Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

Mestrado Integrado em Engenharia Informática e Computação

Mestrado Integrado em Engenharia Industrial e Gestão

Smart Cities

Caracterização, Desafios e Tendências

Unidade Curricular: Projeto FEUP

Supervisor: Rosaldo Rosseti

Monitor: Miguel Sandim

Grupo 31:

José Gomes up201406693@fe.up.pt

Paulo Alves up201403920@fe.up.pt

Paulo Santos up201403745@fe.up.pt

Pedro Costa up201403291@fe.up.pt

Pedro Silva up201406695@fe.up.pt

Rui Araújo up201403263@fe.up.pt

Ano Letivo: 2014/2015

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Resumo

Este relatório, realizado no âmbito da Unidade Curricular Projeto FEUP, pretende abordar

o conceito de Cidades Inteligentes – “Smart Cities”, partindo de uma inicial caracterização e

seguida de uma perspetiva tecnológica, ou seja, uma análise acerca das tecnologias disponíveis

e necessárias para a implantação de uma cidade deste calibre.

Ao longo do relatório é feita uma abordagem de desconstrução do conceito de “Cidades

Inteligentes” relativamente aquilo que as constituem, isto é, aos seus pilares, tentando clarificar

este tema emergente na sociedade.

Palavras-chave: smart cities; economia; pessoas; governo; ambiente; mobilidade; vida;

tecnologia; desenvolvimento tecnológico.

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Agradecimentos

A elaboração deste relatório teve um acompanhamento fulcral por parte de alguns

membros da comunidade FEUP.

Gostaríamos, em primeiro lugar, de agradecer ao Professor Supervisor Rosaldo Rosseti e

ao monitor Miguel Sandim pelo auxílio e atenção prestados, dando ao grupo úteis informações

e orientações de como deveríamos proceder na realização deste relatório.

Agradecemos, também, aos professores e formadores responsáveis pelas palestras que

tiveram um papel fundamental durante a primeira semana na preparação dos alunos para esta

unidade curricular, ao fornecerem os mais variados tipos de conhecimento teórico e prático que

nos permitiram ter adquirido capacidades muito úteis para trabalhos futuros.

Por fim, queríamos deixar uma palavra de gratidão aos diretores dos cursos de Mestrado

Integrado de Engenharia Informática e Computação (MIEIC) e de Mestrado Integrado de

Engenharia Industrial e Gestão (MIEIG) por tão bem nos terem recebido e integrado nesta nova

casa, a FEUP.

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Índice

1. Introdução ................................................................................................................................ 1

2. Smart Cities – Caracterização ................................................................................................... 2

2.1. Smart Economy .................................................................................................................... 4

2.2. Smart People ........................................................................................................................ 6

2.3. Smart Government .............................................................................................................. 8

2.4. Smart Mobility ................................................................................................................... 11

2.5. Smart Environments .......................................................................................................... 14

2.6. Smart Living ........................................................................................................................ 21

3. Exemplos de Smart Cities .......................................................................................................... 23

4. Conclusão .................................................................................................................................. 25

Referências Bibliográficas ............................................................................................................. 26

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Lista de Figuras

Figura 1: Mobilidade inteligente ....................................................................................... 11

Figura 2: Sustentabildade ................................................................................................. 15

Figura 3: Funcionamento de uma Smart Grid. ................................................................. 17

Figura 4: Masgar City ........................................................................................................ 24

Figura 5: Masgar City ........................................................................................................ 24

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Lista de Tabelas

Tabela 1: Fatores que quantificam a mobilidade de uma cidade..................................... 11

Tabela 2: Caracteristicas dos “ambientes inteligentes”. .................................................. 15

Tabela 3: Tecnologias necessárias para a contrução dos "ambientes inteligentes". ....... 15

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1. Introdução

A globalização social e económica está a tornar o mundo "mais uniforme", e as cidades

começam a ser vistas como centros de atração económica, que disseminam conhecimento e

cultura, e onde o talento pode ser cultivado e desenvolvido. Prova disso é que, em 2008, pela

primeira vez na história, metade da população mundial vive em áreas urbanas, e as previsões são

de elevar a percentagem para 70% em 2050 e contribuem para 60-80% do consumo de energia

e 75% das emissões de carbono. (UNEP 2011)

As cidades representam a maior parte da riqueza económica e integram alguns setores

estratégicos, como o setor financeiro. É por isso que o desafio e trabalho voltado para as cidades

devem se concentrar na criação de um novo tecido social e económico baseado em criatividade,

inovação e novas tecnologias.

As cidades precisam de administrações públicas, empresas e cidadãos que tenham uma

maior capacidade tecnológica, mais empreendedora e inovadora, mais criativa e melhor

informados. Estes valores, juntamente com outros valores sociais, como a integração,

transparência, participação, coesão social e sustentabilidade, levarão a cidades competitivas.

Cidades inteligentes.

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2. Smart Cities – Caracterização

Nas Smart Cities, as tecnologias digitais traduzem-se em melhores serviços públicos para

os cidadãos, melhor utilização dos recursos e menor impacto sobre o meio ambiente. Uma Smart

City é um lugar onde as redes e os serviços tradicionais são mais eficientes com o uso das

tecnologias digitais e de telecomunicações, para o benefício dos seus habitantes e empresas.

