Smart Cities

E’ intelligente il futuro delle città

Lione (Francia)
Lione (Francia)

Il rapido evolversi delle tecnologie rende sempre più prossimo nel tempo un futuro progettuale “interconnesso” e intelligente per i sistemi di illuminazione urbana. Qual è ad oggi lo stato dell’arte in Europa e nel nostro Paese?

Chi scrive ha collezionato ormai centinaia di articoli riguardanti le Smart City e l’illuminazione, ma devo ammettere che ancora non ho ben capito cosa si intenda con questo termine. Se ci fermiamo alle definizioni più utilizzate, ovvero città che creano uno “sviluppo economico sostenibile” oppure che generano uno standard di vita elevato grazie a sinergie fra economia, mobilità, ambiente, popolazione, eccetera, allora possiamo dire che anche la Firenze dei Medici o la Parigi di Haussmann erano a loro modo città smart.

Se però estendiamo questo concetto alle nuove tecnologie vediamo come oggi abbiamo la possibilità di rendere questi sistemi interconnessi e aggiornabili in tempo reale: e saranno quindi i cittadini in futuro a definire tempi e modi di erogazione dei servizi.

L’illuminazione si fa smart

La luce non fa eccezione. Abbiamo sorgenti LED che possono modulare accensione e intensità istantaneamente, sistemi di comunicazione maturi per un’applicazione ad ampio raggio, sensoristica avanzata. Non deve essere confusa però la soluzione tecnologica con lo scopo; non basta infatti avere un sistema “intelligente”: sta a noi capire come sfruttare questa possibilità al meglio. Quale modo migliore di parlare di questi temi quindi se non presentando alcuni casi concreti realizzati nelle diverse città europee?

Vogliamo ringraziare per questo l’associazione LUCI che ci ha supportato nell’individuare gli esempi in tal senso più interessanti.

I problemi da risolvere

Le potenzialità offerte dai nuovi sistemi sono enormi, ma è chiaro che risultano sempre attuali problemi cronici, legati alle condizioni attuali, così come agli investimenti ingenti, accompagnati probabilmente dalla ri-progettazione dell’impianto di illuminazione per poter raggiungere risultati soddisfacenti.

Inoltre, passando da un sistema “statico” di illuminazione ad un sistema dinamico ed interconnesso, in futuro sarà necessario pensare ad investire molto di più nella manutenzione per mantenere la continuità di servizi (leggi: se oggi un punto luce si spegne i cittadini sono disposti ad aspettare anche un paio di giorni per la risoluzione del disservizio, ma se questo punto luce è anche un nodo per la distribuzione del wi-fi cittadino è chiaro che i tempi di ripristino devono essere al massimo di qualche ora).

I problemi del futuro saranno poi quelli assolutamente attuali della privacy e della sicurezza connesse allo scambio dei cosiddetti “big data” e quindi alla interoperabilità dei vari sistemi di comunicazione: e il tutto ovviamente senza perdere di vista la buona progettazione della luce!

LUCI ASSOCIATION

Logo LUCI Association
Logo LUCI Association

L’associazione LUCI (Lighting Urban Community International) è un network internazionale di città e professionisti dell’illuminazione che promuove l’utilizzo della luce come strumento per uno sviluppo urbano, sociale ed economico sostenibile.

Creata nel 2002 sotto l’egida della città di Lione, oggi LUCI è un organizzazione che conta più di 100 membri, fra cui 70 città di quattro diversi continenti e 40 membri associati.

Gli obiettivi che muovono le attività dell’associazioni sono i seguenti:

1. facilitare lo scambio di informazioni organizzando conferenze internazionali, visite sul campo ed altri eventi;

2. promuovere le best practice delle varie città e conferendo premi per i progetti esemplari;

3. assistere nella ricerca e nei progetti volti a promuovere lo sviluppo dell’illuminazione del futuro.

COPENAGHEN – Danimarca

Copenaghen mira a diventare la prima città al mondo a zero emissioni e l’illuminazione giocherà un ruolo fondamentale in questo.  Da aprile 2015 quasi la metà dei 21.000 apparecchi di illuminazione stradale su un totale di 43.800 punti luce totali sono stati sostituiti con apparecchi a tecnologia LED.

Cykelsangen - City People Light Award (courtesy photo: Mike Dugenio Hansen)
Cykelsangen – City People Light Award (courtesy photo: Mike Dugenio Hansen)

La maggioranza sono montati su sistemi a catenaria. Con l’introduzione della dimmerazione notturna e dell’illuminazione a LED il consumo energetico è stato ridotto fino al 60% – e allo stesso tempo le emissioni di CO2, nonché i requisiti di manutenzione.

