La base tecnológica de la infraestructura de la ciudad inteligente

Este es un resumen del primer artículo de una serie de cinco partes sobre las tecnologías que permiten el IoT. Se puede ver el artículo completo en wevolver.com.

¿Qué es una ciudad inteligente?

Una ciudad inteligente se compone de objetos inteligentes interconectados y conectados a la nube, que trabajan juntos como parte de una red de IoT (Internet de las cosas) para crear una vida urbana más eficiente, sostenible y conveniente. También se espera que las ciudades inteligentes aborden problemas sociales urgentes, como el aumento de la población urbana, el consumo excesivo de energía o la seguridad vial, entre otros. Las metas de la ciudad inteligente, la eficiencia, seguridad y sostenibilidad, están destinadas a la sostenibilidad económica, social y medioambiental.

Los primeros intentos de ciudades inteligentes hacen uso de redes interconectadas, como las redes inteligentes para aumentar la eficiencia energética, la tecnología de detección y monitoreo para la gestión inteligente del tráfico y el monitoreo de la contaminación, la mejora de la informática y el almacenamiento de datos, y las identificaciones digitales para mejorar el acceso a los servicios.

¿Cuál es la tecnología utilizada?

El núcleo de la ciudad inteligente es una red interconectada que recoge y comparte datos. Esta red no solo debe funcionar sin interrupciones, sino que también debe cumplir con altos requisitos de conectividad, ancho de banda y capacidad de procesamiento, y al mismo tiempo ser capaz de trabajar con muy poca energía. Por esta razón, la tecnología clave para los dispositivos de IoT esenciales para las ciudades inteligentes es la tecnología de semiconductores.

La tecnología de semiconductores se utiliza para los chips y componentes de hardware dentro de los objetos inteligentes, especialmente los sensores inteligentes y la tecnología de monitoreo. Los procesadores de un dispositivo de IoT, como los MCU (microcontroladores), tienen que llevar incorporado el software, que es lo que permite a los dispositivos detectar los datos, procesarlos y comunicarse con la red. Debido a que la red está conectada en su mayoría a Internet, gran parte del desarrollo de un sistema de IoT consiste en habilitar dispositivos con opciones de conectividad de alto rendimiento, como 5G, LTE, Wi-Fi y Bluetooth.

Infraestructura de la ciudad inteligente

Red inteligente

Una red inteligente es un sistema de energía totalmente interconectado que funciona en niveles de alta eficiencia energética y abastece a toda la infraestructura de la ciudad inteligente. La tecnología de medición inteligente mejora la confiabilidad de la red al monitorear y regular el suministro de energía.

Medidores inteligentes

Los medidores inteligentes son dispositivos electrónicos inteligentes que registran datos sobre el consumo de electricidad, agua y gas natural. Un sistema de comunicación bidireccional permite a los proveedores y distribuidores de servicios recopilar información sobre el consumo y monitorear los patrones de energía de los clientes.

Estaciones de carga para vehículos eléctricos y estacionamiento inteligente

Las estaciones de carga para vehículos eléctricos suministran electricidad a los vehículos desde la red. Aunque los vehículos eléctricos están equipados con un convertidor de CA/CC para la carga doméstica, las estaciones de carga enchufables suministran CC directamente para la carga rápida.

Sistemas de energía distribuida (DES)

Las redes inteligentes promueven el cambio de un modelo centralizado que ve cómo la energía fluye desde una central eléctrica hasta el consumidor, a un modelo de generación de energía renovable distribuida y participación directa del consumidor. Los paneles solares domésticos y públicos, las turbinas eólicas, los generadores de biomasa, las fuentes de energía hidráulica, geotérmica e híbrida, así como los cargadores de vehículos eléctricos y los hogares inteligentes, pueden contribuir a alimentar la red generando o almacenando electricidad.

Monitoreo y sensores inteligentes

La ciudad inteligente se basa en el uso de tecnología inteligente para elaborar y actuar sobre los datos recopilados del entorno. Los datos se recopilan mediante el uso de tecnologías de detección y cámaras inteligentes. Las tecnologías de sensores tienen que funcionar a una potencia muy baja para prolongar la duración de la batería y pueden aprovechar el calor, el radar, el lidar, la proximidad, la detección química y la luz solar.

Gestión del tráfico y la contaminación

Los sensores para la gestión del tráfico utilizan un radar de ondas milimétricas (mmW) para recopilar datos, comunicarse de forma inalámbrica a través de la red y retroalimentar los datos en tiempo real al sistema de tráfico. Esto abre un abanico de aplicaciones como la prevención de accidentes, regulación del tráfico y reorientación de los vehículos hacia zonas menos transitadas.

Cámaras inteligentes

La videovigilancia también forma parte del sistema, tanto para el mantenimiento como para el control y la seguridad en general. El tema de la vigilancia permanente sigue siendo uno de los más debatidos, ya que roza cuestiones de importancia ética como la seguridad y la privacidad de los datos.

Informática de borde y puertas de enlace

Es necesario almacenar y procesar las grandes cantidades de datos recopilados por los sensores semiconductores y la tecnología de monitoreo. Las puertas de enlace almacenan los datos recopilados, los elaboran y seleccionan, y envían los datos sensibles al sistema para aplicar medidas correctivas. Los datos se procesan según un modelo de red de distribución local de nodos conocido como "informática de borde". Al elaborar los datos cerca de la fuente de su recopilación, la red es capaz de procesar grandes cantidades de datos compartidos en tiempo real.

Identificaciones digitales y otras tecnologías

Las identificaciones digitales serán una parte integral del sistema de la ciudad inteligente. Los ciudadanos podrán conectarse directamente a los servicios gubernamentales y utilizar sus identificaciones digitales para relacionarse con la red, por ejemplo, para acceder al transporte público, realizar transacciones, reservar lugares de estacionamiento o planificar rutas, y confirmar sus identidades.

Conclusión

A medida que las tecnologías para alcanzar una red de IoT autónoma, inteligente e interconectada siguen mejorando, el diseño de la ciudad del futuro empieza a tomar una forma más definida. Los ciudadanos de todo el mundo interactuarán cada vez más con los sistemas de IoT a medida que se integren tanto en la planificación de la ciudad futura como en la actual. La perspectiva es una ciudad menos costosa, más eficiente desde el punto de vista energético, más cómoda y más segura. Sin embargo, aún quedan desafíos por delante tanto en la hoja de ruta de estas tecnologías como en la adopción cultural y social.

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