(UCLG 2014)

Os seis pilares que caracterizam uma cidade inteligente são:

1. Smart Economy, ou seja, as indústrias existentes, são maioritariamente

tecnológicas, ou aplicam tecnologia no seu funcionamento, apoio ao

empreendorismo, internacionalização.

2. Smart People, elevada percentagem de pessoas formadas, plataformas e-

learning.

3. Smart Governement, população ativa e informada politicamente, gastos públicos

em tecnologia na cidade, disponibilização de sites governamentais e informativos,

serviços públicos online e governo transparente.

4. Smart Mobility, facilidade de obtenção de tecnologias, bom acesso à internet

móvel, locais de acesso público à internet, meios de transporte integrados em

redes.

5. Smart Environment, uso de tecnologias para proteger e preservar a cidade.

6. Smart Living, utilização de tecnologia que melhore a qualidade de vida pública na

cultura, saúde, segurança, turismo, etc.

As cidades inteligentes podem ser identificadas e classificadas ao longo de seis eixos ou

dimensões. Esses seis eixos conectam-se com as teorias neoclássicas regionais e tradicionais de

crescimento e desenvolvimento urbano. Em particular, os eixos são baseados, respetivamente,

em teorias de competitividade regional, transportes e TIC, economia, recursos naturais, capital

humano e social, qualidade de vida e participação dos cidadãos na gestão das cidades. (Azkuna

2012)

As cidades inteligentes são definidas pela sua inovação e capacidade de resolver

problemas com recurso às TIC. A inteligência está na capacidade de resolver problemas destas

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comunidades com recurso à tecnologia. Neste sentido, a inteligência é uma qualidade interior de

qualquer território, qualquer lugar, cidade ou região em que os processos de inovação são

facilitados pelas tecnologias da informação e comunicação. O que varia é o grau de inteligência,

dependendo da pessoa, o sistema de cooperação e de infraestrutura digital e ferramentas que a

comunidade oferece aos seus residentes (Komninos 2002).

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2.1. Smart Economy

Esta área refere-se a cidades que possuem indústrias inteligentes, isto é, que assentam

nas áreas da tecnologia de informação e comunicação (TIC) ou naquelas que necessitam das TIC

para o processo de produção.

Por outro lado, as economias inteligentes têm em consideração fatores relacionados com

a competitividade económica territorial, como o uso de tecnologias de informação e

comunicação em empresas, a promoção e apoio ao empreendedorismo e à criatividade,

desenvolvimento aos espaços empresariais e internacionalização da cidade. (Azkuna 2012)

Utilização de computadores e da Internet nas Empresas

A realidade da Nova Era Digital na sociedade afeta tanto as pessoas como as empresas,

independentemente do seu tamanho. Assim, as companhias devem-se adaptar a esta nova

realidade, introduzindo na sua cultura tecnologias que lhes permitem atingir um maior nível de

compromisso interno no cumprimento dos objetivos empresariais, utilizando a informação no

relacionamento com outros negócios, na aproximação com as necessidades dos clientes e

identificando novas oportunidades de negócio.

Para tal é necessário desenvolverem-se tecnologicamente com o uso dos computadores,

da internet e da criação de uma página na Internet.

Promoção financeira

● Agências de desenvolvimento locais

As agências de desenvolvimento local estão dependentes dos municípios, dedicando-se à

promoção e suporte do desenvolvimento económico dos seus municípios. Por consequência,

estas são entidades que oferecem um serviço público, cujo objetivo principal e promover o

desenvolvimento económico e social, promovendo os recursos locais, o emprego e o

empreendorismo.

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Promover a criatividade

Para o desenvolvimento das cidades é necessário existir cidadãos com educação,

criatividade e empreendorismo. Com efeito, e preciso que as cidades desenvolvam várias linhas

de ação com o intuito de atrair e reter o talento e criatividade das pessoas.

Exemplo:

Barcelona

Existe o programa “Do it in Barcelona” que oferece planos personalizados de maneira a

ser possível montar empresas e negócios de sucesso em Barcelona.

Espaços empresarias

É importante para as cidades possuírem infraestruturas empresariais nos seus distritos

com o intuito de facilitar o desenvolvimento económico, como incubadoras empresarias, parques

científicos e tecnológicos e industrias.

Exemplo: “Lisboa; Cidade Start-up” (incubadora)

Esta estratégia visa em valorizar o empreendedorismo através da criação de espaços

inovadores e criativos, ou seja, este projeto visa ajudar empreendedores com ideias inovadoras,

originais, criativas e com grande potencial de crescimento. (INTELI – Inteligência em Inovação

2012)

Internacionalização da cidade

Globalização envolve a necessidade das cidades em recorrer a estratégias mais eficazes,

visando melhorar o valor do território e ir ao encontro de um desenvolvimento sustentável. Com

isto em mente, as políticas locais deveram adaptar-se aos desafios da globalização.

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2.2. Smart People

As Pessoas são inteligentes em termos das suas capacidades e nível educacional, e

também da qualidade de interação e integração social.

As pessoas inteligentes são caracterizadas por:

● Educação;

● Coesão social;

● Diversidade cultural;

● Empreendedorismo e inovação social.

