Cos’è una Smart City? Principi Base e Esempi di Mobilità Sostenibile

Il termine ‘Smart City’ è entrato a far parte dei concetti della mobilità sostenibile. Cosa si intende però per ‘Smart City’? Quali sono i concetti chiave e quali sono i principi fondanti per trasformare un complesso urbano in una Smart City?

Partiamo dall’etimologia e dalla definizione di Smart City. Il termine viene dall’inglese ‘Smart’, che vuol dire intelligente, e ‘City’, città, quindi ‘Città Intelligente’. Viene definita ‘Smart City’ un’area urbana che utilizza la tecnologia e le soluzioni data-driven¹ per migliorare la qualità della vita dei residenti, per aumentarne la sostenibilità, per trasformare le operazioni cittadine come i trasporti, l’autosufficienza energetica, lo smaltimento dei rifiuti, la mobilità urbana e il trasporto pubblico, per aumentare la sicurezza e per migliorare la governance e la politica.

A smart city is a place where traditional networks and services are made more efficient with the use of digital solutions for the benefit of its inhabitants and business. [Definizione di smart city della Commissione Europea]

In particolare possiamo identificare 10 concetti chiave :

Infrastruttura tecnologica: le smart city si affidano a infrastrutture digitali avanzate, tra cui connettività Internet ad alta velocità, sensori e dispositivi IoT² per raccogliere e trasmettere dati da varie fonti.
Raccolta e analisi dei dati: i dati vengono raccolti da sensori, dispositivi e altre fonti per ottenere informazioni dettagliate su diversi aspetti della vita cittadina come il flusso del traffico, il consumo di energia, la gestione dei rifiuti e la sicurezza pubblica. A questi dati vengono quindi applicate tecniche di analisi avanzate per ricavare informazioni significative.
Trasporti efficienti: i sistemi di trasporto intelligenti mirano a ridurre la congestione, migliorare i trasporti pubblici e promuovere modalità di trasporto alternative come andare in bicicletta e camminare.
Gestione sostenibile dell’energia: le smart city danno priorità all’efficienza energetica e alla sostenibilità integrando fonti di energia rinnovabile, ottimizzando il consumo di energia negli edifici e nelle infrastrutture e implementando le tecnologie delle reti intelligenti.
Mobilità urbana e accessibilità: l’accessibilità per tutti i residenti, compresi quelli con disabilità, è un aspetto chiave delle città intelligenti. Ciò implica fornire trasporti pubblici accessibili, infrastrutture adatte ai pedoni e principi di progettazione inclusivi.
Coinvolgimento e partecipazione dei cittadini: le smart city coinvolgono attivamente i residenti nei processi decisionali attraverso piattaforme digitali, meccanismi di feedback dei cittadini e iniziative di coinvolgimento della comunità. Ciò favorisce un senso di appartenenza e promuove la collaborazione tra il governo della città e la comunità.
Sicurezza e protezione: le smart city utilizzano tecnologie avanzate come telecamere di sorveglianza, sistemi di riconoscimento facciale e analisi predittiva per migliorare la sicurezza pubblica e le capacità di risposta alle emergenze.
Sostenibilità ambientale: le smart city danno priorità alla sostenibilità ambientale implementando infrastrutture verdi, promuovendo il riciclaggio e la riduzione dei rifiuti e monitorando la qualità dell’aria e dell’acqua.
Governance reattiva: la struttura di governance delle smart city è caratterizzata da trasparenza, responsabilità e reattività ai bisogni dei cittadini. Gli strumenti e le piattaforme digitali facilitano l’erogazione efficiente dei servizi e la comunicazione tra agenzie governative e residenti.
Ecosistema dell’innovazione: le smart city promuovono l’innovazione supportando start-up, istituti di ricerca e aziende tecnologiche nello sviluppo e nell’implementazione di soluzioni all’avanguardia alle sfide urbane.

