cidades inteligentes - “smart cities”projfeup/submit_14_15/uploads/relat_gi32.pdf · décadas,...
TRANSCRIPT
Cidades Inteligentes - “Smart Cities”
Infraestrutura tecnológica: caracterização, desafios e tendências.
Projeto FEUP
2014/2015
Trabalho elaborado por:
Nuno Coelho
Rui Paiva
Sebastião Baldaque
Sérgio Almeida
Sérgio Salgado
Grupo 32 MIEIC/MIEIG
Nuno Coelho, Rui Paiva, Sebastião Baldaque, Sérgio Almeida, Sérgio Salgado Supervisor: Rosaldo Rossetti Monitor: Miguel Sandim
Cidades Inteligentes - “Smart Cities”
Secção I
Resumo
Com a constante migração humana de zonas rurais rumo a espaços
metropolitanos modernos, procurando uma melhoria na qualidade de
vida, o Homem procurou formas de fazer com que o aumento de
população em zonas urbanas não congestionasse a eficácia dos serviços
fornecidos pela cidade. Para isto recorreu à tecnologia que tem vindo a
evoluir rapidamente no decorrer dos últimos anos.
Porém, a implantação desta tecnologia envolve custos
elevadíssimos, algo que as empresas não estão dispostas a investir,
podendo trazer certos problemas para a emancipação deste género de
espaços urbanos.
Ao longo deste projeto, foram algumas as dificuldades a que o
grupo teve presente, dado que o conceito de “smart city” é algo recente
mas que terá um grande impacto no nosso futuro, visto que a evolução
tecnológica se mantem a um ritmo elevado.
Palavras-chave
Cidades Inteligentes;
Movimentos em
massa;
Cidadão;
Serviços públicos;
Serviços
administrativos;
Infraestrutura física e
digital;
Qualidade de vida;
Ordenamento de
Território;
Tecnologias;
Comunicação;
Educação;
Mobilidade;
Projeto Masdar;
Sustentabilidade;
Inovação;
Impacto Ambiental.
Cidades Inteligentes - “Smart Cities”
Secção II
Agradecimentos
Ao longo do desenvolvimento deste trabalho, o nosso grupo pôde
contar com a ajuda constante de diversas pessoas às quais queremos
agradecer pelo apoio que mostraram perante o nosso grupo.
Sendo assim gostaríamos de agradecer ao nosso monitor, Miguel
Sandim, e ao professor supervisor, Rosaldo Rossetti, que nos ajudaram, ao
longo das últimas semanas, a desenvolver todo este processo, mostrando-
-se sempre disponíveis para qualquer tipo de situação. Neles podemos
confiar a tarefa de nos guiarem e nos encaminharem durante a realização
do trabalho.
Por último, gostaríamos de agradecer a todas as entidades que
estiveram presentes ao longo da semana de integração no Projeto FEUP,
fornecendo novos fundamentos teóricos e práticos aos estudantes do 1º
ano da FEUP, mostrando-se essenciais para o começo e desenrolar deste
trabalho.
Cidades Inteligentes - “Smart Cities”
Secção III
Lista de Figuras e Gráficos
Figura 1 - Características de uma Smart City .............................................. 8
Figura 2 - Taxas de Congestionamento em Hora de Ponta em algumas
Cidades Europeias no ano de 2012 ........................................................... 10
Figura 3 - Smart Mobility .......................................................................... 15
Figura 4 - Masdar Institute Campus .......................................................... 17
Cidades Inteligentes - “Smart Cities”
5
Índice
1. Introdução............................................................................................. 6
2. O que é uma “smart city”? .................................................................... 7
3. O porquê das “smart cities” fazerem parte de um futuro próximo. .... 10
3.1. Problemas Ecológicos ................................................................................................... 11
3.2. Problemas relacionados com a eficiência dos transportes públicos ............................ 11
4. Quais as diferenças entre uma cidade tradicional e uma “smart city”?13
4.1. SOCIAL ........................................................................................................................... 14
4.2. COMUNICAÇÃO............................................................................................................. 14
4.3. EDUCAÇÃO .................................................................................................................... 14
4.4. SEGURANÇA PÚBLICA ................................................................................................... 14
4.5. MOBILIDADE ................................................................................................................. 15
4.6. ECOLOGIA ..................................................................................................................... 15
4.7. TURISMO ....................................................................................................................... 16
4.8. ARQUIVOS ..................................................................................................................... 16
4.9. VISIBILIDADE ................................................................................................................. 16
5. Qual o futuro das “smart cities”? ........................................................ 17
6. Conclusão ............................................................................................ 18
Cidades Inteligentes - “Smart Cities”
6
1. Introdução
Dado a rápida e eficaz evolução tecnológica que temos
testemunhado nos últimos anos e consequente melhoria da qualidade de
vida nos locais onde esta se concentra, que por sua vez levou a uma
migração em massa das zonas rurais para as zonas urbanas, o Homem
teve a necessidade de responder à rápida movimentação humana que se
verificou, com o objetivo de manter as altas condições de vida que havia
nas cidades, tornando os serviços mais eficazes, de modo a que o
aumento de habitantes não congestione a sua eficiência. Com isto, seria
criado o conceito de “smart city”, que seria aperfeiçoado ao longo dos
anos com a chegada de novas tecnologias e novas ideias, com o objetivo
de melhorar as condições de vida dentro das cidades.