Educação

O fator chave para o desenvolvimento das cidades é ter cidadãos muito qualificados e para

isso a presença de universidades é vital na criação de uma cidade modelo.

● E-learning

O termo "sala de aula" tem-se tornado mais figurativo do que literal. Especialistas acreditam

que a tecnologia móvel oferece a oportunidade de reduzir os gastos com educação, ajudando a

melhorar o desempenho do aluno.

E-learning oferece uma série de benefícios, como redução de custos, o que torna possível

oferecer cursos a mais pessoas do que tradicionais cursos em sala de aula, flexibilidade de

horários, e sobre a interação desses cursos gerar, despertando o interesse dos participantes e

ajudar as pessoas que são tímidos para participar em trabalhos de grupo através da discussão

fóruns e outras formas de participação.

Coesão Social

Questões ligadas à pobreza, políticas de combate à exclusão social, igualdade de

oportunidades, apoio à inserção profissional e voluntariado.

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● Diversidade social e cultural:

Analisam-se aspetos relacionados com a população imigrante, políticas de integração da

imigração e redes interculturais. “A diversidade cultural é uma das características das cidades

criativas. Os aspetos do Talento, Tecnologia e Tolerância são decisivos para inovação urbana.

(Florida 2012)

No âmbito da diversidade cultural não se consideram apenas as preocupações com a

exclusão social, mas também com o livre acesso aos bens e serviços culturais e criativos. Para

além das dimensões económica, social e ambiental, a cultura é assumida como o quarto pilar do

desenvolvimento sustentável.

Empreendedorismo e inovação Social:

O empreendedorismo social, a existência de incubadoras sociais, os projetos locais de

inovação social e os movimentos cívicos são fatores considerados nesta sub-dimensão.

Boas Práticas

● Comunitário da Mouraria – Lisboa

O Programa de Desenvolvimento Comunitário da Mouraria, com início em 2012, é um

plano para o desenvolvimento social, que se traduz na reabilitação urbana desta zona da cidade

com incidência positiva na vida dos seus habitantes e comunidades. Pretende-se a diminuição

dos fenómenos de exclusão e pobreza, a melhoria da qualidade de vida da população e uma

maior abertura do território à cidade. O programa integra diversos projectos em áreas

fundamentais: a revitalização do tecido económico local e a promoção das qualificações, do

emprego e do empreendedorismo; a melhoria da qualidade de vida dos séniores e a promoção

do envelhecimento activo; o fomento do acesso à saúde e à cidadania junto de populações

vulneráveis; a promoção do fado como factor identitário e de dinamização económica e cultural.

O grande objectivo deste programa é, assim, contribuir para a valorização da Mouraria e para o

bem-estar, a cidadania e a liberdade dos seus habitantes e comunidades, promovendo a coesão

social e uma maior abertura do território ao exterior. (INTELI – Inteligência em Inovação 2012)

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2.3. Smart Government

Governação Inteligente agrega várias subcategorias, como por exemplo, participação

pública, transparência, políticas urbanas, uso de serviços públicos online, entre outras. (UCLG

2014)

● Investimento nas TIC (tecnologias de informação e comunicação)

Novas tecnologias representam o primeiro passo para a inovação e competitividade. São,

por isso, uma oportunidade para o desenvolvimento administrativo da cidade.

● Disponibilização de Websites Governamentais

A internet tem-se evidenciado como um grande meio de comunicação. Desta forma as

cidades atuais devem desenvolver novas ferramentas de comunicação para promoverem as suas

estratégias, planos e eventos futuros.

● Serviços Públicos

A disponibilização de informação, a provisão de serviços públicos digitais e os processos

de simplificação e modernização administrativa são os fatores em estudo nesta sub-dimensão. A

introdução de novas tecnologias em processos administrativos.

● Participação Pública

A análise da Participação Pública integra as seguintes variáveis: orçamento participativo,

abertura do município à participação pública, processos de participação pública e associativismo.

● Transparência

Na sub-dimensão Transparência integra-se os fatores associados à Administração local

transparente e à prevenção da corrupção.

Em Portugal encontra-se em vigor o Sistema Nacional de Integridade (SNI) é entendido

como uma estrutura constituída por sectores ou pilares institucionais com um papel relevante,

direta e indiretamente, na prevenção e combate à corrupção. Esta atividade está enquadrada

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numa iniciativa anticorrupção a nível europeu, apoiada e cofinanciada pela Comissão Europeia -

Direcção-Geral dos Assuntos Internos, que tem como objetivo final um estudo comparativo e

abrangente de 25 Estados europeus.

● Políticas Urbanas

Ao nível das Políticas Urbanas, são considerados os seguintes fatores críticos: existência

e formalização de estratégia integrada de desenvolvimento, flexibilidade dos instrumentos de

gestão territorial e políticas de regeneração urbana.

Boas Práticas

Orçamento Participativo (OP) de Cascais

É um instrumento de democracia participativa, que permite aos cidadãos decidirem sobre

a aplicação de uma parte do orçamento municipal.

Anualmente, os munícipes de Cascais são convidados a debater ideias e identificar

projetos estruturantes para o concelho.