Fino a qui la teoria è molto chiara, una smart city è una città o comunque un’area urbana o metropolitana, in cui l’utilizzo di tecnologie innovative migliora la qualità della vita dei cittadini, punti all’eco-sostenibilità e renda più efficienti le politiche cittadine e il governo della città.

Vediamo alcuni esempi pratici per capire come le città utilizzano dati, sensori e tecnologia per realizzare le smart city.

1. Gestione del traffico – Gli esempi di Los Angeles e Singapore

La città di Los Angeles utilizza tecnologie di monitoraggio e misurazione del traffico in tempo reale come telecamere, loop detector³ e sensori acustici per identificare il movimento e il flusso dei veicoli. I dati raccolti sono trasmessi a dei TMC (Traffic Management Center) che a seconda delle situazioni e delle aree della città comunicano agli automobilisti attraverso la segnaletica luminosa. La segnaletica utilizza le tecnologie DMS (Dynamic Message Signs) che riesce a inviare comunicazioni in tempo reale e che possono variare da tempi di attesa nel traffico a percorsi alternativi, segnalando pericoli o incidenti. Questo oltre a fornire informazioni utili alle persone nel traffico, riesce a prevenire che il traffico si accumuli, suggerendo strade alternative ai cittadini. A supporto di questo metodo di gestione del traffico è stato introdotto poi il sistema degli Adaptive Traffic Signal Control, una segnaletica adattiva che può chiudere strade, deviare il traffico o imporre limiti di velocità a seconda delle esigenze e dei dati ricevuti.

La città di Singapore ha recentemente integrato a tecnologie simili a quelle di Los Angeles, anche quella dei Green Wave Schemes sulle maggiori arterie del traffico cittadino. La segnaletica di queste aree è interconnessa e può reagire dinamicamente. Il Green Wave Scheme crea un flusso di semafori verdi per decongestionare rapidamente un’arteria di traffico, minimizzando l’accumulo di veicoli. Inoltre è stato identificata la ricerca del parcheggio come una delle maggiori cause di traffico locale, per questo sono stati installati dei sensori di occupazione su ognuna delle aree di sosta. I sensori condividono questi dati anche con le app di mobilità, dando la possibilità ai cittadini di sapere i posti liberi e evitare di farli girare inutilmente alla ricerca di parcheggio, creando inutile traffico.

2. Cassonetti con sensori di riempimento – Gli esempi di San Francisco e Seoul

Il cassonetto smart è una delle idee alla base delle nuove politiche di gestione dei rifiuti di San Francisco, California. Infatti attraverso un sensore di riempimento il cassonetto invia autonomamente un segnale alla centrale operativa del servizio di raccolta dei rifiuti, che in questo modo interviene solo quando serve, evitando che le strutture di stoccaggio dei rifiuti si congestionino e fa lavorare i camion dei rifiuti solo quando serve, per evitare inutile inquinamento atmosferico.

La città di Seoul, Corea del Sud, è andata un passo oltre. I cassonetti, oltre a includere la funzione di riempimento, sono in grado di compattare i rifiuti già all’interno del fusto di raccoglimento. Inoltre rilasciano costantemente delle sostanze che aiutano a tenere sotto controllo l’odore emesso dalla spazzatura. Come i cassonetti di San Francisco, comunicano tutti questi dati alla centrale operativa, fornendo utili rilevazioni anche sui periodi dell’anno in cui l’afflusso dei rifiuti aumenta, come ad esempio durante le feste, in modo da dare la possibilità di aumentare il dispiegamento di cassonetti.

3. Telecamere di sicurezza con AI integrata – Gli esempi di Londra e Chicago

Londra è nota per la sua vasta rete di telecamere di sorveglianza, comunemente denominate “CCTV” ( closed circuit television ), sparse strategicamente in tutta la città. Il Metropolitan Police Service (MPS) gestisce una sala di controllo centrale che monitora i feed video in diretta da migliaia di telecamere a circuito chiuso in tutta la città. Il sistema di sorveglianza utilizza un software avanzato di analisi video per analizzare feed video in diretta e rilevare comportamenti anomali, identificare oggetti di interesse (ad esempio borse abbandonate) e tracciare individui o veicoli di interesse. Attraverso software di ANPR (automatic number plate recognition) le telecamere leggono e registrano automaticamente i numeri di targa dei veicoli che transitano. Infine, grazie ai sistemi PTZ (pan-tilt-zoom) di cui le videocamere sono dotate, durante gli operatori possono fare zoom su punti specifici e monitorare individui o comportamenti sospetti.