O subtema proposto ao nosso grupo (Infraestrutura tecnológica:
caracterização, desafios e tendências) visa focar a importância que a
tecnologia teve para o conceito de “smart city”, os tipos de tecnologias
que estão implementadas nas “smart cities” de hoje em dia, juntamente
com as que serão implementadas no futuro. Porém a implantação destas
tecnologias não são simples, pois requerem enfrentar desafios a nível
tecnológico, que podem não ser satisfeitas com a que temos hoje.
Concluindo, com a criação deste relatório, e posteriormente um
póster e uma apresentação, pretendemos dar a conhecer este conceito de
“smart city” que, embora de momento não pertença ao nosso quotidiano,
fará parte das nossas vidas, caso a evolução tecnológica à qual assistimos
continue.
Cidades Inteligentes - “Smart Cities”
7
2. O que é uma “smart city”?
Com a evolução tecnológica que se tem vindo a verificar nas últimas
décadas, a migração de multidões oriundas de regiões rurais para cidades
(à procura de novos trabalhos e uma superior qualidade de vida,
relativamente às zonas rurais) tem sido um assunto presente no nosso
quotidiano. Como resultado destes movimentos em massa, os serviços
públicos das cidades têm visto o seu trabalho ser dificultado com a
enorme quantidade de pessoas a satisfazer, levando à necessidade de os
tornar cada vez mais eficazes e menos dispendiosos, que por sua vez leva
a uma evolução saudável da cidade em causa.
Porém, o conceito de “smart city” vai muito além das relações
transacionais entre os serviços públicos e o cidadão comum. Aliás, o
conceito “smart city” não existe por si só. Esta é designada por um
conjunto de passos que um cidadão toma, juntamente com os serviços,
para tornar a cidade um local mais habitável/confortável, tornando os
serviços mais eficientes e sólidos, prontos a responder a qualquer
situação. Os cidadãos são ingredientes-chave para o desenvolvimento da
“smart city”, oferecendo feedback que visa o aumento de eficiência dos
serviços oferecidos pela cidade.
A manutenção e desenvolvimento de uma “smart city” envolvem 5
pontos:
A existência de uma grande infraestrutura digital
moderna, mas segura, para que os cidadãos possam aceder a qualquer
tipo de informação quando quiserem, onde quiserem;
O reconhecimento que o melhoramento dos serviços
públicos vem com uma mentalidade centrada nos cidadãos (onde as
necessidades dos habitantes vêm primeiro, oferecendo serviços de
forma coerente, rápida e eficaz, de modo a estarem acessíveis para os
cidadãos a qualquer momento);
Cidades Inteligentes - “Smart Cities”
8
Uma infraestrutura física inteligente, que possibilita aos
serviços utilizar ao máximo os dados, quer de modo a manusear de
forma eficiente os serviços públicos, quer de modo a investir
estrategicamente na cidade e na comunidade (Ex: fazer com que os
transportes públicos cooperem com as horas de ponta da cidade);
Abertura para aprender com outros e experimentar
novas técnicas e modelos de trabalho;
Transparência de resultados/desempenho, como por
exemplo, um painel de serviços da cidade de modo a que os cidadãos
possam comparar e desafiar o desempenho desses serviços
Porém, de acordo com estudos realizados pelo governo britânico, as
cidades e empresas concordam que há ainda um sexto ponto para o
sucesso de uma “smart city”: que a pessoa em cargo tenha uma visão
clara e consistente sobre o que a cidade oferece às pessoas,
comprometendo-se a fazer qualquer alteração que seja necessária. Deste
modo é possível criar um ambiente saudável para o desenvolvimento de
negócios, que por sua vez aumenta a qualidade de vida dos cidadãos
residentes.
