Smart City: siamo sulla strada giusta per la sostenibilità?

di Virna Bottarelli | Negli ultimi tre anni il 42% dei comuni italiani con almeno 15.000 abitanti ha avviato progetti di Smart City e di questi il 39% sono oggi pienamente operativi. Lo dicono i dati raccolti dall’Osservatorio Internet of Things della School of Management del Politecnico di Milano, che evidenzia anche come ci sia ancora molto da fare per migliorare l’intelligenza delle nostre città: fattori come la mancanza di competenze, la carenza di risorse economiche, la complessità burocratica e la difficoltà di coordinamento dei vari attori coinvolti nei progetti rappresentano dei limiti allo sviluppo della Smart City. Ma perché è importante proseguire su questa strada? Come spiega Angela Tumino, direttore dell’Osservatorio Internet of Things del PoliMi: “Passare da città tradizionale a città smart offre benefici rilevanti, come la diminuzione dei consumi energetici, l’ottimizzazione della raccolta dei rifiuti, il miglioramento del trasporto pubblico e la riduzione del degrado urbano, che aiutano a far fronte alla crescita della popolazione urbana e a ridurre l’impatto ambientale delle città stesse”.

Sostenibilità: siamo sulla strada giusta?

Principale obiettivo delle iniziative di Smart City è il raggiungimento di una maggiore sostenibilità ambientale, come indica lo Smart City Index di Ernst & Young, pubblicato a marzo 2020. “La sostenibilità riguarda infrastrutture di trasporto, reti energetiche e servizi ambientali, e in ciascuno di questi ambiti, in molte città, ci sono esempi tangibili di trasformazioni verso la sostenibilità”, dicono Marco Mena e Andrea D’Acunto, rispettivamente autore dello studio e Senior Advisor, e Partner MED Telco, Media & Technology Sector Leader di Ernst & Young. “Oltre alla mobilità, che è passata dal dualismo auto privata – mezzo pubblico a un modello sempre più flessibile e ibrido, con bike, scooter e car-sharing sempre più diffusi, e alla crescente attenzione alle piste ciclabili in molte città metropolitane oltre che nelle città medie, rilanciata anche come possibile alternativa nel post-Covid, altri esempi tangibili della maggiore considerazione della sostenibilità sono le nuove illuminazioni pubbliche a led e la crescita, lenta ma inesorabile della raccolta differenziata dei rifiuti urbani, che ha raggiunto percentuali molto elevate soprattutto nelle città medie, dove la gestione risulta molto più facile che nelle metropoli”.

Le Smart City in Italia

E a proposito di metropoli, quanto sono smart quelle italiane rispetto a quelle europee? Secondo Mena e D’Acunto, la risposta varia secondo i punti di vista: “Se parliamo di best practice, forse in Italia non abbiamo realizzazioni così eclatanti come la rete di piste ciclabili di Amsterdam, il termovalorizzatore di Copenhagen, la piattaforma Smart City di Barcellona o i sistemi di trasporto pubblico delle città tedesche. Ma se analizziamo le nostre città attraverso un sistema complesso di indicatori, come quello dello Smart City Index, il divario si riduce: in un benchmark realizzato tra 5 città europee, Milano stava complessivamente alla pari con Barcellona e Monaco di Baviera, e sopravanzava nettamente città come Lione e Stoccarda”. Nel confronto, poi, ci sono elementi che rendono ogni realtà unica e difficilmente replicabile tra i Paesi: “Poteri amministrativi, dimensione territoriale, ruolo degli enti regionali e nazionali, capacità di coinvolgere le aziende locali e altri elementi rendono molto difficile adattare quanto fatto dalle altre città al proprio contesto”.

