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A Internet das Coisas terá um papel fundamental nas Cidades Inteligentes

Se você mencionar o slogan “Cidade Inteligente” para qualquer pessoa, as primeiras perguntas que ela fará são: “O que é uma Cidade Inteligente?” e “Onde está localizada a Cidade mais Inteligente?” (ver Smart City).

Infelizmente não são, particularmente, perguntas fáceis de responder. Inteligente – nesse contexto - significa coisas diferentes para diferentes Cidades e para diferentes pessoas. Para alguns, pode ser encontrar formas de aliviar a poluição ou o congestionamento de trânsito - usando sensores e análise de dados. Para outros, é mais sobre encontrar maneiras de tornar as cidades mais verdes - com sistemas de compartilhamento de bicicletas ou mais parques.

Não é fácil caracterizar o que é uma “Cidade Inteligente”. Diríamos que essa “nomenclatura” está um tanto banalizada nos dias atuais! Algumas cidades foram construídas com inteligência em “mente”, como Songdo na Coréia do Sul (ver Referências do Google sobre Songdo), que tem o slogan Hi-Tech“carimbado” na sua infraestrutura, ou cidade verde Masdar, nos Emirados Árabes Unidos (ver Referências do Google sobre Masdar).

Mesmo cidades que estão localizadas em algumas das áreas menos tecnicamente avançadas do mundo têm aspectos da inteligência, seja o plano para monitorar urbanização em Dar es Salaam na Tanzânia com aplicativos como o OpenStreetMap (ver Slum Mapping: Some Reflections on Methods Using Very High Resolution Images, University of Twente, 13.nov.2013), ou a favela inteligente que está sendo desenvolvida em Stellenbosch na Cidade do Cabo (ver Smart cities: adapting the concept for the global South, The Guardian, 21.nov.2013), que está alimentando casas com painéis solares montados nos telhados e permitindo que as pessoas a comprem eletricidade através dos seus telefones celulares.

Ver aqui tendências tecnológicas que estão permeando as Cidades Inteligentes do futuro: Smart Cities: What will the city of the future be like? (Video), France 24, 11.sep.2014 e aqui diferentes projetos de Cidades Inteligentes: The SmartCity Cornerstone: Urban Efficiency (White Paper), Schneider Electric, Digital 21 Strategy (Hong Kong). Contudo também existem manifestações contrárias em relação a disseminação da tecnologia no ambiente das Cidades Inteligentes: Cidades inteligentes devem ir além da tecnologia, diz urbanista, DW Akademie, 14.nov.2014.

Ver aqui outras referências sobre Cidade Inteligentes: White Paper – The Smart City Market: Opportunities for the UK, Department of Business Innovation & Skills, UK, October 2013; White Paper – Smart Cities: Background Paper, Department of Business Innovation & Skills, UK, October 2013; e White Paper – Smart Cities: International Case Studies on Smart Cities, Department of Business Innovation & Skills, UK, October 2013.

Algo está mudando na evolução das Cidades Inteligentes. E esse algo tem sido a Internet das Coisas (ou IoT = Internet of Things). A IoT pode ter um papel importante – nos próximos anos – na ajuda aos Governos e para as Cidades (ver Saiba como a Internet das Coisas vai impactar a sua vida, Convergência Digital, 27.ago.2014 e The Future of Cities: The Internet of Everything will Change How We Live, Foreign Affairs, 31.oct.2014). Outras referências de IoT: The Internet of Things 2014 [Slideshare] , Huffington Post, 20.aug.2014 e How the Internet of Things will change the world , Betanews, 21.nov.2014.

Recentemente, o Governo da Índia manifestou seu interesse em definir uma política de IoT para esse país parte dos BRICs endereçando os seguintes segmentos:

Smart City: The model should cover the concepts like, Smart Lighting, Smart traffic management, Smart building, Smart parking, Wi-Fi Internet access & City Surveillance, Solid Waste Management, Smart Metering, Water Quality, Water clogging management in cities, etc

Smart Water

Smart Environment

Smart Health (Remote)

Smart Waste Management

Smart Agriculture

Smart Safety

Smart Supply Chain & Logistics

Como vimos acima, a “policy” de IoT da Índia tem “muito a ver” com o que o mercado chama de Cidade Inteligente! A Índia é o primeiro país do mundo a definir a necessidade de estabelecer uma política de IoT. Um grande passo institucional! (ver First Ever #IoT Policy Document Released By Indian Govt; Aims for $15B Market In 6 Yrs, Trak.In, 27.oct.2014 e IoT Policy Document from India, Department of Electronics and IT (DeitY) [PDF included here]). Enquanto isso no “nosso BRIC” brasileiro estamos convivendo (para nossa tristeza!) com um “Clube da Propina” – com “Síndico” e tudo! - descoberto na Operação Lava Jato (ver Empreiteiras montaram “clube da propina”, diz executivo, Folha, 14.nov.2014).