Cidadão
Inteligente
Energia Inteligente
Educação e Governo
Inteligentes
Assistência Médica
Inteligente
Construção
Inteligente
Tecnologia
Inteligente
Mobilidade
Inteligente
Infraestrutura
Inteligente
CIDADE INTELIGENTE
(“SMART CITY”)
Figura 1 - Características de uma Smart City
Cidades Inteligentes - “Smart Cities”
9
De acordo com um artigo no site da Forbes, pode-se considerar uma
cidade como sendo “smart” se ela conter cinco das seguintes oito
características vistas na imagem colocada acima. Também neste artigo
podemos encontrar que a contínua migração para zonas urbanas levará ao
estabelecimento de 26 “smart cities” até 2025, em que se estima que 50%
destas estejam na América do Norte e Europa. Já num estudo realizado
por Frost & Sullivan, os negócios envolventes no desenvolvimento de
“smart cities” contêm um potencial combinado de $1.5 triliões que
separam em energia, saúde, tecnologia, transportes, construção e
administração. Embora seja um negócio envolvendo um enorme
potencial, os riscos de investimento ainda são altos, pois ainda não existe
um modelo fixo de desenvolvimento de uma “smart city”, mesmo com o
projeto Masdar em desenvolvimento.
Cidades Inteligentes - “Smart Cities”
10
3. O porquê das “smart cities” fazerem parte de um
futuro próximo.
Embora atualmente o Homem possui recursos suficientes para
manter o crescimento populacional sem prejudicar o bom funcionamento
das cidades atuais, devem ser feitas mudanças para que estes recursos
sejam aproveitados de forma eficiente, evitando assim a destruição do
meio ambiente.
Um dos maiores problemas que as cidades de grande dimensões
enfrentam, é o problema de congestionamento de trânsito, havendo
cidades como Istambul, que segundo um estudo realizado na Europa pela
empresa de GPS, TomTom, têm em média, os tempos de viagem 57% mais
longos do que quando o trânsito flui normalmente e 84% mais longos
durante as horas de ponta. Seguindo-se de Varsóvia e Marselha com
médias respetivas de 45% e 42%.
Já em Portugal, Lisboa e Porto ficaram em 34º e 43º lugar neste
estudo, com taxas de congestionamento de 21% e 17%, tendo Lisboa
descido 12 lugares na tabela desde o último trimestre, e Porto fazendo a
sua primeira aparência neste estudo.
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
Istambul Varsóvia Marselha Lisboa Porto
Taxas de Congestionamento em Hora de Ponta
Figura 2 - Taxas de Congestionamento em Hora de Ponta em algumas Cidades Europeias no ano de 2012
Cidades Inteligentes - “Smart Cities”
11
Embora os números sejam animadores, problemas como o
congestionamento continuam a ser obstáculos sérios para qualquer
cidade que se deseje modernizar.
O problema do congestionamento carrega consigo, dentro das
grandes cidades atuais, outros sub-problemas, entre eles:
Ecológicos;
Eficiência dos transportes públicos.
3.1 Problemas Ecológicos: Este problema tem nas cidades como
fonte principal o congestionamento de trânsito nas vias públicas, gerando
emissões de CO2 e polução sonora, desnecessárias e facilmente evitáveis.
Investindo por exemplo, num sistema de metro subterrâneo, é possível
proporcionar um sistema de transporte, mais rápido que os automóveis
individuais, e mais confortável que ir a pé, no ambiente urbano, sem
sacrificar, por exemplo uma faixa na via pública exclusiva para autocarros.