Deste debate resulta um conjunto de projetos que são avaliados pela equipa técnica da

autarquia e posteriormente apresentados para votação da população. A votação é feita

virtualmente através de internet e SMS, e presencialmente na Loja Cascais, na Loja Geração C,

na Carrinha do Orçamento Participativo e, mais recentemente, no Espaço Orçamento

Participativo, no centro de Cascais.

Os projetos selecionados são implementados através do orçamento municipal. Por

exemplo, como resultado da edição de 2011, estão em curso projetos como o acesso pedonal ao

Cascais Shopping e a construção de um Parque Infantil Inclusivo.

O esforço da Câmara Municipal de Cascais em envolver os cidadãos nas dinâmicas da

cidade, levou a que o OP Cascais fosse apresentado na Cimeira RIO+20, em Junho de 2012, como

um caso de estudo e distinguido pelo Observatório Internacional de Democracia Participativa.

(INTELI – Inteligência em Inovação 2012)

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Edição 2011:

● Orçamento: 2,1 milhões €

● Propostas recebidas: 48

● Propostas para votação: 30

● Nº de votos: 6.903

● Projetos selecionados: 12

Edição 2012:

● Orçamento: 2,5 milhões €

● Propostas recebidas: 48

● Propostas para votação: 32

● Nº de votos: 23.198

● Projetos selecionados: 16

A Minha Rua - Évora

“A Minha Rua” é um projeto inserido no Simplex Autárquico de Évora, um dos municípios

piloto a implementar este instrumento de participação cívica. O objetivo é possibilitar de forma

simples e rápida o envolvimento dos cidadãos na gestão da sua rua ou do seu bairro.

Este sistema permite reportar as mais variadas situações ligadas ao espaço público,

nomeadamente problemas com a iluminação, jardins, veículos abandonados, recolha de

eletrodomésticos danificados, entre outros. A informação reportada pelo cidadão é

encaminhada para a autarquia que entrará em contacto com este, através de e-mail, colocando-

o a par do estado da resolução do problema. Para facilitar a identificação das ocorrências, o portal

“A Minha Rua” dispõe de um mapa para localização e um formulário que permite anexar uma

foto da situação reportada.

Em 2011, 86 municípios portugueses já haviam aderido ao programa “A Minha Rua”,

entre os quais 11 municípios participantes no Índice de Cidades Inteligentes (Beja, Bragança,

Coimbra, Faro, Leiria, Loures, Cascais, Portalegre, Viseu, Évora e Torres Vedras). (INTELI –

Inteligência em Inovação 2012)

Desde 2009:

● Ocorrências: 403

● Ocorrências resolvidas: 102

● Ocorrências pendentes: 118

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2.4. Smart Mobility

Segundo o projeto Cidades Inteligentes Europeias, a mobilidade em uma cidade

inteligente pode ser atingida com a garantia de quatro fatores: acessibilidade local, acessibilidade

nacional e internacional, disponibilização de uma infraestrutura de TIC e um sistema de

transporte sustentável, inovador e seguro. (Azkuna 2012)

Mobilidade Inteligente (Transportes e TIC)

Acessibilidade local

Acessibilidade (inter-)nacional

Disponibilização de infrastururas de TIC’s

Sistema de transporte sustentável, inovador e seguro

Tabela 1: Fatores que quantificam a mobilidade de uma cidade.

A necessidade da mobilidade no meio urbano acarreta uma série de problemas, como por

exemplo congestionamentos, alto consumo de energia e a poluição decorrente. Uma forma de

neutralizar esses problemas é implementando um sistema de transporte inteligente que permita

a troca de informações entre veículos e entre esses e a infraestrutura nas cidades inteligentes.

Figura 1: Mobilidade inteligente

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Aplicações

As aplicações para implementar a mobilidade inteligente no espaço urbano devem ter

como requisitos: reduzir a necessidade de mobilidade de indivíduos e de produtos; melhorar o

planeamento e a gestão dos itinerários; prover e tornar transparente a multimodalidade nos

meios de transporte; e tornar as redes de transporte mais eficientes.

Como exemplos de aplicações nesse sentido, o estacionamento público poderia ser

gerido de forma mais eficiente se os condutores fossem guiados até ao estacionamento livre mais

próximo, que poderia ser efetuado através da utilização de sensores e painéis, ou ainda

dispositivos no próprio veículo, que mostrassem a disponibilidade em cada lugar.

A multimodalidade nos meios de transporte é fundamental para a redução do

congestionamento no trânsito e para que esta possa ser executada com eficiência é necessário

um sistema seguro para a troca de informação entre os utilizadores e os operadores do sistema.

É também de extrema importância implementar um sistema de controlo capaz de procurar a

localização dos carros e com essa informação adaptar a gestão do tráfego em tempo real. Tal

flexibilidade possibilitaria, por exemplo, a criação de uma faixa exclusiva para serviços de

emergência como ambulâncias, bombeiros ou viaturas de polícia.

Desafios

A adoção de tecnologias da informação e de comunicação nas áreas urbanas tem um forte

impacto na qualidade de vida dos habitantes de uma cidade. O congestionamento nas estradas

pode ser reduzido, assim como problemas ambientais relacionados com a poluição e com o

consumo de energia podem ser minimizados. Contudo, a utilização das TIC nas cidades traz uma

série de desafios técnicos, sociais e económicos que devem ser superados antes da sua adoção.