I moduli LED con 90.000 ore di vita hanno una durata circa 9 volte superiore alle lampade al sodio ad alta pressione. Nei prossimi due anni il progetto – che comprende anche controlli di illuminazione intelligenti, ed è gestito da Citelum – dovrebbe essere terminato.

Un sistema di telecontrollo consentirà di gestire da remoto i punti luce, integrandoli all’interno dell’attuale network cittadino che attualmente governa la viabilità: in futuro potranno venire accese le luci attorno all’area di un incidente oppure si potrà aumentare l’intensità luminosa degli apparecchi a ridosso degli incroci per rendere i ciclisti maggiormente visibili.

Nel quartiere di Alebrtslund verrà sperimentato un sistema che consentirà alla pubblica illuminazione di diventare la spina dorsale di una rete di sensori in grado di coordinare diverse funzioni e servizi, come ad esempio ridurre la congestione del traffico, prevedere dove spargere il sale prima di una tempesta di neve o lanciare un allarme in caso di attività sospette. L’investimento è notevole, circa 40 milioni di euro, per un tempo di ritorno di oltre 20 anni.

Città: Copenaghen (Danimarca)

Abitanti: 560.000

Punti Luce totali: 43.800

Intervento: Rinnovamento ad oggi di circa 10.000 punti luce con sistema di telegestione integrato nel sistema di viabilità

LIONE – Francia

Lione è sicuramente una delle città di riferimento quando si tratta di illuminazione: il primo piano della luce risale al 1989 e, dopo l’aggiornamento del 2004, oggi si sta pensando alla sua terza edizione.

Passerelle de la Paix ©M.Djaoui City of Lyon
Passerelle de la Paix ©M.Djaoui City of Lyon

Il nuovo piano, che riguarderà gli oltre 75.000 punti luce della città, punterà sullo sviluppo sostenibile e su una illuminazione dinamica, variabile nel tempo, grazie a controlli temporizzati e sensori in grado  di individuare i movimenti dei cittadini.

Alcuni punti cardine del nuovo piano saranno:

  • La sostituzione delle sorgenti luminose inefficienti o che contengono mercurio
  • La riduzione dei livelli di illuminazione di alcune aree della città
  • L’impostazione di profili di funzionamento che tengano conto dell’uso, dell’ora e della stagione
  • Lasciare i giardini in parte non illuminati per preservare la biodiversità

Nel quinto arrondissement verrà sperimentato un sistema di telecontrollo su 200 punti luce che consentirà di modulare l’intensità luminosa in base al traffico, un sistema di controllo gestito in modo locale grazie alla presenza di sensori magnetotermici. L’investimento, di circa 350 mila euro consentirà di ottenere un risparmio annuo di 87.000 kWh.

Città: Lione (Francia)

Abitanti: 480.000

Punti Luce: 75.000

Intervento: Nuovo piano della luce che punterà su risparmio energetico ed illuminazione dinamica. Sperimentazione su illuminazione adattiva

MADRID – Spagna

La città di Madrid ha in previsione la sostituzione del proprio parco impiantistico (circa 225.000 punti luce), per un risparmio energetico atteso del 40%.

(courtesy photo: Philips Lighting)
(courtesy photo: Philips Lighting)

Il progetto è nato da una collaborazione fra la società ESCO gestita dal Comune di Madrid e Philips Lighting e prevede l’installazione e il retrofit di apparecchi di illuminazione sia con tecnologia LED che con tecnologia a scarica.

Il nuovo sistema di illuminazione beneficerà di un sistema di gestione da remoto in grado di regolare il flusso luminoso degli apparecchi in base alle necessità: in questo caso, un primo passo verso la smartness.

Occorre che tale apparato venga incluso in un sistema più complesso e stratificato (ad esempio con sensori ambientali, dispositivi di input/output di qualche tipo, reti di interscambio con altri sistemi intelligenti) per rispondere ad esigenze che vanno al di là della semplice illuminazione e del risparmio energetico.

Città: Madrid (Spagna)

Abitanti: 3.150.000

Punti Luce: 225.000

Intervento: Rinnovamento dell’intero parco impiantistico con sistema di telegestione integrato

EINDHOVEN – Olanda

La città olandese di Eindhoven ha promosso un approccio di medio-lungo termine attraverso un documento programmatico, chiamato “Vision and roadmap urban lighting Eindhoven 2030”, che si prefigge il compito di utilizzare in maniera innovativa l’illuminazione pubblica al fine di innalzare la qualità della vita dei cittadini.

