Ciudades 5G: Un futuro inteligente.
Por Pablo Treviño. Experto en sistemas de Vanti México.
El Observatorio Nacional 5G (ON5G) es una iniciativa público-privada impulsada por Mobile World Capital Barcelona, la Secretaría de Estado para el Avance Digital y Red.es con el objetivo de analizar el ecosistema 5G en España e identificar a sus principales actores, así como las iniciativas en desarrollo a nivel nacional e internacional.
Para llegar al completo entendimiento de soluciones 5G, comencemos entendiendo lo que son Smart Cities.
El término “Smart Cities” surge de una definición tecnológica realizada por la industria de TI (Tecnología de Información) y referida al uso intensivo de las telecomunicaciones y la computación para el desarrollo de los servicios en una ciudad.
Smart Cities o Ciudades Inteligentes son aquellas que utilizan todos los medios posibles, contextualizados en su época y circunstancias, para proporcionar a la ciudadanía la mejor calidad de vida en términos de economía, acceso a los servicios y sostenibilidad del territorio. Las actuales ciudades inteligentes son aquellas que utilizan los instrumentos tecnológicos del siglo XXI para los fines propios de una ciudad: utilización de los recursos públicos, ordenación del territorio y mejora de la convivencia urbana.
La aparición de las redes inteligentes como el 5G supone un nuevo reto para las ciudades inteligentes. Se trata de una nueva tecnología de comunicaciones que, combinada con la ya existente, proporcionará nuevas posibilidades para la mejor gestión de los sistemas de operación cotidiana de las urbes.
Para que una ciudad funcione de manera óptima no consiste solamente en tecnología, sino que también es necesario un ecosistema de personas, procesos y soluciones, para lograr la construcción de una ciudad inteligente al servicio de una ciudadanía empoderada y capacitada digitalmente para la mejor prestación de los servicios públicos.
Las ciudades Inteligentes utilizan la tecnología para gestionar recursos como la seguridad, los transportes o la sanidad, así como para mejorar su eficacia y/o garantizar estos temas. Las estructuras de gobierno son capaces de usar redes de comunicación y sensores para acceder a una gran cantidad de datos, analizarlos y usarlos en la toma de decisiones. La tendencia global de la población del planeta debe concentrarse en grandes urbes parece estar inexplicablemente ligada al crecimiento económico y a la reducción de la pobreza.
Cabe mencionar que no todas las ciudades son iguales; existe una enorme variedad de concentraciones urbanas, cada una con su fisonomía, sus propios problemas y con un acceso a recursos económicos y tecnológicos que refleja el desigual grado de desarrollo económico, social y de políticas públicas de cada país y su economía. Para hacer frente a este fenómeno, las autoridades públicas hacen amplio uso de mejoras de la movilidad en común y de la gestión eficaz de los recursos, pero también de tecnologías de seguridad y vigilancia masiva que podrían llegar a incluir sistemas de puntuación y clasificación ciudadana.
Desafíos actuales.
Las ciudades inteligentes son el lugar de encuentro de la práctica totalidad de los casos de uso de 5G. Cada vez más, nuestras ciudades son el escenario de nuestra convivencia, de nuestro trabajo y de nuestro ocio. La planificación y desarrollo de las ciudades actuales debe ser radicalmente diferente de la que tuvo lugar en los siglos XIX y XX, cuando se desarrollaron.
Los desafíos de cualquier ciudad se pueden agrupar en cuatro grandes categorías:
- Desafíos de movilidad: Análisis de tráfico, aparcamientos inteligentes e intersecciones inteligentes.
- Desafíos de servicios públicos: Sistemas de energía y saneamiento eficaces y sostenibles, sistemas de medición de consumo de agua y electricidad en tiempo real e inteligentes, alumbrado público conectado y regulado que reduzca en consumo energético sin comprometer su disponibilidad.
- Desafíos de seguridad: Detección temprana de incidentes y emergencias.
- Desafíos de servicios de salud, educación, ocio y bienestar, que sean inclusivos y al servicio de la ciudadanía.
Soluciones: 5G y Ciudades Inteligentes.
5G es el estándar sobre el cual se construye una ciudad conectada. Una ciudad inteligente de segunda generación es ante todo una ciudad conectada, una ciudad en la que se asume que la conectividad existe sin limitaciones tanto para las cosas como para las personas.
El estándar 5G ha sido diseñado para poder dar soporte a una gama extremadamente amplia de situaciones como las que se pueden dar en una gran ciudad. Desde las concentraciones de tráfico móvil más exigentes y densas en los centros urbanos hasta despliegues de IoT mucho más densos y demandantes que los actuales, pasando por aplicaciones críticas que requieren baja latencia y alta disponibilidad.
5G proporciona una conectividad universal y sin limitaciones mediante redes de sensores (IoT – Internet of Things) o dispositivos móviles de ciudadanos. Esta red extendida llegará a ser omnipresente y moverá una cantidad masiva de datos que ya no vendrán únicamente de los móviles sino de un número elevado de dispositivos como sensores, actuadores, cámaras, vehículos.
5G ofrece el tipo de calidad y garantía de servicio que hasta ahora se asociaba únicamente con el despliegue de redes físicas como el cable o la fibra. Se dará por hecho que personas y cosas tendrán la posibilidad de conectarse a la red sin necesidad de plantearse el paso de desplegar redes físicas mediante obra civil.
Ejemplos de aplicaciones representativas de las smart cities o ciudades inteligentes, que pueden beneficiarse del despliegue de 5G:
- Gestión del tráfico y mejora de la movilidad urbana. Los casos de uso de 5G como facilitador de la movilidad urbana se pueden agrupar en dos principales categorías, cada una con diferentes plazos:
- La primera categoría reúne las aplicaciones de 5G como facilitador de la movilidad, en parkings, en sistemas de pago o información.