Na área técnica, as grandes redes de comunicação implementadas (redes de sensores

sem fio nos estacionamentos, por exemplo), em que as informações são levadas a um servidor

central para processamento dos dados, levantam uma preocupação quanto à escalabilidade do

sistema. Outro problema a ser enfrentado por esses servidores é ter de trabalhar com uma

quantidade grande e heterogénea de dados enviados pelos mais diversos dispositivos.

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Uma combinação de tecnologias para a comunicação entre veículos e as infraestrutura

das ruas é necessária para garantir um sistema autoconfigurável de gestão de tráfego, sendo que

essa troca de informações em tempo real ainda constitui um desafio. Em conjunto, o mecanismo

de comunicação deve prever a autenticação e garantir a privacidade e segurança dos utilizadores.

Existe ainda a necessidade de ambientes de teste de larga escala para validar o desenvolvimento

de aplicações para cidades inteligentes, já que o desenvolvimento em ambientes controlados em

laboratório não garante sua aplicação no mundo real.

Um desafio a cargo da administração pública é divulgar e convencer a população dos

benefícios deste tipo de tecnologias para os cidadãos. Outra questão que se levanta é o caso da

privacidade, uma vez que todos dados pessoais serão utilizados por administradores públicos,

sendo que esta tecnologia contribui também para o aumento da eficiência no controlo da

sinistralidade da cidade. Desta forma, o consentimento e a participação da população é

fundamental, uma vez que estas tecnologias depende da partilha destes dados pessoais. Para

que estes sistemas possam ser implementado é ainda necessário superar diversos desafios, que

vão sendo ultrapassados à medida que que a tecnologia vai evoluindo. (Caio Guimarães Souza

2012)

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2.5. Smart Environments

Com o crescimento da urbanização mundial espera-se que a população total passe para

o dobro até 2050. Há, então, um aumento na necessidade de existência de ambientes

inteligentes que reduzam o impacto ambiental e, simultaneamente, ofereceram aos cidadãos

uma vida de alta qualidade.

O conceito de “ambientes inteligentes” surgiu da definição de “Ubiquitous computing”

que é um conceito em Engenharia de Software e Ciência da Computação onde a computação

surge em todos os lugares e em qualquer momento. Cook e Das completam a definição como

sendo um “pequeno mundo onde diferentes tipos de equipamentos inteligentes estão

constantemente a funcionar para fazer com que os habitantes possam viver de forma

confortável”. (Weiser, Gold, and Brown 1999)

Estes ambientes inteligentes servem para satisfazer e melhorar as necessidades dos

indivíduos, tentando substituir os trabalhos mais perigosos e físicos, assim como tarefas

repetitivas por agentes automatizados. (Cook 2005)

Poslad diferencia três tipos de “ambientes inteligentes” para sistemas, serviços e

aparelhos:

Ambientes de computação virtuais (ou distribuídos): Permitem que dispositivos

inteligentes acedam a serviços pertinentes em qualquer lado ou qualquer altura.

Ambientes físicos: Permitem a incorporação de uma variedade de dispositivos

inteligentes como tags, sensores e controladores, com variados formatos/tamanhos.

Ambientes humanos: Os humanos, quer de uma forma individual ou coletiva, formam de

uma forma inerente um ambiente inteligente para os dispositivos. Contudo, os humanos

também podem ser acompanhados por dispositivos inteligentes, como smartphones,

“wearable computing” ou contêm incorporados dispositivos como pacemakers ou lentes

de contacto. (Poslad 2009)

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Os “ambientes inteligentes” contêm caraterísticas que permitem:

Capacidade de prever e tomar decisões Serviços avançados por dispositivos

inteligentes

Comunicação de aparelhos, utilizando

wireless para conectar ambientes

Controlo remoto de aparelhos, como

sistemas de comunicação de linha de

energia para controlar dispositivos Aquisição/Disseminação de informação

Tabela 2: Caracteristicas dos “ambientes inteligentes”.

Para a construção de um “ambiente inteligente” são necessárias algumas tecnologias

como, por exemplo:

Comunicação wireless Processamento paralelo Sistemas operativos

Arquitetura de Software,

Corba, middleware

Design de algoritmo,

Predição/classificação de

sinal, informação teórica

Processamento/reconhecimento

de imagem

Reconhecimento de discurso Redes de computadores Controlo adaptativo

Design sensores, calibração, deteção de movimento, temperatura e pressão, acelerómetros

Tabela 3: Tecnologias necessárias para a contrução dos "ambientes inteligentes".

Exemplos das tecnologias

As tecnologias associadas às Smart Cities são imensas. Alguns destes exemplos são

fundamentais para a criação de ambientes inteligentes e sustentáveis, de forma a acompanhar o

crescimento exponencial que têm ocorrido nas cidades

Figura 2: Sustentabildade

Iluminação inteligente

Controlo inteligente de edifícios

Luzes LED

Painéis solares

NFCReconhecime

-nto facial

Turbinas eólicas

Carregamento sem-fios para automóveis

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Na dimensão da Sustentabilidade associada aos “ambientes inteligentes” são analisados

diversos fatores críticos: biodiversidade e ecologia, ar e emissões, água e resíduos, edifícios,

mobilidade e energia.