A Internet das Coisas pode ser usada em praticamente todos os cenários para os serviços públicos por parte dos Governos. Por exemplo, proteger o meio ambiente vai exigir soluções multifacetadas, mas a IoT pode ajudar exclusivamente na abordagem dos problemas de água potável, a poluição do ar, os resíduos de aterro e o desmatamento das florestas.

Um ponto fundamental na disseminação da IoT nas Cidades que vai ajudar na evolução da inteligência das mesmas são os “sensores” (ver Internet das Coisas: O charme dos sensores, Convergência Digital, 23.out.2014). Estes dispositivos terão um papel primordial no processo de automação das Cidades e, podem ajudar a monitorar o impacto ambiental das cidades, coletar informações sobre a qualidade do ar, esgotos e lixo entre muitas outras aplicações/serviços.

Tais dispositivos podem também ajudar a monitorar florestas, rios, lagos, oceanos, como também, no controle de perda de água cuja falta atual em vários estados do Brasil torna-se um “must” para as Cidades. Muitas tendências ambientais são tão complexas, que são difíceis de conceituar. A coleta de dados é o primeiro passo para a compreensão e, finalmente, reduzir o impacto ambiental da atividade humana e é aí que a IoT terá um papel importante a desempenhar.

Em geral, a implantação de uma infinidade de sensores sem fio nas estradas e nos veículos permitirá ao público fazer um acompanhamento preciso do transporte público. Outras iniciativas anteriores têm conexões de sensores, veículos e semáforos para controlar o fluxo do trânsito nas cidades. As redes de sensores sem fio populares incluem acelerômetros, medidores de tensão, anemômetros, dispositivos de “pesagem em movimento” e sensores de temperatura.

O aspecto poderoso para tais sistemas é que você pode influenciar o tráfego em “tempo real”, em oposição à abordagem de análise de dados históricos, onde as decisões retrospectivas eram a praxe. Na verdade, o valor dos dados históricos coletados em muitos casos é reduzido dramaticamente mesmo minutos após à ocorrência do fato (ver Sensors, Big Data Analytics Propel Environmental Monitoring, Smart Planet, 20.nov.2014).

Um ponto importante em termos de oportunidades de novos negócios: a implantação de sensores de IoT nas Cidades pode ser uma “boa oportunidade” para o desenvolvimento de novos negócios para as prestadoras de serviços de telecomunicações (ver Smart Cities Technology: Opportunities for Midsized Vendors, Social Media Today, 23.oct.2014).

Atualmente há uma abundância de exemplos de casos de IoT baseados em redes de sensores nas Cidades (ver White Paper: The internet of things, Center for Data Innovation, November 2013). Por exemplo, WaterBee (ver Referências do Google sobre WaterBee) é um sistema de irrigação inteligente que recolhe dados sobre a umidade do solo e outros fatores ambientais a partir de uma rede de sensores sem fio para reduzir o desperdício de água.

O sistema analisa os dados que recolhe a água seletivamente de diferentes lotes de terra com base na necessidade de uso. O sistema WaterBee pode ser usado para uma série de aplicações comerciais, incluindo em fazendas, vinícola, e campos de golfe. Os sistemas de irrigação inteligentes economizam energia, água e dinheiro. Usando um protótipo do WaterBee, 14 sites na Europa foram capazes de reduzir o consumo de água, em média, em torno de 40 por cento.

As cidades de Doha e Beijing utilizam sensores em tubos, bombas e outras infraestruturas de água para monitorar as condições e controlar a perda de água, identificar e reparar vazamentos ou alteração da pressão, se necessário. Na média, estas cidades têm reduzido os vazamentos em torno de de 40% a 50%. Medidores inteligentes instalados nos consumidores finais permitem o monitoramento em tempo real da demanda e detecção de vazamentos por residentes e gestores de propriedades, reduzindo os custos. As cidades de Dubuque e Indianápolis, nos Estados Unidos, assim como Malta, Nova Delhi, e Barrie (Ontario), têm visto, em média, uma redução de 5% a 10% no uso da água através do uso de medidores de água inteligentes.

Outro exemplo é o sistema Z-Trap que ajuda a prevenir danos às plantações usando “feromônios” para capturar insetos e, em seguida, compilar dados sobre o número dos diferentes tipos de insetos capturados. O sistema Z-Trap – com tecnologia sem fio - transmite os dados, incluindo as suas coordenadas GPS, permitindo que os agricultores vejam um mapa dos tipos de insetos que foram detectados (ver Referências do Google sobre o Z-Trap).