I presupposti per fare bene ci sono, perché “le aziende italiane sono all’altezza delle sfide imposte dalla Smart City. Le start-up italiane sono tantissime e con idee molto smart. Il capitale umano che esce dall’università ha un grado di formazione elevato, perché molti atenei si occupano di Smart City e formano tecnici di ottimo livello”, ma non mancano gli ostacoli sul percorso: “Il sistema spesso non è in grado di valorizzare tutti questi talenti: il venture capital per le start-up in Italia è di dimensioni molto limitate e non tutte trovano le risorse per nascere, le stesse start-up non trovano poi finanziamenti adeguati per fare il salto di qualità, gli enti locali non hanno grandi team dedicati alle Smart City e anche i bandi per la Smart City sono pochi, di dimensioni limitate, spesso tradizionali nell’impostazione e inadatti a far crescere un mercato di soluzioni innovative”.

La sensoristica traccia la strada

Oggi l’innovazione passa soprattutto attraverso la sensoristica, che nelle città ha avuto un grande sviluppo negli ultimi anni grazie alla spinta delle utility verso la digitalizzazione delle loro reti: “Si tratta di investimenti realizzati per migliorare la manutenzione delle reti e aumentare la qualità dei servizi resi, che producono una grande quantità di dati utilizzabili per gestire la città ed erogare servizi innovativi ai cittadini: un potenziale enorme, ma non ancora sfruttato quasi in nessuna città, spesso perché il Comune, non avendo consapevolezza della quantità di sensori e di dati presenti, non lancia iniziative per la messa a sistema e lo sfruttamento di questa vera e propria miniera”.

Tra i diversi campi applicativi della sensoristica, il settore della mobilità è quello più avanzato, ma margini di crescita ci sono ancora nello sviluppo dei sistemi come il monitoraggio diffuso dello stato dei parcheggi nelle città o l’integrazione tra mezzi di trasporto diversi, in modo da dare all’utente finale una visione complessiva di tutte le opportunità di spostamento in città. “Anche il settore energetico ha sviluppato enormemente negli ultimi anni la sensoristica, grazie allo smart metering, ma non ha ancora sfruttato questo potenziale con piattaforme dati e l’erogazione di servizi all’utenza finale, ad esempio per l’efficientamento energetico”, concludono Mena e D’Acunto, che evidenziano anche come il meno avanzato sia invece il settore ambientale: “I comparti della gestione dei rifiuti, dell’acqua e del verde urbano offrono enormi opportunità per il futuro”.

Reti ambientali per la Smart City: perché concentrarsi sull’acqua 

Le reti idriche, insieme agli impianti di depurazione, alla disponibilità di verde urbano, e alle reti di raccolta differenziata dei rifiuti rappresentano l’insieme delle reti ambientali, anch’esse chiamate, nel contesto della Smart City, a virare con sempre più decisione verso la sostenibilità. L’acqua è l’elemento abilitante per la generazione di 287,2 miliardi di valore aggiunto in Italia; senza la risorsa acqua, il 17,4% del Pil italiano non potrebbe essere generato. Lo sostiene la Community Valore Acqua per l’Italia che, nata in seno a The European House Ambrosetti, ha recentemente pubblicato un Libro Bianco nel quale si riporta che l’Italia ha una rete infrastrutturale deficitaria e con un tasso di dispersione elevato: circa il 60% delle infrastrutture della rete idrica italiana ha più di 30 anni, il 25% ha più di 50 anni e quasi la metà dell’acqua prelevata viene dispersa lungo la rete stessa (rispetto al 23% della media UE). Nell’indice “Valore Acqua verso lo Sviluppo Sostenibile” il nostro Paese si posiziona al 21° posto sui 28 Paesi europei. Eppure, abbiamo una dotazione tecnologica all’avanguardia in ambito idrico, con oltre due terzi degli impianti di depurazione che presentano un livello di tecnologia avanzata e oltre 60 richieste di brevetto nel campo delle tecnologie ambientali. Dove intervenire per migliorare la situazione?  Una risposta la offre Gianfranco Cardamone, che ricopre la carica di Emea Sales Senior Director South East – Italy Country Manager in NXP Semiconductor: “Nonostante l’importanza di una risorsa essenziale e a volte rara come l’acqua, storicamente negli ultimi decenni si è fatto ben poco per migliorare l’efficienza delle reti idriche. Basti pensare ad alcune aree anche del nostro Meridione dove l’acqua viene giornalmente razionata per via di deficienze nella rete idrica. La distribuzione capillare di sensori a basso costo connessi con il cloud su tutta la rete di distribuzione aiuterebbe a individuare immediatamente le zone dove ci sono perdite nelle tubazioni di distribuzione dell’acqua e a intervenire in maniera puntuale”.