Deste modo, proporciona-se um meio de transporte que funciona com
energias renováveis (eletricidade) mantendo a elevada capacidade de
transporte dos autocarros.
3.2 Problemas relacionados com a eficiência dos transportes
públicos: Um dos problemas de meios de transporte públicos (Ex:
Autocarros), é que nalgumas cidades utilizam a mesma via publica que os
transportes pessoais, que durante horas de ponta pode levar a que eles
fiquem presos em congestionamentos, prejudicando o seu bom
funcionamento.
Existem maneiras de prevenir isto, como por exemplo, reservar uma
faixa na via pública exclusiva para os autocarros, porém nalguns casos esta
solução retira uma faixa aos transportes pessoais resultando em maior
congestionamento nas restantes vias e uma faixa praticamente vazia para
os autocarros.
De modo a prevenir isto, deve-se fazer uma recolha de dados do
fluxo de trânsito durante os vários dias da semana, ajustando os horários
Cidades Inteligentes - “Smart Cities”
12
dos transportes públicos de forma a baixar a quantidade de
congestionamentos, abrindo a faixa reservada a autocarros aos veículos
de transporte pessoal conforme necessário.
Outra solução, como dito no problema anterior, seria investir num
sistema de metro subterrâneo, que por não recorrer às vias públicas, não
interfere com o trânsito nas vias públicas, resultando numa maior fluidez
no trânsito, ao reduzir o tempo perdido em congestionamentos.
Cidades Inteligentes - “Smart Cities”
13
4. Quais as diferenças entre uma cidade tradicional e
uma “smart city”?
As cidades inteligentes trazem muitos benefícios aos habitantes,
proporcionando, a muitos níveis, uma melhoria significativa na qualidade
de vida. Estas, com a tecnologia nelas usada, promovem o seu
desenvolvimento de forma mais rápida e inteligente.
Quais as vantagens das “smart cities”? Atualmente, a tecnologia é
uma área em constante desenvolvimento, pelo que, todos os dias se
descobrem novos métodos ou sub-áreas que são mais aprofundadas. Com
isto, temos vários aspetos que colocam estas cidades à frente das
tradicionais:
• Social;
• Comunicação;
• Educação;
• Segurança Pública;
• Mobilidade;
• Ecologia;
• Turismo;
• Arquivos;
• Visibilidade.
(Rede Cidade Digital, 2013)
Cidades Inteligentes - “Smart Cities”
14
4.1 SOCIAL: A componente social é a componente que engloba
todas visto que todas contribuem para uma melhor qualidade de vida a
nível social. As tecnologias, neste departamento, estabelecem uma ligação
mais próxima com o cidadão, promovendo uma sociedade mais ativa e
participativa que incluem as pessoas em campanhas e objetos de
desenvolvimento.
4.2 COMUNICAÇÃO: A comunicação é bastante importante numa
cidade, pelo que, se for efetuada eficazmente, resulta na facilidade de
resolver situações. Consequentemente, se os serviços e órgãos de uma
cidade estiverem todos interligados, a comunicação entre eles é gratuita e
muito mais eficiente. Além disso, a comunicação com o público e a
consulta de informação, bem como a resolução de problemas através de
meios tecnológicos favorece toda a população.
Um exemplo de uma tecnologia que está em desenvolvimento no
campo da comunicação é o “CCG’ Real Time Location System”, que visa
melhorar a determinação da localização de pessoas dentro de edifícios,
através de ondas rádio. Deste modo, operações policiais tornar-se-ão mais
eficazes, sendo possível seguir o rasto de pessoas e/ou equipamentos.
4.3 EDUCAÇÃO: A educação é o exemplo ideal de como as
tecnologias favorecem o crescimento de conhecimento. A internet facilita
imenso a pesquisa e desenvolvimento de conhecimento. A nível escolar,
as tecnologias incentivam não só os alunos, como forma mais apelativa de
aprender, mas também facilitam aos professores a maneira como
apresentam a matéria aos alunos. Na parte administrativa da educação,
também são essenciais estes métodos digitais no tratamento da
informação.