- La segunda categoría es la del coche conectado en todas sus vertientes, vehículo a vehículo, vehículo a infraestructura y vehículo a persona.
2. Gestión de alumbrado. El alumbrado público constituye una partida económica considerable de los presupuestos de muchas ciudades. Según la compañía Cisco, en su estudio de plataforma para smart cities, hasta un 38%. El uso de tecnología LED para el alumbrado público supone un ahorro considerable del consumo eléctrico y de los costes de mantenimiento. La regulación de los poderes públicos en Europa y en Estados Unidos a favor del LED está logrando que este tipo de iluminación se esté generalizando.
3. Gestión de Residuos. La gestión inteligente de recoger residuos urbanos es otra aplicación estrella de las ciudades inteligentes que ha empezado ya a desplegarse con tecnología 4G. Los contenedores pueden ser dotados de sensores conectados con el centro de control que puede optimizar las rutas de recogida en función del llenado.
4. Gestión del agua. La gestión inteligente del agua es una parte esencial de una ciudad inteligente. Es el ejemplo perfecto de la utilidad de un tipo particular de dispositivo IoT, donde las redes de sensores LPWAN (Low Power, Wide Area Network) dan conectividad a un gran número de dispositivos con el uso exclusivo de baterías de alta duración en entornos en los que no hay, en general, suministro de electricidad de la red y con un volumen de datos transferido mínimo.
Barreras para su implantación.
El modelo de negocio de las smart cities se encuentra todavía en evolución y en fase de definición.
- La primera generación de ciudades inteligentes ha consistido esencialmente en despliegues de redes públicas de conectividad, usando una tecnología madura para uso ciudadano como WiFi, a veces acompañando a mobiliario urbano o puestos de información y de redes de sensores para usos puntuales.
- La segunda generación de ciudades inteligentes construida en torno a conectividad 5G, el número de ecosistemas posible se enriquece pero también se complica. La elección del tipo de red, uso del espectro y tipo de contrato adquiere una enorme importancia. Algunas redes podrían ser privadas, compartidas o desplegadas por un operador neutro.
Por otra parte, la planificación, despliegue y operaciones de una ciudad inteligente requieren un amplio abanico de conocimientos, desde la red hasta el software de análisis de datos, pasando por el diseño de la red de nube o de edge. Difícilmente un único contratista o un único ente municipal contarán con una gama tan amplia de competencias. Podemos incluso pensar en modelos de negocio en el que el ecosistema está formado por el proveedor que actúe como integrador de sistemas para el diseño y la puesta en marcha.
El éxito de las ciudades inteligentes pasa por la incorporación masiva de sensores IoT que estén comunicados permanentemente por redes 5G, dentro de un conjunto integrado y coherente de varios sistemas inteligentes. Los sensores IoT actuales ya son compatibles con las redes 5G próximas a salir y a partir del año que viene ya serán totalmente IoT.
La utilización de redes 5G en las ciudades inteligentes es fundamental, porque en pocos años se espera que haya varias decenas de miles de millones de sensores IoT, generando datos constantemente. La característica de las redes 5G de captar simultáneamente múltiples entradas y salidas de datos (MIMO – multiple – input and multiple – output – masivo) es en este caso crucial, porque de lo contrario se crearían múltiples cuellos de botella y el colapso de las redes de información.
Algunos casos prácticos de soluciones inteligentes se listan a continuación:
- Ascensores monitorizados.
El medio mecánico que transporta más pasajeros en el mundo no circula horizontalmente sobre el asfalto, sino verticalmente por el interior de los edificios. Los 12 millones de ascensores existentes en 2015 ya realizaban 7.000 millones de desplazamientos cada día, y la cifra aumentará debido a la urbanización creciente de la sociedad, con el 70% de la humanidad viviendo en ciudades para el año 2050. Mantener ese parque en buenas condiciones de funcionamiento es crucial: se estima que los ascensores del mundo están detenidos por avería casi 200 millones de horas al año. La firma alemana ThyssenKrupp -la tercera más grande de este sector- ya equipa todos sus ascensores nuevos y el 80% de los existentes con sensores de mantenimiento preventivo conectados a la nube Azure de Microsoft, y la suiza Schindler –líder del mercado- ha llegado a un acuerdo similar con Telefónica para sensorizar sus ascensores y escaleras mecánicas.
- Estacionamiento inteligente.
La consultora Roland Berger estima que el 30% del tráfico de vehículos en una ciudad corresponde a conductores que buscan una plaza para estacionar. Desde el punto de vista económico, el impacto es enorme: un estudio de Inrix calcula que cada conductor gasta 900 euros anuales buscando aparcamiento, con un coste total que asciende a 40.000 millones de euros sólo en Alemania. Los beneficios medioambientales y económicos de optimizar el proceso de estacionamiento han llevado a la ciudad de Hamburgo, en colaboración con Deutsche Telekom, a equipar unas 11.000 plazas de aparcamiento en superficie con sensores infrarrojos y magnéticos incrustados en el asfalto que detectan la presencia de un vehículo e informan a través de una red NB-IoT sobre los espacios disponibles mediante una aplicación móvil que también permite abonar el tiempo de aparcamiento y prolongarlo en caso necesario.
Pablo Treviño
Profesional con sólida y consistente experiencia de más de 20 años en las áreas de sistemas, administración, desarrollo, operación, e Implementación. Demostrada capacidad de liderazgo en equipos multidisciplinarios. Su trabajo siempre ha sido orientado al logro de objetivos y enfrentar situaciones de desafío y superación; su experiencia también ha sido probada en mantener actividades rentables.
