Le città intelligenti, o "smart cities", rappresentano uno dei concetti più innovativi e promettenti nell'urbanistica e nella gestione delle risorse urbane del XXI secolo. Queste città utilizzano tecnologie dell'informazione e della comunicazione (ICT) per migliorare la qualità della vita e dei servizi, tramite l’inserimento di soluzioni innovative sui servizi urbani, riducendo i costi e il consumo di risorse naturali, al fine di beneficiare sia i cittadini sia l'ambiente. In questo articolo, si esplorano i vantaggi, gli obiettivi e la sostenibilità delle smart cities, sottolineando come le città del futuro ci possano aiutare a creare e gestire sistemi complessi per il nostro vivere, lavorare e interagire con l'ambiente circostante.
Le città intelligenti offrono numerosi vantaggi che vanno dalla gestione efficiente delle risorse al miglioramento della qualità della vita dei cittadini. Uno dei principali vantaggi è l'ottimizzazione della gestione del traffico e dei trasporti pubblici, grazie all'utilizzo di sistemi intelligenti di gestione del traffico e applicazioni mobili che forniscono in tempo reale informazioni sulle condizioni di traffico e sugli orari dei trasporti, e sui parcheggi. Questo non solo riduce il tempo speso nel traffico ma contribuisce anche alla diminuzione delle emissioni di CO2 ed NO2. La gestione predittiva dei parcheggi riduce drasticamente il numero di auto circolanti in cerca di parcheggio. Nell’ambito ambientale la gestione intelligente dei rifiuti permette una riduzione dei costi, l’aumento dei processi di riciclo fino a diventare una rendita e non costo. Un altro aspetto fondamentale è l'efficienza energetica. Le smart cities implementano soluzioni di illuminazione stradale intelligente, sistemi di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria (HVAC) ottimizzati e infrastrutture per la produzione di energia rinnovabile, come pannelli solari e turbine eoliche, riducendo significativamente il consumo energetico e l'impatto ambientale. Le città intelligenti migliorano la qualità della vita attraverso la fornitura di servizi sanitari più efficienti, grazie all'uso di telemedicina e piattaforme digitali che consentono monitoraggi a distanza e consultazioni mediche, riducendo i tempi di attesa e migliorando l'accesso alle cure. In modo trasversale, le smart city forniscono soluzioni per stabilire un dialogo partecipato con i cittadini e le parti sociali in modo da rispondere prontamente alle problematiche che emergono.
Recentemente nel contesto delle smart city stà entrando il concetto di Digital Twin, gemello digitale. il concetto di Digital Twin che rappresenta un gemello digitale del singolo sottosistema (Local Digital Twin) come dell’intera città o di parte di questa (Global Digital Twin). Il Digital Twin dovrebbe essere in grado di modellare dati di varia natura e di mantenerli collegati fra di loro e con la sua controparte nel mondo fisico. Per esempio, un edificio con il suo modello BIM (Building Information Modeling) con il dettaglio dei piani, dei sottosistemi idraulici, elettrici, servizi, dei materiali costruttivi, etc.; i sistemi di controllo con i dati in tempo reale (dati del mondo IoT) degli stessi (caldaie, condizionatori, impianti elettrici, sensori, connessione di rete, etc.); eventi e loro evoluzione dello stato; dipendenze funzionali e strutturali; relazioni con le destinazioni d’uso e l’uso stesso che ne viene fatto dalle persone; aspetti microclimatici; etc. Le sperimentazioni in atto stanno dimostrando che i modelli Digital Twin possono fornire una migliore visione di contesto a supporto delle decisioni.
Obiettivi e sostenibilità
Gli obiettivi delle città intelligenti sono molteplici e si concentrano principalmente sull'aumento dell'efficienza operativa, sul miglioramento della qualità della vita urbana e sulla promozione della sostenibilità ambientale. Uno degli obiettivi principali è creare un ambiente urbano più reattivo e adattivo, in grado di anticipare e rispondere in modo efficiente alle esigenze dei cittadini, migliorando così la vivibilità delle città. Un altro obiettivo importante è promuovere l'inclusione sociale e l'accessibilità, utilizzando la tecnologia per eliminare le barriere fisiche e informative che limitano la partecipazione di alcuni gruppi della società. Ciò include l'implementazione di sistemi di comunicazione accessibili a tutti e la promozione di spazi urbani inclusivi. Infine, le smart cities mirano a diventare completamente sostenibili dal punto di vista ambientale, economico e sociale, integrando tecnologie verdi, ma anche pratiche sostenibili in tutti gli aspetti della vita urbana, dalla gestione dei rifiuti alla produzione di energia, per garantire un futuro più verde e più salubre per le generazioni future.