Mais opões são sensores de estradas HiKoB, baseados na tecnologia sem fio, compactos e de baixa potência que podem ser incorporados nas estradas para medir variáveis como temperatura, umidade e volume de tráfego. Os dados dos sensores são enviados através de uma rede sem fio a um servidor para processamento e análise. Esta informação permite que as equipes da estrada priorizem a manutenção durante condições climáticas adversas, que são responsáveis por quase 25% dos acidentes veiculares. O sistema também pode alertar aos motoristas de perigos potenciais nas estradas.

Um exemplo interessante de IoT para as Cidades é o sistema BigBelly que é um receptáculo de lixo baseado em energia solar que incorpora um compactador de lixo que alerta as equipes de saneamento quando o recipiente está cheio. A Universidade de Boston reduziu a frequência de recolhimento de 14 para 1,6 vezes por semana. Eles economizam tempo e energia desde que os seus coletores estão usando menos sacos de lixo e produzindo menos CO2 durante a coleta de lixo (ver Referências do Google sobre Bigbelly).

Temos também um caso de monitoração ambiental. Uma startup – chamada de Deconstruction – analisa dados de sensores de sites de construção civil – pasme você! – para certificar-se se as “coisas” não estão ficando, nem muito barulhentas, nem muito sujas! É claro, existem inúmeros outros exemplos de infraestrutura, tais como sensores de ponte sem fio (ver SmartSensis), que podem ajudar a reduzir esse risco, monitorando todos os aspectos da “saúde estrutural” de uma ponte, tais como vibração, pressão, umidade e temperatura.

De fato, a pesquisa geológica dos Estados Unidos avançada do sistema de sísmico nacional usa acelerômetros e análise de dados em tempo real, para monitorar a saúde estrutural de edifícios em regiões propensas a terremotos. Os sensores detectam o grau de movimento do edifício, a velocidade que as ondas sísmicas viajam através da construção, e como a estrutura do edifício se altera.

No futuro, podemos esperar sensores que sejam incorporados na estrada e quando “ligados” durante a manutenção preventiva da construção de estradas ou em situações de emergência, alertem cada veículo para a necessidade de reduzir a velocidade ou parar. Em última análise, podemos esperar que a estrada do futuro torne-se mais comunicativa!

As redes de sensores também estão sendo implantados em túneis para monitorar o fluxo de ar, a visibilidade, e uma gama de gases (CO, CO2, NO2, O2, SH2 e PM-10). A maioria são conectados de forma convencional via fios mas se evoluírem para uma implantação de rede de sensores baseada em tecnologia sem fio pode aumentar a segurança, economizar dinheiro e acelerar o tempo de instalação. Outras redes de sensores medem a temperatura, umidade e parâmetros semelhantes em rodovias para qualificá-las como "estradas inteligentes".

Isto é importante porque as condições climáticas afetam muito a segurança de uma rodovia. Estradas inteligentes poderiam, de fato, tirar proveito da energia solar para a alimentação da energia, limpar as ruas de neve e derreter o gelo (quando existente). Além disso, uma pintura dinâmica sensível à temperatura pode ser usada para fazer os cristais de gelo visíveis para os motoristas quando o tempo frio torna os pisos das rodovias escorregadios. Finalmente, sensores sem fio estão sendo utilizadas para monitorar os níveis de água em viadutos, criar mapas de ruído em estradas perto de cidades e, claro, o monitorar o congestionamento do tráfego.

As redes de rede de sensores sem fio (WSN = Wireless Sensor Network), combinadas com câmeras estão se tornando um instrumento comum para detectar fluxos de tráfego, velocidade e a contínua ocupação das estradas. Às vezes, os sensores das redes são combinados com outros sensores, tais como sensores de “magnetômetro” ou de potência, para detecção de tráfego nas vias rodoviárias. As vantagens das redes de sensores sem fio são que elas podem monitorar e avaliar as estradas automaticamente e de forma contínua, com pouco esforço humano e trabalhar em regime “24 por 7” mesmo em más condições de tempo, quando há neblina ou presença de poeira no ar. Elas exigem uma potência muito baixa e são muito competitivas em termos de custo.

Vislumbres de futuros de infraestruturas inteligentes podem ser vistos no momento em iniciativas diferenciadas em várias Cidades pelo mundo afora. Várias dessas iniciativas estão “apostando” em IoT combinada com “big data”. Um bom exemplo vem da Cidade de Birmingham, no Reino Unido, onde a IBM está auxiliando a analisar o “big data” e ajudar a entender os padrões de estacionamento, a fim de melhor gerenciar o congestionamento na Cidade.

