La importancia de los gemelos digitales y el blockchain en las Smart Cities

El concepto smart city surgió a finales del siglo XX, debido a la implementación de nuevas tecnologías y comunicaciones en las ciudades. Esta implementación se debió, sobre todo, a la necesidad de las ciudades de albergar a una población cada vez más numerosa y con nuevas necesidades que satisfacer en cuanto a calidad de vida.

Hoy en día, las ciudades inteligentes (smart cities) suponen una alternativa para solventar los problemas ambientales y sociales surgidos de la cada vez más numerosa población. Gracias a la tecnología, se puede planificar urbanísticamente, recoger datos de movilidad, realizar simulaciones del impacto de posibles cambios de circulación, etc, todo ello encaminado a mejorar la calidad de vida de los ciudadanos.

Gemelos digitales y smart cities

En uno de nuestros anteriores posts, hablamos de los gemelos digitales, qué eran y cómo funcionaban. En esta ocasión, nos centraremos en el papel que juegan los gemelos digitales en las smart cities. Gracias a ellos, es posible generar una simulación virtual de la ciudad que permitirá ensayar cambios en dicha simulación antes de aplicarlos a la realidad. De esta forma, se puede mejorar la planificación urbana, los recursos y, en general, la calidad de vida de los ciudadanos. 

Asimismo, con los gemelos digitales se abre la posibilidad de que los propios ciudadanos puedan participar en el proceso ya que, en caso de así decidirse, dispondrían de un modelo en el que visualizar los proyectos futuros que vayan a acometerse en sus ciudades, así como los resultados previstos. 

Según Patricio Reyes, investigador del Grupo de Analítica y Visualización de Datos del Barcelona Supercomputing Center, cuyas declaraciones podemos leer en el siguiente artículo,  “a nivel general, uno de los grandes beneficios –y también uno de los grandes retos– de los gemelos digitales locales es su capacidad para tomar el pulso a la ciudad, sirviendo como herramienta para la toma de decisiones urbanas”,

Hay diversas áreas en las que es posible aplicar los gemelos digitales en las smart cities, destacando: 

• Control del tráfico: gracias a los gemelos digitales es posible prever el tráfico en días señalados: inclemencias meteorológicas, eventos deportivos, conciertos…y de esta forma generar un plan que minimice el impacto. 
• Gestión de recursos: aplicado a las zonas verdes de las ciudades sería posible simular el efecto de las lluvias previstas y así programar los sistemas de riesgo, adecuándose a las necesidades de cada momento. 
• Conservación de edificios: mediante la simulación es posible ver el deterioro de los edificios, pudiendo de esta forma anticipar las reformas necesarias para su conservación. 
• Planificación de servicios: al igual que con el control del tráfico, es posible simular la afluencia de visitantes en ciertos lugares y medios de transporte en función del calendario, por lo que será posible planificar las medidas necesarias, como por ejemplo aumentar la frecuencia de los medios de transporte. 
• Medioambiente: con la simulación del tráfico es posible comprobar los niveles de contaminación en función del número de vehículos y, de esta forma, acotar las ZBE (Zonas de Bajas Emisiones). 

En España, disponemos de ejemplos de gemelos digitales en las dos principales ciudades. 

Gemelos digitales en Barcelona

Mediante una colaboración entre el Ayuntamiento de Barcelona y el Barcelona Supercomputing Center – Centro Nacional de Supercomputación se ha creado un gemelo digital gracias al cual se podrán tomar decisiones sobre movilidad, accesibilidad, urbanismo y sanidad, entre otras áreas.

Como podemos ver en este artículo, los principales usos que se le han dado a este gemelo digital son los siguientes:

• Barcelona, ciudad de los 15 minutos: lo que comúnmente se conoce como “poder ir andando a cualquier sitio”. Mediante el gemelo digital es posible simular lo que tardan los ciudadanos en acceder andando a los principales servicios (transporte público, hospitales, colegios…) y, de esta forma, planificar futuros emplazamientos de estos servicios.
• Zona de Bajas Emisiones: ya hemos comentado que uno de los usos de los gemelos digitales es precisamente éste, simular la cantidad y tipo de vehículos que es posible albergar en distintas zonas de la ciudad para no superar los niveles de contaminación. De esta forma, es posible delimitar las ZBE. 
• Situación de las nuevas paradas de Metro: con el gemelo digital se ha analizado la distancia que deben recorrer los ciudadanos a las nuevas paradas de Metro planificadas; de esta forma, obteniendo los datos de movilidad, es posible precisar con más exactitud cuál es la localización más adecuada. 

Gemelos digitales en Madrid

El Ayuntamiento de Madrid quiere emplear los avances tecnológicos para mejorar la gestión de los servicios y una de las tecnologías a emplear es, precisamente, el gemelo digital.