Chicago integra una rete di sorveglianza video con tecnologie innovative come lo Shot-Spotter, cioè una rete di sensori acustici in grado di riconoscere i colpi di armi da fuoco, dando la possibilità alla polizia di intervenire più rapidamente in caso di incidenti legati a sparatorie. I dati delle videocamere vengono poi inviati a degli algoritmi predittivi che sono in grado di determinare in quali aree, momenti dell’anno e addirittura condizioni meteorologiche è più facile che avvengano crimini o disordini.

4. Smart Grid, il futuro dell’energia – Gli esempi di Amsterdam e Stoccolma

Le Smart Grid di Amsterdam si concentrano sull’integrazione delle fonti di energia rinnovabile, sull’ottimizzazione della distribuzione dell’energia e sulla promozione dell’efficienza energetica negli edifici e nelle infrastrutture. Queste includono dei programmi di domanda energetica che incentivano i consumatori ad adeguare il proprio consumo di elettricità in risposta alle condizioni di domanda e offerta. Attraverso dei contatori smart, i sistemi di gestione dell’energia domestica consentono ai consumatori di monitorare il proprio consumo di energia in tempo reale e di partecipare a iniziative di risposta alla domanda, come il peak shaving o lo spostamento del carico. Inoltre Amsterdam ha implementato un’infrastruttura di Smart Charge per veicoli elettrici per supportare la crescente adozione di auto elettriche in città. Le stazioni di ricarica smart, dotate di funzionalità di comunicazione, consentono il monitoraggio e la gestione del carico da remoto. L’integrazione con la smart grid cittadina consente sia una tariffazione dinamica, sia l’ottimizzazione della ricarica dei veicoli elettrici per ridurre al minimo gli impatti sulla rete e supportare l’integrazione delle energie rinnovabili.

Stoccolma, oltre all’implementazione delle smart grid, sta esplorando l’uso di micro-grid con soluzioni in scala ridotta per migliorare la resilienza e l’affidabilità della rete. Le micro-grid consentono la generazione, la distribuzione e il consumo localizzato di elettricità, consentendo alle strutture critiche di operare in modo indipendente durante le interruzioni della rete o le emergenze. Le tecnologie delle smart grid consentono l’integrazione e il coordinamento senza soluzione di continuità delle operazioni della micro-grid con la rete principale. La città ha ad esempio implementato reti di riscaldamento smart in molte unità abitative. Queste utilizzano sensori, automazione e algoritmi di ottimizzazione per migliorare l’efficienza energetica e ridurre le perdite di calore. I contatori intelligenti e il monitoraggio remoto consentono la misurazione in tempo reale del consumo energetico e della fatturazione.

In conclusione, le smart city rappresentano un approccio di trasformazione dello sviluppo urbano, sfruttando il potere della tecnologia e delle soluzioni basate sui dati per affrontare sfide complesse e creare ambienti urbani più sostenibili, vivibili e resilienti. Da sistemi di trasporto efficienti e gestione sostenibile dell’energia a soluzioni innovative per i rifiuti e iniziative di coinvolgimento dei cittadini, le smart city sfruttano tecnologie avanzate per ottimizzare le operazioni cittadine, migliorare la qualità della vita e promuovere la prosperità economica. Abbracciando innovazione, collaborazione e strategie lungimiranti, le città di tutto il mondo possono sbloccare tutto il potenziale delle iniziative di città intelligenti per costruire un futuro più luminoso e inclusivo per tutti i residenti.