Eles implantaram sensores sem fio de “ultra-baixo” consumo de energia em estradas e ofereceram uma “app” ajuda aos motoristas a conseguirem disponibilidade em tempo real e preços para o estacionamento. Muito interessante! As fontes comuns para gerenciar o tráfego na Cidade incluem sensores de estrada, câmeras de vídeo e atualizações de GPS de transportes públicos. Na Irlanda, o Conselho da Cidade de Dublin lançou um projeto de gestão de tráfego baseado em “big data” em que os controladores de tráfego utilizam os dados de vários sensores para sobrepor as posições em tempo real dos ônibus da Cidade de Dublin em um mapa digital. O objetivo é visualizar rapidamente possíveis problemas na rede de ônibus antes que se espalhe para outras rotas.

Como vimos acima a tecnologia de “big data” está começando a interessar aos projetos de Cidades Inteligentes. Mas afinal o que é “esse tal” de “big data” que está todo mundo falando e eu estou um pouco “por fora do tema”? Aproveite e veja estas referências aqui sobre “Big Data”: White Paper of Big Data Analytics, Info World [sob registro grátis] e White Paper of Hadoop and other big data technologies, Info World [sob registro grátis].

Uma nova “coqueluche” atualmente é a instalação de diversos sensores nas Cidades para coletar diferentes tipos de dados. Algumas das Cidades estão utilizando os dados coletados para fazer os seus projetos de “big data” mas em algumas Cidades essas coletas – também - têm incomodado os cidadãos pois estão sentindo-se “invadidos na privacidade deles”. Por exemplo, hoje já se sabe que 4% dos cidadãos de Manhattan vão para a cama antes das 19:30 horas nas noites da semana e 6% dos cidadãos desligam as luzes depois da meia noite (ver How Big Data Is Tracking Your Life?, Anseun Cheung, 22.oct.2014). Estamos falando de um novo “Big Brother” fomentado pela IoT? Maybe, who knows!

A cidade de Chicago está implantando – em projeto conjunto com a Qualcomm e a Cisco – 50 sensores nos postes de luz da Cidade para medir de “tudo” desde umidade até a qualidade do ar, como também, o nível de ruído. Este projeto está sendo chamado de forma inovadora de “Array of Things” em alusão a “Internet of Things” (ver Chicago Lamp Posts Will Track Population, Collect Data, Inquisitr, 23.jun.2014; Big Brother? Chicago to measure pedestrians' movements, USA Today, 24.jun.2014; e Chicago And Big Data, Tech Crunch, 22.oct.2014).

A implantação de sensores nas Cidades pode significar oportunidades de negócios no Brasil para as prestadoras de serviços de telecomunicações, bem como, para grandes players envolvidos com o tema de IoT como: Qualcomm, Cisco, IBM, Intel entre outros. A Qualcomm e a Cisco estão envolvidas no projeto de Chicago como vimos acima. A IBM no projeto da Cidade de Birmingham, no Reino Unido. A Intel tem também trabalhado no tema de “big data” para as Cidades: Intel And INRIX Collaborate On Smart Cities Platforms And Applications Powered By Big Data Intel Capital Makes Investment in INRIX, PR Newswire, 04.nov.2014 e Intel invests $10m in big data firm INRIX, CBR Online, 04.nov.2014.

Outras Cidades estão apostando em projetos de “big data” (alguns deles associados a IoT). Ver aqui os exemplos: 8 cities doing cool things with big data, Urbanful, 29.oct.2014 e  Bright lights, big cities, bigger data, Fortune Magazine, 30.oct.2014. Ver mais aqui como a tecnologia de “big data” pode ajudar as Cidades: White Paper: Open Data Power Smart Cities, Greenplum by SlideShare, 2014.

A tecnologia de “Big Data” vai revolucionar o mundo e os projetos de IoT para as Cidades Inteligentes. O “conceituado” analista de indústria McKinsey tem sinalizado a revolução do negócio de “big data”: Views from the front lines of the data-analytics revolution, March 2014 e já sinaliza a falta no mercado dos profissionais de “big data” nos próximos anos: McKinsey: IT Talent Shortage in Analytics, Mobile Skills, Property Casualty 360º, 31.mar.2014. E – para você se preparar para o novo “boom” profissional - conheça mais sobre a capacitação de “big data” aqui: ‘Big data’ vira curso de pós-graduação nos EUA, The Wall Street Journal, 13.nov.2014. E já tem empresa brasileira buscando esse “know how” fora do nosso País: TIM traz profissionais dos EUA para acelerar big data, Convergência Digital, 19.nov.2014. A Telefónica da Espanha também está apostando em “big data” para “predição do comportamento humano”: Telefónica I+D desafios de liderar a OIE está marcada, a previsão do comportamento humano e privacidade, Digital AV Magazine, 23.nov.2014.

E-mail: eprado.sc@gmail.com

Twitter: https://twitter.com/eprado_melo

Fonte: Artigo publicado inicialmente no portal Convergência Digital
Data: 09 de dezembro de 2014
Autor: (*) Eduardo Prado é consultor de mercado em novos negócios, inovação e tendências em Mobilidade e Convergência

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