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Edifici e Infrastrutture Intelligenti: come la Smart City cambierà la vita dei suoi abitanti

Edifici e Infrastrutture Intelligenti: come la Smart City cambierà la vita dei suoi abitanti

03.12.2021 | Un numero crescente di città in tutto il mondo sta investendo nelle tecnologie alla base delle cosiddette “smart city”.

Se, come dichiarano le previsioni delle Nazioni Unite, la maggioranza della popolazione mondiale vivrà nelle aree urbane entro il 2050, ci aspettano sfide ambientali, sociali ed economiche molto importanti, che le innovazioni in campo “smart” possono aiutarci a superare.

Edifici capaci di prendere decisioni autonome su consumi e manutenzioni e infrastrutture che si auto-monitorano, garantendo sicurezza e maggiori funzionalità, sono due elementi alla base del progresso necessario.

Le innovazioni tecnologiche che rendono “smart” edifici e infrastrutture
Quali sono, dunque, i tipi di tecnologia che contribuiscono a rendere “intelligente” una città e le sue componenti?

Sicuramente, una delle principali è l’Internet delle cose, termine con il quale si definisce una rete di dispositivi fisici connessi che “parlano” tra loro scambiandosi dati: sensori, luci e contatori che raccolgono e analizzano informazioni.

C’è poi l’Intelligenza artificiale (IA) attraverso la quale le macchine sono progettate e programmate per imitare il processo decisionale umano. Con l’IA si possono monitorare e analizzare modalità d’uso di strumenti, pattern di consumi, rilevare volti, leggere targhe ed elaborare dati satellitari, per poi pianificare le funzioni di infrastrutture e edifici.

Con la Realtà aumentata (AR) si possono sovrapporre  simulazioni e indicazioni virtuali all'ambiente reale che ci circonda. La tecnologia AR può aiutare a visualizzare criticità per prevenire incidenti naturali o umani, ma anche fornire suggerimenti visivi su dove trovare luoghi, eventi, parcheggi o trasporti, anche durante un'emergenza.

Oltre al WiFi, che costituisce ancora l’infrastruttura di base per la connettività degli ambienti smart, è poi sempre più centrale il ruolo del 5G, che permette di collegare smartphone, dispositivi e sensori wireless ad altissima velocità e con bassissimi livelli di latenza.

Sono inoltre molto utilizzati piccoli sensori (detti “beacon”) che sfruttano la tecnologia Bluetooth Low Energy (BLE) per tracciare la posizione di oggetti anche in movimento (utile per i trasporti) mentre il Global Positioning System (GPS), il sistema di navigazione satellitare, può aiutare in situazioni di pendolarismo, trasporti congestionati o emergenze, senza contare l’uso nel campo della salute pubblica, come il contact tracing in caso di epidemie.

Cosa sono gli smart building e le smart infrastructures
Un edificio intelligente è, in buona sostanza, un edificio che utilizza processi automatizzati per controllare i propri sistemi interni e se necessario agire in tempo reale sulle regolazioni, così da aumentare produttività ed efficienza in primo luogo dal punto di vista energetico e dei costi.

Per facilitarne la comprensione, possiamo paragonarlo a un organismo vivente. L'edificio ha un cervello, ovvero il sistema di gestione automatizzato (BMS - Building Management System), che controlla altre “parti del corpo” della struttura, dall’illuminazione agli impianti idraulici, dai sistemi di controllo degli accessi a quelli di sicurezza.

Analogamente, un'infrastruttura intelligente è un’opera di pubblica utilità dotata di un sistema che gestisce gli elementi che la compongono per mezzo di diversi strumenti tecnologici ed è dotata di sensori  in grado di produrre dati che vengono utilizzati per migliorare i processi decisionali. Anche in questo caso l’obiettivo è raggiungere livelli ottimali di produttività ed efficienza, oltre che sostenibilità e sicurezza.

Quali sono i benefici degli Smart Building?
Stando alle più dettagliate ricerche di settore, si prevede che i dispositivi connessi installati negli edifici, in modo da renderli propriamente “smart”, cresceranno fino a quasi di 3 miliardi entro il 2025.

Un’ottima notizia, visto che gli edifici che incorporano tecnologie intelligenti possono ad esempio ridurre i costi generali di gestione di una media del 15% e creare un ambiente più ecosostenibile.