4.4 SEGURANÇA PÚBLICA: A segurança é um fator muito
importante no nosso quotidiano. As cidades mais evoluídas, como é o caso
das cidades inteligentes, utilizam a tecnologia mais avançada também no
campo da segurança. São exemplo, câmaras de vigilância, sistemas de
identificação por impressão digital e/ou cartões eletrónicos que barram
acessos,
Cidades Inteligentes - “Smart Cities”
15
sensores que indicam a existência de fumo e incêndios e o contacto destas
situações às entidades competentes de forma rápida e eficaz.
4.5 MOBILIDADE: Nesta área, a tecnologia tem várias aplicações,
que, interligadas com outras áreas, a favorecem. A internet, veio
“encurtar” muitas distâncias, ou seja, com o contacto que é possível
efetuar via internet, distâncias deixam de ser percorridas, melhorando a
mobilidade. Já noutro campo, é atualmente possível saber quantos
minutos faltam para o autocarro chegar através de uma simples
mensagem ou de um acesso a uma aplicação no telemóvel. Ainda nesta
área, a tecnologia usada na segurança, como as câmaras, são também
usadas para vigilância do trânsito e assim pode ser monitorizado de uma
forma mais eficaz, melhorando as condições de salvamento, por exemplo,
em caso de acidente. Os temporizadores sincronizados dos semáforos são
também uma grande ajuda na regulação do trânsito. Os carros, bicicletas,
motas elétricas são outra
aplicação das tecnologias. A
criação de sistemas de
estacionamento
inteligente, serviços de
partilha de carro ou
bicicleta, fazem também
parte de cidades deste
género.
4.6 ECOLOGIA: As smart cities apostam também na ecologia e no
bem-estar ambiental. Com isso, os edifícios são pensados de forma a
incluírem materiais inteligentes, técnicas construtivas ideais e energias
renováveis. São também instalados contadores inteligentes para que a
fatura da eletricidade seja mais baixa. Na rua, os candeeiros têm sensores
para que se acendam apenas quando é necessário, como é o exemplo da
“SInGeLu”, que consegue regular a intensidade da luz dos espaços
públicos, dependendo da intensidade da luz ambiente (acredita-se que
esta tecnologia pode baixar até 40% o custo total da energia gasta por
iluminação pública). A economia de água também está pensada através de
Figura 3 – Smart Mobility
Cidades Inteligentes - “Smart Cities”
16
sistemas inteligentes de gestão de água bem como de resíduos. Assim, a
gestão ambiental é muito melhor monitorizada e, consequentemente,
melhorada.
4.7 TURISMO: Numa cidade deste tipo, um conjunto de
informações sobre a cidade é relevante no turismo. Uma cidade que se
apresenta bem e informa capazmente os turistas é um chamariz para
estes. A divulgação de hotéis, locais de interesse, bem como, a
disponibilização de wi-fi em locais que são muito frequentados, são
métodos utilizados que resultam na melhoria da imagem da cidade e que
trazem turistas e muitas vezes viagens de negócios.
4.8 ARQUIVOS: Um arquivo é extremamente necessário em
qualquer lugar. Os serviços e órgãos de uma cidade necessitam de estar
organizados com software que simplifique o dia-a-dia dos seus
trabalhadores mas dos seus clientes e/ou utilizadores. Um serviço bem
organizado, melhora a imagem e, consequentemente, melhora a imagem
da cidade.
4.9 VISIBILIDADE: Uma cidade digital é muito mais reconhecida.
Qualquer pessoa, em qualquer parte do mundo é capaz de pesquisar e
obter informação sobre uma cidade informatizada. Uma cidade inteligente
projeta-se para o exterior muito mais facilmente.
Cidades Inteligentes - “Smart Cities”
17
5. Qual o futuro das “smart cities”?
Como foi dito no início deste relatório, as cidades estão a adaptar-se
lentamente a este novo conceito de cidade inteligente, porém está em
desenvolvimento um projeto que visa revolucionar o simples conceito de
cidade. Este projeto tem o nome
de Projeto Masdar e será uma
cidade totalmente inteligente
criada em Abu Dhabi, que terá
como característica principal a
não-emissão de gases com efeito
de estufa, tornando-se assim em
espaço urbano completamente sustentável.
