Comunicación presentada al II Congreso Ciudades Inteligentes:
Autor
- José Antonio Teixeira Vitienes, Director General de Innovación, Ayuntamiento de Santander
Resumen
La infraestructura desplegada con motivo del proyecto de innovación SmartSantander, financiado por la Unión Europea, permite a la ciudad disponer de una base tecnológica sobre la que construir un conjunto de servicios en el ámbito de la eficiencia medioambiental. Por una parte, se dispone de una serie de sensores de parámetros ambientales tanto estáticos como instalados en vehículos y por lo tanto móviles. Por otra parte se dispone de sensores de ruido distribuidos por toda la ciudad y que permiten dar un paso más allá de los estándares actuales para cumplir con la normativa específica. Finalmente, gracias a los sensores y actuadores instalados en parques y jardines se configura un sistema de riego inteligente. Todo ello redunda en la eficiencia en el uso de recursos.
Introducción
La ciudad de Santander ha venido llevando a cabo en los últimos años actuaciones ligadas al concepto de Smart City. Estas acciones se han encaminadas hacia la transformación económica y social de la ciudad, con la creación de nuevas redes de infraestructuras de sensores y comunicaciones, fomento del conocimiento y la innovación, la adopción de modelos de transporte inteligentes y sostenibles, la sostenibilidad medioambiental y de los recursos y la implantación de un nuevo modelo de gestión y gobernanza basado en la amplia participación ciudadana.
En los siguientes apartados se exponen varios proyectos concretos vinculados al concepto de Smart City en el ámbito de la eficiencia medioambiental.
El proyecto de innovación Smart Santander
Introducción
El proyecto SmartSantander, encuadrado dentro del 7º Programa Marco de la Comisión Europea bajo la iniciativa FIRE (Future Internet Research and Experimentation), ha permitido crear una plataforma experimental de investigación para el desarrollo de aplicaciones y servicios en la ciudad inteligente. La doble componente experimentación-provisión de servicio ofrecida por el proyecto SmartSantander, permite a la comunidad científica internacional hacer uso de un de un banco de pruebas único a nivel mundial, para la experimentación y la evaluación de los conceptos de la Internet de las Cosas (IoT) bajo condiciones reales en el ámbito de las ciudades inteligentes.
Los principales objetivos y funcionalidades ofrecidas por la plataforma experimental desarrollada e implementada en el marco del proyecto SmartSantander han sido los siguientes:
- Validación de los diferentes enfoques a la arquitectura de la IoT.
- Evaluación de los principales bloques constituyentes de la arquitectura IoT, en particular, interacción y gestión de protocolos y mecanismos de IoT, tecnologías de dispositivos, y servicios de soporte claves como descubrimiento, gestión de identidad y seguridad.
- Evaluación de la aceptación social de las tecnologías y servicios de IoT.
Desde sus comienzos, el proyecto preveía el despliegue masivo de dispositivos IoT, 20.000 en total, instalados en las ciudades de Belgrado, Guildford, Lübeck y Santander, realizándose el mayor despliegue en la ciudad de Santander, con un total de 12.000 dispositivos. En la actualidad, la plataforma es suficientemente abierta y flexible para permitir la federación con otras plataformas de experimentación en investigación avanzada en tecnologías de Internet de las Cosas (IoT) y evaluaciones realistas de aceptación entre usuarios.
Gracias al proyecto SmartSantander, Santander tiene una plataforma tecnológica única, siendo considerada la ciudad como pionera a nivel europeo y mundial en innovación tecnológica y en el ofrecimiento de servicios de más calidad y eficiencia para los ciudadanos. En la actualidad, dicha plataforma se concibe como un instrumento esencial para lograr el liderazgo de la Unión Europea en el desarrollo de tecnologías IoT.
Santander se ha convertido en un laboratorio urbano captando el interés de los diferentes agentes involucrados en el ámbito de las ciudades inteligentes: empresas, comunidades de usuarios, otras entidades que desean usar la plataforma experimental para despliegues y evaluaciones de nuevos servicios y aplicaciones, así como investigadores en Internet que pueden validar sus nuevos desarrollos tecnológicos (protocolos, algoritmos, interfaces de radio, etc.).