Una delle innovazioni più gradite sarà certamente quella che riguarda il comfort e di conseguenza la salute di chi vive in uno smart building. Questi edifici hanno infatti controlli avanzati della temperatura e dell'illuminazione, che aiutano a migliorare la qualità dell'aria interna e i livelli di luce nelle stanze.

Possono anche monitorare i livelli di anidride carbonica e di particolato nell'aria e avvisare chi di dovere se si raggiungono valori fuori norma. I riflessi possono essere sorprendenti: secondo recenti studi una più efficace ventilazione e una maggiore qualità dell'aria interna possono anche aumentare  la nostra capacità di applicarsi nel lavoro dell'8-11%, e migliorare le condizioni di illuminazione può aumentare la produttività addirittura del 23%.

Occorre inoltre considerare che un edificio intelligente comporta una sensibile riduzione dei costi operativi e di manutenzione, grazie ai controlli automatici che vengono eseguiti, e che permettono di notificare il bisogno di interventi o sostituzioni quando necessario. Questo sistema non solo riduce i controlli periodici manuali inessenziali, ma agendo in modo preventivo aiuta a ridurre eventuali “tempi morti” tra l’insorgere di un guasto, la sua segnalazione e l’intervento.

I vantaggi nell’uso delle Smart Infrastructure
Passando alle infrastrutture di nuova generazione, possiamo senz’altro affermare che sono essenziali per migliorare la vita quotidiana dei suoi cittadini. Ma quali sono le loro principali caratteristiche benefiche?

Grazie ai sistemi tecnologici integrati, le infrastrutture smart controllano costantemente e automaticamente la loro struttura interna e lo stato dei materiali che la compongono. Unendo questa attività alla valutazione delle condizioni ambientali, anche queste sono quindi in grado di migliorare sensibilmente precisione e velocità delle manutenzioni o fornire indicazioni utili.

Una caratteristica già applicata su un numero crescente di tratti delle autostrade nazionali, dotate di sensori capaci di rilevare situazioni di degrado strutturale, ma che può essere sperimentata anche su realtà storiche, come testimonia l’esperimento sul Ponte di Buriano, risalente al 1277.

Sul fronte della sicurezza, poi, le infrastrutture intelligenti hanno una marcia in più:  i processi  si adattano ai cambiamenti, anche nell’immediato, e anche in caso di errori umani, incidenti o disastri naturali permettono di mantenere le persone al sicuro e le funzioni degli impianti stabili. Questo anche in modo preventivo: si pensi a un’assegnazione calcolata di posti da occupare da parte del pubblico durante grandi eventi.

Ad esempio, Montreal, una delle città “più intelligenti” del mondo, ha da qualche anno attivato sistemi di sensori sulle strade che possono riconoscere buche di soli 30 cm di diametro e attivare l’intervento di una squadra di operai, mentre informazioni smart sul traffico permettono ai veicoli di emergenza percorsi senza ingorghi e ostacoli, evitando ritardi nei soccorsi e risparmiando minuti preziosi.

Nel nostro Paese, anche una città che pone sfide gestionali molto particolari come Venezia trova benefici importanti dall’adozione di infrastrutture smart. Grazie alla sua  Smart Control Room, infatti, le autorità municipali possono monitorare in tempo reale l’andamento delle maree e dell’acqua alta, il traffico nei canali e molti altri indicatori che possono rivelarsi critici in relazione all’ingente afflusso di turisti.

Le infrastrutture intelligenti migliorano inoltre le relazioni con il cittadino, mediante un'esperienza-utente immediata e che si adatta alle esigenze di tutti: una città intelligente può ad esempio informare in tempo reale le persone sui servizi, le notizie o i prodotti che cercano in base alla zona in cui si trovano.

Così in Australia il progetto delle smart beach ha permesso di aiutare le persone a scegliere i luoghi migliori dove passare il proprio tempo libero durante la bella stagione, aiutando al tempo stesso gli operatori di pubblica sicurezza a monitorare l’affollamento dei luoghi e decidere come ottimizzare i controlli da parte dei bagnini. Ci siamo riusciti, recentemente, anche in Italia, grazie all’app UAU-Spiagge LIbere, che ha permesso ai turisti di scegliere dove prendere il sole in base all’affollamento delle calette dell’arcipelago di La Maddalena.

Anche in questo caso si tratta  di utilizzare in modo efficiente le risorse e i processi delle singole infrastrutture nell’unica chiave per garantirci un futuro possibile: quella della sostenibilità.

Illustrazione di Serena Gianoli

l'autore
Giacomo Lucarini