Sustentabilidade energética

A tecnologia digital e inovação irão permitir uma melhor qualidade de vida e redução do

consumo de energia. As cidades representam três quartos do consumo de energia e 80% das

emissões de CO2 em todo o mundo, e representam o maior desafio de qualquer política

ambiental.

Para lidar com esse crescimento urbano teremos de inventar novas maneiras de gerenciar

cidades e torná-las mais eficazes. A convergência entre a tecnologia digital e o mundo de energia,

conhecido como 3,0 Energia, irá pavimentar o caminho para um novo ecossistema de serviços

que permitirá tanto uma melhor qualidade de vida e redução do consumo de energia.

Em todo o mundo se procuram alternativas viáveis e sustentáveis para, por um lado,

diminuir a dependência dos combustíveis fósseis e, consequentemente, reduzir as emissões

poluentes para atmosfera, cumprindo os protocolos e acordos internacionais em vigor. A Europa

há muito que pretende assumir-se como o grande “motor” da investigação e desenvolvimento

tecnológico de energias verdadeiramente alternativas, “e a biomassa é uma das fontes de

energia que está a ganhar adeptos”.

Redes inteligentes de energia (smartgrids)

As smart cities trazem, sem dúvida nenhuma, novas conveniências e mais agilidade para

nossas vidas. Mas, já imaginou uma cidade sem eletricidade? – não só não seria “smart”, como

rapidamente geraria uma situação caótica. Para que as cidades inteligentes se tornem viáveis e

funcionais é condição necessária existir um abastecimento ininterrupto de energia para suprir

uma demanda que não para de crescer, de uma população cada vez mais exigente e conectada.

Contudo, como ainda não existem fontes inesgotáveis de energia elétrica à nossa

disposição – e as redes elétricas, como tudo neste mundo estão sujeitas a falhas, cabe usarmos

17

a mesma inteligência que queremos nas nossas cidades para gerenciar os recursos energéticos

de que dispomos, para garantir que não falte eletricidade e aconteçam os temíveis apagões.

Contudo, já existem soluções para melhorar a eficiência e fiabilidade da produção e

transmissão de energia elétrica, as chamadas redes inteligentes de energia, ou simplesmente,

smart grids. Estas vêm para resolver problemas bastantes conhecidos, como obter em tempo

real informação sobre o estado e falhas nas redes de distribuição.

Em termos gerais, é a aplicação de tecnologia da informação para o sistema elétrico de

potência (SEP), integrada aos sistemas de comunicação e infraestrutura de rede automatizada.

Especificamente, envolve a instalação de sensores nas linhas da rede de energia elétrica, o

estabelecimento de um sistema de comunicação confiável em duas vias com ampla cobertura

com os diversos dispositivos e automação dos ativos. Esses sensores são embutidos com chips

que detetam informações sobre a operação e desempenho da rede - parâmetros, tais como

tensão e corrente. Os sensores, então, analisam essas informações para determinar o que é

significativo - por exemplo, está com tensão muito alta ou muito baixa.

● Como funcionam?

Quando os sensores detetam informações significativas, ocorre a comunicação dos dados

de volta para um sistema analítico central, que geralmente é um sistema de software. Esse irá

analisar os dados e determinar o que está errado e o que deve ser feito para melhorar o

desempenho da rede.

Figura 3: Funcionamento de uma smart grid.

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● Quais são os benefícios?

Existem três. O primeiro é a eficiência, o que implica consumir menos energia da empresa

concessionária para fornecer o mesmo nível ou melhor da qualidade do serviço aos seus clientes.

Reduzir os custos e reduzir as emissões de carbono. A segunda é a confiabilidade. A rede

inteligente irá detetar quando os ativos de uma rede estão a começar a falhar, irá identificá-los

para a concessionária poder repará-los ou substituí-los antes que haja uma interrupção de

energia real. A última é a integração de ponta, que pode ser qualquer coisa, desde a leitura de

um medidor inteligente para interagir com o sistema de gestão do cliente em casa, para painéis

solares, para veículos elétricos, que vai exigir a interação com a rede para ser bem sucedido.

É importante realçar, num outro ponto de vista, que um ambiente inteligente se refere,

também, ao uso de novas tecnologias para proteger e preservar o ambiente da cidade. Este é

caracterizado pelos seguintes fatores:

● Segurança e confiança

○ Uso das TIC com o intuito de melhorar a segurança pública.

● Cultura e identidade

○ Iniciativas para a digitalização de bens patrimoniais.

Segurança e confiança

O nível de risco nas cidades e regiões está aumentando rapidamente, particularmente em

países em desenvolvimento, onde o desenvolvimento da cidade, muitas vezes, ocorre em áreas

propícias a desastres. O facto de metade da população viver em cidades e centrar nestas todas

as suas atividades faz com que estas se tornem mais vulneráveis ao terrorismo, crime e desastres

naturais.

As autoridades locais podem melhorar a segurança utilizando sistemas de TIC e,

consequentemente, tornar as suas cidades mais seguras, prósperas e sustentáveis.