Plataforma de ciudad inteligente
Desde el punto de vista de la arquitectura de redes de comunicaciones, el despliegue se compone de tres elementos principales:
- Servidor Central y USN: El servidor central permite la gestión de los nodos de la red, así como procesado de la información asociada a la experimentación desarrollada sobre la red. El USN es una plataforma ofrecida por Telefónica, donde se realiza el almacenamiento de los datos de servicio recogidos por los sensores desplegados
- Pasarela: Dada la extensa cantidad de nodos desplegados, éstos se agrupan en conjuntos (clusters) de nodos, cuyo elemento central es la pasarela que gestiona de manera local este conjunto de nodos.
- Nodos de sensado: Se encargan de medir los diferentes parámetros asociados a cada uno de los servicios desplegados, así como pueden ser reprogramados para llevar a cabo diferentes experimentos.
Además, dicha plataforma ofrece herramientas para la gestión de los dispositivos desplegados, a fin de poder realizar todas las operaciones necesarias relacionadas con su gestión y mantenimiento. Conocer el estado de los dispositivos, detectar situaciones de alarma, acceder a los dispositivos para enviar/recibir comandos de ellos, actualizar el firmware que se ejecuta en los mismos o cargar determinados experimentos en un conjunto de nodos determinado mediante reprogramación remota (OTAP, Over the Air Programming), son entre otras, las funcionalidades ofrecidas por dicho entorno de gestión.
Servicios en el ámbito de la eficiencia medioambiental
Introducción
Durante el periodo de vida del proyecto SmartSantander se realizó la implementación de una serie de servicios que fueron complementados con una serie de aplicaciones móviles. En los siguientes apartados se describen los detalles, accesibles desde http://maps.smartsantander.eu/
Monitorización medioambiental estática
Este servicio está constituido por aproximadamente 2.000 dispositivos IoT, la mayoría situados en el centro de la ciudad, para medir los parámetros medioambientales, fundamentalmente la temperatura, la concentración de CO, el nivel de ruido y la luminosidad.
El despliegue de dichos sensores está complementado por una red de comunicaciones y un sistema central de gestión que permiten almacenar la información en un repositorio común, pudiendo acceder a ella a un nivel de dispositivo o desarrollando aplicaciones y servicios más complejos que hagan uso de la información agregada de diferentes sensores.
Gestión del ruido
En la actualidad, es bastante habitual realizar estimaciones del nivel de ruido basadas en mediciones de un pequeño número de sensores fijos combinados con modelos matemáticos ajustados de acuerdo a parámetros temporales y espaciales como la hora, la geometría de la ciudad, etc.
Sin embargo, gracias a los dispositivos IoT se puede construir el mapa de ruido de la ciudad basado en las observaciones recogidas por medio de los sensores desplegados. La estimación del nivel de ruido en base a las mediciones de un amplio conjunto de sensores distribuidos en una ciudad puede ofrecer una visión más detallada y precisa de la distribución del ruido en tiempo real en la ciudad.
De acuerdo con la normativa actual, es necesario obtener dos mapas acústicos diferentes y su construcción está regulada por la Directiva 2002/49/CE , de 25 de junio, relativa a la evaluación y gestión del ruido ambiental, la Ley 37 /2003 ( Ley 37/2003 ) 17 de noviembre, del Ruido y el Real Decreto 1513/2005 (Real Decreto 1513/2005) 16 de diciembre de desarrollo de la Ley 37/2003 (Ley 37/2003 ), en referencia a la evaluación y gestión del ruido ambiental. Ambos mapas comparten requisitos similares, pero abordan objetivos diferentes. El mapa estratégico presenta una medición promedio por año, mientras que el mapa en tiempo real muestra el comportamiento acústico urbano en tiempo real.
El número total de puntos de medición reales es de 52, todos ellos distribuidos en un área de aproximadamente 1,76 km2. Esto significa que 5% de los 35 km2, correspondientes al total del municipio de Santander, está siendo monitorizado. A modo de ejemplo se muestra en la Figura 3 un mapa de ruido en tiempo real derivado de algunos de los sensores desplegados en la zona centro de Santander. Esta información es muy valiosa para tomar decisiones de tráfico, servicios urbanos y otros aspectos vinculados a la vida cotidiana de los ciudadanos.
Queda también patente que los dispositivos permiten hacer una comparación directa con los valores límites permitidos por la normativa.