La sostenibilità è al cuore del concetto di città intelligente. Attraverso l'utilizzo di tecnologie avanzate e soluzioni innovative, le smart cities mirano a ridurre l'impronta ecologica e a promuovere un uso più consapevole ed efficiente delle risorse naturali, si veda per esempio i Sustainable Development Goals, SDG, delle Nazioni Unite, ma anche le direttive SUMP/SUMI in Europa, e gli obiettivi internazionali per riduzione dell’impronta. Questo include la gestione intelligente dell'acqua, con sistemi che rilevano perdite in tempo reale e ottimizzano l'uso dell'acqua, e la gestione dei rifiuti, attraverso l'uso di sensori per monitorare i livelli di riempimento dei contenitori e ottimizzare i percorsi di raccolta. Le città intelligenti promuovono la mobilità sostenibile (si vedano le soluzioni di Mobility as a Service, MaaS), incentivando l'uso di mezzi di trasporto ecologici come biciclette elettriche, scooter e veicoli elettrici e implementando infrastrutture per la loro ricarica, ma anche le soluzioni di sharing e pooling. Ciò contribuisce non solo a ridurre le emissioni di gas serra ma anche a migliorare la qualità dell'aria urbana.
Snap4City dell’Università di Firenze
Snap4City è una piattaforma innovativa che offre soluzioni open source complete per lo sviluppo e la gestione delle smart cities (https://www.snap4city.org ). Attraverso l'impiego di tecnologie avanzate, quali IoT (Internet delle Cose), big data, intelligenza artificiale, Digital Twin, Snap4City fornisce strumenti per acquisire e gestire dati, analizzare, gestire e ottimizzare (in pianificazione) i vari aspetti della vita urbana, facilitando così il raggiungimento degli obiettivi di sostenibilità, aumento della qualità della vita e dei servizi, e la riduzione dei costi.
Snap4City gioca un ruolo cruciale nel promuovere la sostenibilità ambientale nelle città. La piattaforma permette di monitorare in tempo reale i dati ambientali, come la qualità dell'aria e i livelli di rumore, consentendo agli enti pubblici di adottare misure proattive per mitigare l'inquinamento, ma anche la gestione dei rifiuti e dell’acqua. L'integrazione di sistemi di gestione dell'energia aiuta a ottimizzare il consumo energetico degli edifici pubblici e privati, riducendo l'impatto ambientale e promuovendo l'uso di fonti di energia rinnovabile. Snap4City migliora significativamente la qualità della vita urbana attraverso la digitalizzazione dei servizi cittadini. La piattaforma facilita la creazione di applicazioni smart personalizzate che possono fornire servizi efficienti e reattivi per i cittadini, come la gestione intelligente del traffico e dei parcheggi, con sistemi adattivi di illuminazione pubblica, e con modelli adattivi di trasporto e per la raccolta rifiuti. I servizi risultano più efficienti, più facilmente fruibili, meno costosi e capaci di reagire rispetto ad eventi imprevisti, con tecniche di resilienza.
Le soluzioni che accumulano i dati in applicazioni verticali separate per mobilità, ambiente, energia, rifiuti, etc., sono oramai obsolete. Da anni è stato dimostrato come le città siano modelli complessi dove effetti in cascata da un sottosistema all’altro sono all’ordine del giorno. Inoltre, per le stesse ragioni i modelli predittivi e di gestione che sfruttano dati integrati sono molto piu’ precisi dei loro predecessori che lavoravano solo in modo verticale. Pertanto, soluzioni come Snap4City, anche adottato dalla Commissione Europea, permettono la raccolta centralizzata dei dati per adottare tecniche di supporto alle decisioni in condizioni operative in tempo reale, e per la pianificazione tattico strategica a medio e lungo termine. Tali tecniche permettono di identificare inefficienze e sprechi in vari settori, consentendo un intervento rapido e mirato che si traduce in risparmi economici tangibili. Inoltre, la piattaforma supporta la pianificazione urbana basata sui dati, riducendo i costi associati a decisioni meno informate e migliorando l'efficacia delle politiche pubbliche.
Conclusioni
Le città intelligenti rappresentano una visione innovativa e sostenibile del futuro urbano, offrendo soluzioni concrete ai problemi ambientali, economici e sociali delle aree urbane contemporanee. Attraverso l'implementazione di tecnologie avanzate e pratiche sostenibili, le smart cities mirano a creare ambienti urbani più vivibili, efficienti e inclusivi, dimostrando che è possibile unire crescita e innovazione con la tutela dell'ambiente e il benessere dei cittadini. Il cammino verso la realizzazione di città veramente intelligenti è complesso e richiede la collaborazione tra governi, imprese e cittadini, ma i benefici potenziali sono immensi e possono portare a un futuro urbano più sostenibile e prospero per tutti. Snap4City offre un ecosistema tecnologico avanzato, ma aperto ai contributi locali di aziende ed operatori, che permette alle città di diventare maggiormente sostenibile e orientata al cittadino. Attraverso l'utilizzo di dati in tempo reale, analytic avanzate e intelligenza artificiale, Snap4City non solo facilita la gestione efficiente delle risorse urbane ma promuove anche uno sviluppo urbano che mette al centro il benessere dei cittadini e la tutela dell'ambiente. Implementare soluzioni come Snap4City significa fare un passo significativo verso il raggiungimento degli obiettivi di sostenibilità, qualità della vita migliorata e riduzione dei costi, pietre miliari per le città che mirano a diventare veramente intelligenti, pronti per le occorrenze operative e capaci di reagire alle nuove sfide.
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