Eindhoven (courtesy photo: Verse Beeldwaren, City of Eindhoven)
Eindhoven (courtesy photo: Verse Beeldwaren, City of Eindhoven)

Lo studio si snoda lungo 3 livelli complementari, a dimostrazione del fatto che non può esistere un progetto smart finalizzato alla sola illuminazione: lighting (vale a dire tecnologie di illuminazione e controllo e applicazioni pratiche relative all’illuminazione), smart city (ovvero le varie applicazioni possibili, dell’infrastruttura ICT e dei sistemi abilitanti) e organisation (ovvero i processi di rinnovamento, i modelli di business applicati alla città e i laboratori dedicati).

Nel moderno campus all’interno dello Strijp-S verranno installati nuovi apparecchi (Schréder), che saranno telecontrollati tramite un sistema a radiofrequenza e dotati di varie tipologie di sorgenti LED (RGB, bianchi caldi e bianchi freddi).

I colori saranno miscelati per ottenere diverse atmosfere luminose, ad esempio in base all’ora del giorno o alle occasioni di festa; il loro funzionamento potrà anche adattarsi alle condizioni meteorologiche, lampeggiando ad es. di rosso per avvisare i residenti dell’avvicinarsi di un violento temporale.

L’interazione con i cittadini avviene in tempo reale attraverso il proprio smartphone: i residenti potranno cambiare il colore della luce per un paio d’ore ogni giorno, mentre i clienti che siederanno nei dehors  potranno regolare gli apparecchi vicini e ottenere un’atmosfera particolare in quell’area.

Città: Eindhoven (Olanda)

Abitanti: 216.000

Punti Luce: 47.800

Intervento: Roadmap per lo sviluppo dell’illuminazione urbana in ambito smart. Sperimentazione con illuminazione dinamica e interattiva

(ing. Matteo Seraceni, progettista – responsabile ufficio Ingegneria & Sviluppo – Hera Luce, Bologna)

***

SMART CITY E NUOVA SOCIALITÀ URBANA: QUALCHE ESEMPIO IN EUROPA

Quando si parla di innovazione dell’illuminazione urbana, non è più sufficiente oggi parlare solo di lampade e ottiche più efficienti: per aspirare a soluzioni innovative nell’illuminare le città, bisogna guardare a tutto ciò che deriva dalle analisi e ricerche sugli aspetti funzionali, spaziali e sociali dei nostri nuclei urbani.

La nostra attenzione deve quindi andare ai sistemi intelligenti, capaci di programmare la luce, controllare il singolo punto luminoso a seconda le esigenze del pubblico e  le condizioni dell’ambiente.

Sono inoltre di grande importanza le ricerche multidisciplinari in cui le scienze sociali, il design, la pianificazione urbana, vengono studiati in relazione alla luce, vista come elemento chiave della vita sociale. Interactive Urban Lighting, Responsive Urban Lighting sono le parole chiave, che ci instradano ormai in via definitiva verso un nuovo approccio all’illuminazione delle città.

Responsive Public Lighting – BLOG

“Responsive public lighting” è un blog, creato per condividere il lavoro di ricerca condotto nel campo del Responsive Urban Lighting. Il Forum è stato fondato dai ricercatori, che afferiscono al Department of Architecture, Design and Media Technologies della  Aalborg University in Danimarca e da parte dei ricercatori del “The Cluster for Mobility and Tracking Technologies (MoTT) “.

I temi  trattati sono essenzialmente i nuovi metodi e tecniche intelligenti di illuminazione, l’uso di sensori e tecniche di controllo della luce.  Per cercare di progettare strategie per un’ illuminazione interattiva, a sua volta capace di rispondere alle richieste ed esigenze degli utenti, serve una stretta collaborazione, una sinergia che coinvolge tecnologi, architetti, designer, sociologi, politici e produttori di apparecchi.

Diversi sono gli studi condotti e pubblicati dai ricercatori, che partecipano al blog, disponibili a questo link.

Open Urban Lab

Open Urban Lab è un programma intersettoriale promosso da Etopia Centro per l’Arte e la Tecnologia e da Saragozza Activa. Si tratta di uno strumento catalizzatore tra i cittadini, le autorità e le imprese per sviluppare proposte innovative per migliorare la città.