Esta cidade incorpora técnicas de sucesso de planeamento de
território e de desenvolvimento sustentável utilizadas por diferentes
cidades de todo o mundo, surgindo como uma resposta à questão das
mudanças climáticas e do aquecimento global, mostrando que o conceito
de uma cidade sustentável pode ser economicamente viável. A ajudar na
construção desta “smart city” estão envolvidas empresas como a BP e a
General Electrics e entidades como o MIT.
Para ser sustentável, esta cidade será sustentada por energia
totalmente renovável, porém isto vai deixar de ser possível à medida que
a cidade cresce, fazendo com que seja necessária energia renovável
proveniente de fora da cidade. Para isto já existem vários projetos de
energias renováveis em construção espalhados pelos Emirados Árabes
Unidos, que têm como objetivo fornecer energia limpa para Masdar.
Figura 4 - Masdar Institute Campus
Cidades Inteligentes - “Smart Cities”
18
6. Conclusão
Com a contínua e crescente evolução tecnológica que podemos
verificar no nosso dia-a-dia, o Homem verificou que este leque de novas
tecnologias pode ser aplicado no combate a problemas sérios como é o
caso do aquecimento global, cujo um dos principais contribuintes é a
cidade moderna devido à grande libertação de gases com efeito de estufa.
Após a realização deste trabalho que nos foi dado por docentes da
FEUP, o nosso grupo pôde verificar que a tecnologia será um agente
essencial para combater o problema do aquecimento global, pois a sua
aplicação em grandes zonas urbanas fará com que a emissão de gases
poluentes seja reduzida, fazendo também com que o aproveitamento dos
recursos naturais não-renováveis cresça exponencialmente.
Podemos também concluir que as cidades de hoje em dia estão a
começar a aderir ao conceito de “smart city” com o objetivo de se
tornarem menos poluentes, mais organizadas e o mais sustentáveis
possível, de uma forma a que o seus cidadãos tenham a melhor qualidade
de vida possível. Porém a questão que se levanta é a de esta transição ser
economicamente viável, algo a que o Projeto Masdar visa responder
afirmativamente.
Cidades Inteligentes - “Smart Cities”
19
Bibliografia
Department for Business Innovation & Skills. “Smart Cities
background paper”, Outubro de 2013. Acedido em Outubro de 2014.
Disponível em:
https://www.gov.uk/government/uploads/system/uploads/attachment_d
ata/file/246019/bis-13-1209-smart-cities-background-paper-digital.pdf
Singh, Sarwant. “Smart Cities – A 1.5$ Trillion Market Opportunity.
Junho de 2014. Acedido em Outubro de 2014. Disponível em:
http://www.forbes.com/sites/sarwantsingh/2014/06/19/smart-cities-a-1-
5-trillion-market-opportunity/
Pplware. “TomTom revela novo Índice de Congestionamento
Europeu”. Outubro de 2012. Acedido em Outubro de 2014. Disponível em:
http://pplware.sapo.pt/informacao/tomtom-revela-novo-indice-de-
congestionamento-europeu/
Hitachi. “Smart Mobility for Smart Cities”. Acedido em Outubro de
2014. Disponível em: http://hitachi.com/products/smartcity/smart-
infrastructure/mobility/index.html
XL Group. “Is the Smart City a real solution to urban problems?”.
Julho de 2014. Acedido em Outubro de 2014. Disponível em.
http://xlgroup.com/fast-fast-forward/articles/is-the-smart-city-a-real-
solution-to-urban-problems
Rede Cidade Digital. “Benefícios”. 2013. Acedido em Outubro de
2014. Disponível em: http://redecidadedigital.com.br/beneficios.php
Smart Cities Portugal. “Áreas Estratégicas”. Acedido em Outubro
de 2014. Disponível em: http://smartcitiesportugal.net/smart-cities-
portugal/areas-prioritarias/areas-horizontais/
Cidades Inteligentes - “Smart Cities”
20
Smart Cities Portugal. “Smart Cities Portugal Roadmap”. Maio de
2014. Acedido em Outubro de 2014. Disponível em:
http://www.inteli.pt/uploads/documentos/documento_1400235009_205
5.pdf
Masdar City. Acedido em Outubro de 2014. Disponível em:
http://masdarcity.ae/en/27/what-is-masdar-city-/
Figura 3 - Smart Mobility. Disponível em:
http://assets1.autoportal.iol.pt/galeria/278711/948x624/