Efficienza energetica: partire dagli edifici

Le reti energetiche stanno attraversando un processo di trasformazione che interessa tanto  la fase di produzione, con una spinta verso le fonti alternative (idroelettrico, eolico, solare fotovoltaico, biomasse, geotermico ecc.), quanto quella di distribuzione e gestione, con ad esempio la diffusione del teleriscaldamento come forma di risparmio energetico o la modernizzazione degli impianti di illuminazione pubblica.

NXP Semiconductor offre una testimonianza anche in questo ambito. È sempre Cardamone a spiegare come la sua azienda stia avendo un ruolo importante nel deployment degli energy gateway in Inghilterra: “L’autorità dell’energia nel Regno Unito ha previsto la connettività dei contatori del gas e dell’elettricità tramite protocollo Zigbee (802.15.4) a un energy gateway connesso, in modo sicuro, al cloud. L’impatto a livello di sostenibilità di una tale soluzione è enorme: gli utenti residenziali hanno la possibilità di conoscere in modo puntuale il loro consumo energetico, tramite un App o un In Home Display che viene fornito in ogni impianto domestico dall’operatore telecom, e possono attivare comportamenti virtuosi nell’utilizzo dell’energia e dell’efficientamento in ambito domestico”. Il sistema supporta poi le dinamiche di demand-respond in ambito energetico, utili al bilanciamento delle smart grid. L’utente viene quindi incentivato a utilizzare l’energia elettrica quando è più conveniente, tramite tariffazione dinamica e aggiornata in base alla domanda. “L’energy gateway può in maniera totalmente pervasiva e trasparente attuare dinamiche di controllo che danno come risultato finale una migliore sostenibilità del sistema, con risvolti di economicità e aumento del comfort anche per l’utente finale”, aggiunge Cardamone.

Dello stesso avviso è Alberto Lucarelli, Product Manager Devices Connectors di Phoenix Contact, che invita a riflettere sulla gestione energetica nell’automazione degli edifici, perché una buona gestione energetica “gioca un ruolo fondamentale nell’ottimizzazione del monitoraggio e dell’efficienza energetica di tutte le applicazioni e della comunicazione continua tra loro, così come anche la generazione, lo stoccaggio e la trasmissione di energia rinnovabile”. Come spiega Lucarelli, i sistemi complessi contengono numerosi dispositivi elettronici di potenza che funzionano insieme alla tecnologia di controllo e comunicazione: pensiamo alle centrali termiche ed elettriche combinate e ai sistemi fotovoltaici, che forniscono a un edificio l’energia richiesta, con gli inverter fotovoltaici che convertono l’energia per il consumo di energia ausiliaria e per il feedback in reti di alimentazione pubblica, ai regolatori di carica che caricano i sistemi di accumulo di energia per tamponare l’elettricità, ai contatori intelligenti. “Le crescenti esigenze di efficienza energetica richiedono soluzioni sofisticate per la regolazione, il controllo e le apparecchiature dei sistemi di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell’aria, che hanno un’enorme influenza sulle capacità funzionali e sull’efficienza degli edifici, oltre che sul benessere dei suoi utenti”.  Lucarelli evidenzia anche come telecamere, monitor e altoparlanti siano diventati indispensabili negli edifici moderni, insieme ai sensori ambientali, che consentono di determinare e visualizzare gli stati operativi. “L’edificio deve essere protetto in modo affidabile da correnti residue, cortocircuiti e altri influssi esterni dannosi. Ecco che entrano in gioco quindi diverse soluzioni – connessioni di segnale, dati e potenza, da Pcb o pannello, custodie per l’elettronica – per l’acquisizione di segnali analogici e la trasmissione di dati a elevata velocità. Insieme a sensori e attuatori, non dimentichiamo poi le interfacce uomo-macchina, che consentono di determinare e visualizzare gli stati operativi e di controllare automaticamente luce, calore e ombra”.