Existem bastantes exemplos significativos da implementação de medidas de segurança

utilizando estes sistemas, como é o caso da cidade de Barcelona:

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● Nesta cidade os polícias utilizam PDAs (assistentes pessoais digitais) que permitem o

acesso:

○ ao NIP (banco de informações da Polícia), podendo obter informações sobre

pessoas e veículos.

○ ao DGT (Departamento de Trânsito), podendo visualizar online as cartas de

condução.

● Mycelium: Uso de um sistema de computador para registar incidentes e emergências em

Barcelona pela polícia ou bombeiros.

● Kepler Project: Instalação de computadores nos veículos com acesso ao NIP.

● Câmeras de vigilância: Usadas para prevenir problemas que ponham em risco a segurança

pública em várias zonas da cidade.

● Red Photo: Instalação de dispositivos fixos para capturar violações de motoristas que não

respeitam as luzes vermelhas nos pontos com os mais altos índices de acidentes na

cidade.

Outras cidades como Bilbao, Cidade do México, Katowice e Taipei utilizam algumas destas

tecnologias enunciadas, principalmente o sistema de vigilância.

Cultura e identidade

O uso de TIC pode contribuir para a transmissão cultural e para a manutenção e

fortalecimento da identidade cultural em termos mais amplos, particularmente de línguas e

culturas minoritárias.

A sociedade deve fazer esforços especiais para transformar a sua história, costumes,

línguas e valores, suas peculiaridades e diversidades em informações e divulgá-las, fazendo uso

da revolução na informação e tecnologia.

Esta nova realidade está a encorajar a diversidade e promoção de culturas minoritárias -

minorias étnicas, religiosas, culturais e intelectuais - num ambiente onde o público potencial se

estende a todo universo de pessoas conectados à internet.

Seguem alguns exemplos desenvolvidos por cidades com o intuito de registar a sua

herança cultural:

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1. Heksinki: O museu e o Arquivo da cidade digitalizaram milhares de fotografias e

outros itens de coleções para os registarem online.

2. Roeselare: Digitalização de documentos do património, a fim de torná-los

disponível para o público no futuro.

3. Bordéus: Uso da realidade aumentada que permite que as pessoas a visitem a

cidade numa época passada. Os códigos QR são também utilizados para

fornecerem informações sobre os principais locais de Património da UNESCO na

cidade.

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2.6. Smart Living

Este parâmetro de avaliação de uma cidade inteligente foca-se no desenvolvimento

tecnológico de uma cidade no sentido de ajudar a população em aspetos culturais, segurança,

turismo e saúde, ou seja, em todos os aspetos que a população precisa no seu dia-a-dia.

Saúde/ e-health

Hoje em dia já existem em todo o mundo diversas tecnologias de apoio aos doentes que

facilitam o processo como recebem diagnósticos, o acompanhamento dos doentes, um rápido

atendimento, entre muitos outros temas que são hoje em dia facilitados.

Os métodos mais utilizados atualmente são:

● O cartão de saúde eletrónico que facilita o reconhecimento da pessoa e do seu

historial de saúde.

● Serviços médicos online no sentido de tirar quaisquer dúvidas, e caso uma pessoa

não se esteja a sentir em pleno estado físico pode, sem filas de espera, aceder a

um serviço médico que lhe pode explicar a seriedade da situação do paciente.

● Sistemas de alarme para pacientes que estejam afastados do hospital. Ajuda

especialmente pacientes mais idosos que quando se sentem mal o hospital ou o

centro de emergência é avisado, melhorando o tempo de reação das entidades de

saúde.

Alguns exemplos são:

● Na cidade do México existe um sistema de apoio ao paciente que esteja afastado

do hospital denominado de “help button” que permite ao paciente com o carregar

de um simples botão alertar o centro de saúde mais próximo que não se sente

bem, o que permite uma rápida intervenção.

● Em Teipei, em zonas mais remotas, a população tem serviços de assistência

telefónica e acesso a videoconferências com médicos para uma melhor assistência

e caso se confirme algum problema de saúde estes podem se dirigir a um centro

de saúde e imprimir a sua ficha de saúde em alguns quiosques a baixo preço.

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Domótica

Casas inteligentes são já projetos atuais e não um sonho para o futuro. Com um

investimento em tecnologias um proprietário pode, sem grande dificuldade, construir a sua casa

de sonho. Controlos de iluminação, eletrónicas, temperatura, segurança entre muitos outros

aspetos estão agora a distância de um simples comando com as “smart houses”.

“Savant“ criou um software que controla, com ajuda de equipamentos Apple, toda a casa.

Num projeto onde a partir de um iPad ou iPhone que esteja ligado a casa, pode-se controlar luzes,

temperatura, áudio, e até abrir e fechar portas. O que pensávamos ser ficção científica aproxima-

se cada vez mais da realidade.

Turismo

Como podemos imaginar, a implementação de tecnologias neste ponto é algo

imprescindível. É algo tão simples como um Website com catálogos ou a possibilidade de marcar

e desmarcar viagens via telefónica e online. Atualmente, todas as opções disponíveis à população

contribuem todas para uma maior qualidade de vida da mesma. Ter a opção de um “balcão

online” permite a poupança de tempo e permite, também, fornecer uma vasta informação ao

utilizador.