La partecipazione della cittadinanza che rappresenta l’utenza dei servizi alle sessioni di incontro è un fattore essenziale per includere la prospettiva degli utenti urbani al processo di costruzione della Open Urban Lab, e meglio individuare le sfide, i problemi e le opportunità per la città di Saragozza.

Le aziende e gli imprenditori possono implementare la loro visione sulla costruzione di Open Urban Lab e sul ciclo di innovazione legato allo sviluppo di progetti che risultino dal lavoro congiunto con i cittadini e l’amministrazione attraverso i differenti programmi in essere.

L’attività e le direttive prese nell’ambito dell’Open Urban Lab sono inoltre l’occasione concreta per unire le capacità di processo e gli impegni dell’amministrazione municipale per determinare la fattibilità delle diverse proposte di lavoro emerse.

Smart City Lighting Event 2015

L’evento è nato dalla considerazione che nel mondo sono attualmente tante le città coinvolte nel processo di convertire i sistemi tradizionali di illuminazione in sistemi di illuminazione intelligenti. In questa fase di trasformazione le città devono prendere coscienza dell’ampia gamma di benefici che se ne possono effettivamente trarre.

E’ quindi importante creare l’opportunità per potersi scambiare le conoscenze, le soluzioni creative e stabilire cooperazioni con alcuni nuovi settori industriali.

Lo Smart City Lighting event del 24 e 25 giugno 2015 a Eindhoven ha visto riunirsi per l’occasione politici, designer, ricercatori e inventori, scienziati e visionari, compagnie di tecnologia e investitori, tutti insieme per condividere le ultime informazioni sull’illuminazione urbana, le più recenti e “intelligenti” tecnologie, idee, ricerche, e “living labs”.

LSE Cities

LSE Cities è un centro internazionale, parte della London School of Economics and Political Science di Londra, e organizza conferenze, corsi, ricerche sul modo in cui città e persone interagiscono nel rapido processo di urbanizzazione, soffermandosi sull’impatto del design sui fattori socio-culturali e sull’ambiente.

I temi di ricerca attualmente condotti, sono divisi in vari rami, quali, Città Spazio Società, Città Ambiente e Cambiamento climatico, Amministrazione Urbana. All’interno del primo gruppo di ricerca, troviamo il tema “Configuring the light/Staging the Social”, dedicato all`illuminazione delle Città. La luce viene definita come la materia attraverso cui lo spazio sociale viene organizzato, l’infrastruttura della vita sociale di ogni giorno, alla base delle forme di interazione, che avvengono nella città.

Lo studio svolto è finalizzato  proprio a produrre le conoscenze e i metodi per meglio comprendere i ruoli che la luce riveste nel dar forma alla vita sociale, considerando le varie parti che entrano in gioco nel configurare la luce, quali appunto i pianificatori, i designer e coloro che ne usufruiranno.

I ricercatori, che stanno conducendo uno studio specifico sul tema, sono Don Slater e Mona Sloane, ed esiste un sito con relativo blog, dove sono disponibili informazioni più accurate sui loro progetti. Uno dei progetti di studio più recenti è Urban Lightscapes/Social Nightscapes (2014-2015) finanziato dalla LSE HEIF5 e iGuzzini.

(arch. Iolanda Fortunato, progettista – Roma)

SMART CITIES E SOCIAL LIGHTING

Il progetto di Illuminazione Intelligente realizzato a Grottammare in provincia di Ascoli Piceno nell’ambito del progetto Smart Small City (courtesy photo: Menowattge)

La situazione in Italia

L’utilizzo delle potenzialità della rete e delle più innovative tecnologie per la gestione delle aree urbane rappresenta l’elemento cardine per lo sviluppo delle smart cities, dove l’illuminazione intelligente svolge un ruolo di primaria importanza

Secondo la definizione dell’Agenzia per l’Italia digitale il concetto Smart City si collega alla creazione di un ecosistema capace di utilizzare le tecnologie attualmente disponibili per fornire servizi integrati e intelligenti alle comunità.

Lo sviluppo delle smart cities è legato a doppio filo alle nuove infrastrutture di comunicazione che consentono l’elaborazione di servizi innovativi a beneficio di cittadini e che rientrano nell’universo dell’Internet of Things. Attualmente nel nostro Paese le applicazioni IoT per la Smart City (oggi il 2% degli oggetti e il 4% del mercato) sono utilizzate soprattutto nel trasporto pubblico e nell’illuminazione intelligente.