Monitorización medioambiental móvil
En una segunda fase del proyecto SmartSantander, la infraestructura e monitorización estática se complementó con el despliegue de dispositivos en vehículos que circulan por la ciudad. Así, se han instalado sensores inalámbricos en vehículos de parques y jardines, autobuses y taxis, permitiendo extender los puntos de captación a otros puntos de la ciudad donde no existe infraestructura fija desplegada.
Cada dispositivo embarcado en un vehículo está dotado con diferentes sensores que permiten captar distintos parámetros medioambientales en diferentes puntos de la ciudad y enviarla a la plataforma central vía GPRS/UMTS. Como los nodos se están moviendo, cada una de las medidas realizadas está geo-localizada de forma que la información se pueda asociar a la posición en la cual dicha medición ha sido realizada.
La información geo-posicionada enviada por los sensores instalados en los taxis, vehículos de limpieza, etc., puede ser utilizada, por ejemplo, para analizar la actividad en las diferentes zonas de la ciudad.
Riego de parques y jardines
El despliegue de sensores en parques y jardines de la ciudad permite implementar lo que se conoce como servicio de riego inteligente. Se han instalado un total de 60 dispositivos en dos parques (el de Las Llamas y el de La Marga) que proporciona datos relativos al estado del suelo y el consumo de agua.
Figura 5. Imágenes con la instalación de dispositivos de medida en parques y jardines
Gracias a los datos proporcionados por los sensores se podrá hacer un uso más eficiente de los recursos, ajustando el consumo de agua a las necesidades reales de cada espacio verde de la ciudad. Los principales objetivos del servicio son los siguientes:
- Llevar a cabo una medición distribuida de varios parámetros ambientales / agrícolas en dos de los parques más representativos de Santander.
- Crear herramientas de información a fin de que toda la información esté disponible para las autoridades municipales de parques y jardines
- Desarrollar un módulo de alerta capaz de informar a los usuarios cuando se detectan condiciones irregulares.
- Control remoto de consumo de agua
- Medición del riego versus estimación de agua, así como de otros indicadores importantes, el agua absorbida, el desperdicio de agua, y el ahorro en los costos generales de agua, energía y mano de obra.
El sistema proporciona información relevante en tiempo real a las autoridades municipales y técnicos de parques y jardines, lo que les permite evaluar la situación concreta antes y después de la ejecución de la aplicación informática. Por lo tanto, las decisiones encaminadas a mejorar el rendimiento y reducir los costes de explotación pueden ser tomadas fácilmente.
Resumen y conclusiones
El proyecto europeo SmartSantander ha permitido a la ciudad de Santander disponer de una infraestructura de sensores sobre la que se proporcionan servicios innovadores en el ámbito de la eficiencia medioambiental. Estos servicios están fundamentalmente compuestos por la información proporcionada por una serie de sensores medioambientales estáticos y otros móviles, además de sensores instalados en parques y jardines orientados al riego inteligente. Adicionalmente, un conjunto de sensores de nivel de ruido permiten obtener mapas reales y mejores modelos de ruido en la ciudad, lo que permite cumplir de una manera más efectiva con la normativa actual en este aspecto.
Agradecimientos
El proyecto SmartSantander, núcleo de las acciones descritas, fue coordinado por Telefónica I+D (España) recayendo la responsabilidad técnica en el departamento DICOM – Grupo de Ingeniería Telemática de la Universidad de Cantabria. Igualmente, se debe realizar una mención especial por su contribución al desarrollo y éxito del proyecto a la Sociedad para el Desarrollo Regional de Cantabria (España) y a los demás socios del proyecto: TTI Norte (España), Alcatel-Lucent Italy s.p.a. (Italia), Alcatel-Lucent Spain S.A. (España), Ericsson d.o.o. (Serbia), University of Surrey (Reino Unido), Universität zu Lübeck (Alemania), Lancaster University (Reino Unido), Commissariat à l’Energie Atomique (Francia), Computer Technology Institute (Grecia), Alexandra Instituttet A/S (Dinamarca), y University of Melbourne (Australia).
Referencias
- Web del proyecto SmartSantander (19 enero 2016)
- Proyecto europeo SmartSantander. Ayuntamiento de Santander TV (19 enero 2016)
- Acceso a los mapas en SmartSantander