Como podemos ver en este vídeo, la representación virtual de la capital combina tecnologías como IoT, la inteligencia artificial, la representación 2D y 3D y modelos avanzados de semántica. 

Los usos del gemelo son muy similares a los de la Ciudad Condal ya que, mediante estos escenarios virtuales, es posible visualizar la ciudad a tiempo real, simular el diseño, desarrollo y ejecución de los distintos proyectos, visualizar y monitorizar el estado de las infraestructuras para prevenir el deterioro, optimizar el funcionamiento de los servicios públicos como los medios de transporte y mejorar la gestión de la seguridad ante grandes acontecimientos (eventos deportivos, conciertos, festivales, manifestaciones…). 

Una vez vistos estos ejemplos creo que nos podemos hacer una idea de las múltiples posibilidades que tiene la aplicación de los gemelos digitales en las smart cities. Y, por supuesto, no podemos olvidarnos de los beneficios que ello supone: 

• Ahorro de costes 
• Mayor productividad
• Más eficiencia en el uso de los recursos
• Mejora de la movilidad
• Preservación del medioambiente

Blockchain y smart cities

Como hemos visto, las smart cities reciben este nombre, entre otros motivos, cuando cuentan con dispositivos tecnológicos conectados entre sí. El Internet de las Cosas (IoT por sus siglas en inglés), supone uno de los pilares de estas ciudades. Al igual que el blockchain, sumamente importante en el desarrollo de estas ciudades inteligentes. 

En nuestro blog tenemos un post con el que puedes comprender, mediante un sencillo ejemplo, qué es el blockchain y cómo funciona. Asimismo, en el siguiente artículo podemos encontrar varios casos de éxito del uso de blockchain en distintas empresas como Walmart o Pfizer. 

La importancia del blockchain en las ciudades inteligentes reside en su labor como elemento que aporta fiabilidad a los datos del sistema y permite su notarización y verificación y, por tanto proporcionar trazabilidad al dato; esta información, además, esta información debe estar digitalizada y procesada y de eso se encarga, precisamente, el blockchain para hacerlo de una forma segura,  transparente, eficiente y automatizada. Gracias a la tecnología blockchain se pueden conectar los servicios de las ciudades y facilitar la transmisión de datos de una manera óptima así como favorecer la descentralización de los procesos de intermediación a través de la red de nodos que lo configura.

La ONU lanzó hace algunos años la iniciativa Blockchain4cities, proyecto inspirado en ciudades como Chicago, Singapur o Gotemburgo. Gracias a esta iniciativa, se pudo determinar cuáles son las cuatro claves del blockchain:

Transparencia y conectividad

Gracias al blockchain, se pueden conectar servicios de una forma eficiente; esto incluiría la movilidad, la seguridad, la energía…todos conectados a través de un sistema único que puede generar datos que serán publicados para los ciudadanos. 

Comunicación directa

La comunicación directa entre administraciones públicas y ciudadanos es posible gracias al blockchain. De una forma digital se realizan los trámites burocráticos, generando procesos más ágiles y aumentando la confianza del ciudadano. 

Información íntegra y fiable

Al hilo de lo anterior, los datos se transmiten de una forma segura, sin afectar a la privacidad de los ciudadanos. Los datos pueden cifrarse total o parcialmente y, de esta forma, compartir solo los datos relevantes para la gestión que se esté realizando. 

Gestión eficiente

En resumen, gracias al blockchain es posible que las administraciones se adapten a todas las necesidades de los ciudadanos, digitalizando sus procesos y manteniendo su privacidad a la vez que se mejora la atención a la población con un sistema de gestión más ágil.

Uno de los ejemplos más significativos con respecto al uso de la tecnología blockchain en smart cities lo encontramos en la plataforma Greenchain, que permite al cliente visualizar en tiempo real el origen 100% renovable de la energía. 

Relacionado con la gestión de residuos, encontramos el ejemplo de Bengaluru, ciudad situada en la India, en la que los ciudadanos cuentan con una aplicación para reportar problemas. La gestión de los residuos es preocupante en el país y, mediante la aplicación es posible presentar una queja sobre la recolección. Gracias a la aplicación de la tecnología blockchain, sería posible incluir tres niveles de aprobación en la recogida de los residuos por lo que el proceso sería más completo y preciso, evitando también la manipulación humana de los datos. 

Son solo un par de ejemplos de cómo es posible aplicar esta tecnología en las smart cities. En el informe “Blockchain for smart sustainable cities” podéis encontrar más información sobre el papel que juega la tecnología blockchain en el desarrollo de las ciudades, su importancia para la sostenibilidad y los desafíos que se presentan en un futuro.