Nel campo relativo alle sorgenti luminose si assiste sempre di più, ad esempio, alla sostituzione tecnologica nell’illuminazione pubblica allo scopo di utilizzare prodotti a maggiore efficienza che garantiscono un’alta resa luminosa. Nel solo 2015, ad esempio, Philips ha investito 495 milioni di euro in Innovazioni Green.

Secondo l’Osservatorio Digital Innovation del Politecnico di Milano, i benefici abilitati da tre applicazioni per la Smart City (Illuminazione intelligente, Gestione della mobilità e Raccolta rifiuti) e a seguito dell’adozione pervasiva delle stesse a livello di sistema Paese, consentirebbero a cittadini, Pubbliche Amministrazioni e aziende di risparmiare circa 4,2 miliardi di euro all’anno. Oltre a ciò, tali applicazioni migliorerebbero significativamente la vivibilità delle città, in termini di qualità dell’ambiente e qualità della vita

IoT e Smart Cities: connubio naturale

A conferma di come l’Internet of Things abbia un ruolo determinante nella Smart City riportiamo alcuni dei risultati della Ricerca “Internet of Things: l’Innovazione che crea Valore” realizzata nel 2015 dal Dipartimento di Ingegneria Gestionale del Politecnico di Milano.

Sono stati raccolti i dati da 198 comuni italiani con oltre 40.000 abitanti per comprendere i progetti realizzati e le aspettative per il futuro, da cui risulta che quasi il 50% dei comuni ha avviato negli ultimi 3 anni almeno un progetto Smart City basato su tecnologie IoT, la maggior parte dei quali gravitano attorno a due temi principali: Gestione della mobilità (58% dei comuni) e Illuminazione intelligente (52%).

In particolare, l’Illuminazione intelligente, che prevede l’utilizzo di soluzioni IoT per la regolazione della luminosità congiuntamente all’installazione di lampade a tecnologia LED, deve l’ottimo riscontro rilevato alla possibilità di ottenere benefici tangibili (riduzione dei consumi energetici di oltre il 40% e dei costi di manutenzione di circa il 25%).

Le tecnologie sono mature e iniziano ad affermarsi soluzioni basate su radiofrequenza (ad esempio Wireless M-Bus 169 MHz), che facilitano l’avvio di progetti multifunzionali: ne è un esempio l’iniziativa avviata presso il Comune di Grottammare, in cui la rete installata per la pubblica illuminazione comunale è utilizzata anche per raccogliere informazioni da contatori di acqua potabile e sensori di inquinamento acustico.

Smart City. Alcuni progetti di prossima realizzazione in Italia

Le comunità intelligenti nella normativa

Attualmente il quadro normativo vigente non prevede un efficace modello di coordinamento delle eterogenee iniziative intraprese a livello locale. Per superare le difficoltà legate al patto di stabilità si è fatto spesso ricorso al Finanziamento Tramite Terzi (FTT), che consiste nella stipula di contratti con ESCO (Energy Service Company) per ripagare l’investimento attraverso i risparmi ottenuti. In ambito giuridico, la sola definizione riferibile alle Smart Cities è quella che appare nell’art. 20, d.l. 18 ottobre 2012, n. 179, convertito in legge 17 dicembre 2012, n. 221 ove si parla di “comunità intelligenti”, per le quali l’Agenzia per l’Italia digitale definisce strategie e obiettivi, coordina il processo di attuazione e predispone gli strumenti tecnologici ed economici per il progresso delle stesse.

Le azioni in concreto

Se sul fronte legislativo c’è ancora molto da fare, dal punto di vista della trasparenza molto lavoro è stato fatto con la volontà di tenere informata la comunità su iniziative e progetti realizzati o in via di realizzazione.

Questo avviene attualmente attraverso un sito e una piattaforma  messe a disposizione dei cittadini e delle amministrazioni. L’Osservatorio Smart Cities è un’iniziativa Anci in partnership con Forum PA ed è uno strumento che, attraverso tre fasi, intende monitorare lo studio, la progettazione e la realizzazione di interventi sul territorio italiano.

La piattaforma Italian Smart Cities, sempre realizzata da Anci, è uno strumento operativo di mappatura, raccolta e catalogazione degli interventi progettuali sulle città intelligenti in tutto il territorio nazionale sulla base del lavoro di analisi svolto dall’Osservatorio Smart City, con l’obiettivo di offrire un supporto a Comuni di ogni dimensione sia in termini di idee ed esperienze da replicare, sia per la creazione di una rete di soggetti in grado di promuovere innovazione nei territori.

(Antonia Lanari)

 

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