica­de­redes­inteligentes­de­comunicacao

 

IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers). 2013. “The Relationship        Between Smart Grids and Smart Cities”. Acedido a 11 de novembro de 2014. 

http://smartgrid.ieee.org/may­2013/869­the­relationship­between­smart­grids­and­smart­citi es 

 

HALL, ROBERT E. 2000. “The Vision of A Smart City”. Acedido a 12 de novembro de        2014.   http://ntl.bts.gov/lib/14000/14800/14834/DE2001773961.pdf    WIKIPEDIA. 2014. “Smart device”. Acedido a 10 de novembro de 2014.  http://en.wikipedia.org/wiki/Smart_device   

CLAY, MIKE. 2014. “Getting citizens involved: how cities can use smart technology        and social media for improvement”. Acedido a 12 de novembro de 2014.  http://www.woodhouse.co.uk/knowledge/getting­citizens­involved­how­cities­can­use­smart ­technology­and­social­media­for­improvement/    INTELI. 2012. “Índice de Cidades Inteligentes”. Acedido a 11 de novembro de 2014.  http://www.inteli.pt/uploads/documentos/documento_1357554966_2590.pdf    INDRA. “Smart Cities”. Acedido a 11 de novembro de 2014.  http://www.indracompany.com/pt­br/soluciones­y­servicios/solucion/smart­cities/16451/res umo   

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