Futuro

Smart living envolve desenvolvimento tecnológico em tudo o que rodeia o nosso dia-a-

dia. Assim, maior parte da ficção científica que aparece nos filmes, que são de facto o que dão

imagem às nossas noções de cidades inteligentes, giram muito em torno de smart living e smart

mobility. Consequentemente, o que o homem sonha o homem tenta realizar. Podemos assim

esperar grandes evoluções no ramo de smart living.

Na nossa opinião, o que nós imaginamos são casas completamente automatizadas e

cidades que facilitam o que quer que a pessoa deseje fazer. Painéis de informações eletrónicos

espalhados pela cidade com informações atualizadas de tudo que se esta a passar incluindo

trânsito automóvel, horários de transportes, promoções para compras, tudo que o humano

possa precisar, têm de estar disponíveis sem grande dificuldade. Tudo isto é um futuro possível,

talvez em 5 anos já existam ou talvez nunca aconteça. As tecnologias evoluem com a necessidade

do homem, daí seja difícil antecipar o que acontecerá.

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3. Exemplos de Smart Cities

Masdar City, Emirados Árabes Unidos

A Masdar City é uma cidade construída a partir do zero, promovida pelo governo dos

Emirados Árabes Unidos, localizada no deserto a 17 Km de Abu Dhabi, com cerca de 700 hectares.

A sua construção teve início em 2006 e prevê-se que seja finalizada entre 2020 a 2025,

comportando um investimento de 22 mil milhões de dólares.

Tem como objetivo afirmar-se como a primeira cidade ecológica do mundo, uma cidade

sem quaisquer emissão de dióxido de carbono, que acolherá cerca de 40 mil habitantes.

Pretende, de certa forma, atrair talento, capital financeiro e negócios, funcionando como um

laboratório vivo orientado para a experimentação em larga escala. Algumas das metas de

sustentabilidade a atingir são: 100% da energia fornecida por fontes renováveis, com a maior

fonte de energia fotoelétrica do mundo; 99% dos resíduos reciclados; e consumo de água inferior

em 50% à média mundial, sendo que todas as águas residuais serão reaproveitadas e reutilizadas.

Na área da mobilidade, Masdar pretende afirmar-se como uma cidade sem automóveis,

privilegiando o transporte público e os veículos elétricos sem condutor (“Personal Rapid

Transit”). A estas características aliam-se elementos de arquitetura árabe tradicional que

privilegiam a compacidade, muros em volta das cidades e ruas estreitas que ajudam a isolar o

vento quente do deserto e oferecem sombra canalizando a brisa refrescante. As temperaturas

serão ainda reduzidas pelas instalações de água e vegetação nativa, que reduzem a necessidade

de energia para aquecimento e refrigeração.

Desde 2010 que se encontra em funcionamento em Masdar o Instituto de Ciências e

Tecnologias (“Masdar Institute”), uma parceria com o MIT – Massachusetts Institute of

Technology (EUA). Trata-se de uma universidade e centro de investigação em energias renováveis

e sustentabilidade.

Algumas das críticas que têm sido apontadas ao projeto derivam do modelo de

governação top-down, com ausência de envolvimento da comunidade, ao que acresce o

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privilégio das camadas mais favorecidas da população, gerando polarização social, económica e

espacial. (INTELI – Inteligência em Inovação 2012)

Figura 4: Masgar City

Figura 5: Masgar City

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4. Conclusão

O conceito de smart city tem sido cada vez mais introduzido nas políticas urbanas. Estas

cidades constituem um imaginário urbano, que combina o conceito de cidades verdes com as

tecnologias. Com efeito, apresentam uma maior sustentabilidade energética, diminuindo o

impacto sobre o meio ambiente, comparativamente com as cidades tradicionais.

Este tipo de tecnologias acarreta, no entanto, um grande custo de implementação, uma

vez que é necessário uma reestruturação dos sistemas informação e comunicação.

Outra das potencialidades do paradigma das cidades inteligentes, para além da promoção

da qualidade de vida e da melhoria dos serviços públicos, traduz-se nas oportunidades geradas

para o tecido empresarial ao nível do desenvolvimento e produção de soluções urbanas

inovadoras em áreas diversas, como a governação, energia ou mobilidade.

Em suma, este novo modelo irá suplantar as cidades atuais e representa o futuro para o

qual caminhamos.

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Referências Bibliográficas

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Caio Guimarães Souza, et. al. 2012. "Mobilidade inteligente." Accessed 30/10/2014. http://www.gta.ufrj.br/grad/12_1/cid_inteligente/mobilidade.html.

Cook, Diane; Das, Sajal 2005. Smart Environments: Technology, Protocols and Applications. Edited by Wiley-Interscience.

Florida, R. 2012. "The Rise of the Creative Class." INTELI – Inteligência em Inovação, Centro de Inovação. 2012. "Índice de Cidades Inteligentes -

Portugal." Accessed 12/10/2014. http://www.inteli.pt/uploads/documentos/documento_1357554966_2590.pdf.

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UNEP. 2011. "Towards a Green Economy: Pathways to Sustainable Development and Poverty Eradication."

Weiser, M., R. Gold, and J. S. Brown. 1999. "The origins of ubiquitous computing research at PARC in the late 1980s." IBM Syst. J. 38 (4):693-696. doi: 10.1147/sj.384.0693.