Mucho se habla de las ciudades inteligentes pero poco es lo que realmente conocemos de su arquitectura y sus alcances. Así, desde definir como inteligente al simple hecho de contar con un tendido más o menos representativo de una fibra óptica, hasta la posibilidad de monitorear la red de semáforos y las cámaras distribuidas con alguna relativa a la seguridad, todo ha servido como excusa para instalar en la comunidad la idea contar con una ciudad inteligente. Sin embargo, una ciudad inteligente se define también según sus características locales (geografía, diseño, habitantes, actividades), antes que por algún menú de opciones a cumplir para entrar dentro de la categoría.

Por ello, y cualesquiera sean los parámetros por los cuales queramos definirla, de lo que sí estamos ciertos es que una ciudad inteligente debe contar con una red primaria que se comporte como un verdadero backbone de comunicaciones para todos los servicios que, a futuro, puedan resultar necesarios para la comunidad. Y para ese propósito la red de alumbrado público es, por mucho, la estructura más adecuada para suplir dicho backbone. Veamos entonces algunas consideraciones acerca de las redes inteligentes de alumbrado público, sus características y estado actual de las tecnologías disponibles.

Progresivamente los precios de la electricidad están en ascenso, más municipios en el mundo están incorporando inteligencia a sus redes de alumbrado para reducir los costos operacionales, al tiempo que mejoran la eficiencia y la seguridad.

SITUACIÓN ACTUAL

Es ampliamente reconocido que los sistemas convencionales de iluminación exterior en carreteras, calles, parques, campus e incluso estacionamientos representan hasta el 40 por ciento del uso de energía de una ciudad, y pueden representar su gasto más grande cuando se cuentan los costos de mantenimiento. Y hemos visto durante los últimos años muchos proyectos demostrando que es posible disminuir los costos de mantenimiento, mejorar la seguridad en los espacios públicos y minimizar el impacto ambiental.

BENEFICIOS DEL ALUMBRADO PÚBLICO INTELIGENTE

Si bien existen numerosos beneficios para el despliegue de iluminación inteligente al aire libre, tres son los beneficios más importantes que deben considerar los municipios

1) Ahorro de energía de hasta 70 por ciento. Utilizar el cableado de energía existente para desplegar la red facilitan la telegestión del on/off tanto de las lámparas como de los segmentos en los que se agrupen, a la vez de permitir ajustar el nivel correcto de intensidad de las lámparas, en el lugar correcto y en el momento adecuado según parámetros del tipo hora del día, el tráfico, el clima, etc. Adicionalmente esta mejora en la calidad del consumo energético redundará en una mejora en la eficiencia energética y la consecuente reducción de las emisiones de CO2.

2) Mantenimiento preventivo de la red de alumbrado público. También los costos de mantenimiento del sistema se verán reducidos en un porcentaje importante. Actualmente los sistemas convencionales de alumbrado público solo pueden realizar mantenimientos correctivos en la red para lo cual cuentan con guardias permanentes de personal con vehículos, equipamiento y repuestos dispuestas a patrullar durante las 24 Hs del día y a responder a las alertas de problemas con el sistema, generadas mayoritariamente en los propios vecinos de la ciudad. A partir de incorporar inteligencia a la red de alumbrado cualquier comportamiento irregular de una lámpara tales como fallas de intermitencia (flicker) o variaciones en la temperatura de ésta será transmitido de forma automática en el mismo momento en que ocurra, obviando la necesidad de patrullas y sus costos asociados.

3) Crear una infraestructura de comunicaciones. Utilizar la topología de la red eléctrica de alumbrado público sirve como base de toda una red inteligente de comunicaciones de la ciudad. En efecto, la plataforma de dicha red permitirá incorporar nuevos dispositivos para integrar otros servicios necesarios para la ciudad como la seguridad, la policía, el tráfico y nuevos servicios que la comunidad decida agregar en un futuro, útiles para el conductor, el peatón y la seguridad residencial.

Si bien la inversión en estas redes resulta relativamente importante para las finanzas de cualquier municipio, tiene como contraparte un rápido retorno de inversión. Y es que la red soportada sobre el cableado eléctrico de las luminarias facilitará la incorporación de otros servicios comunitarios permitiendo distribuir el costo entre ellos y dotando de un mayor valor económico a la red, convirtiéndola finalmente en la columna vertebral de la ciudad (Smart City Backbone).

MERCADO ACTUAL Y POTENCIAL

Nos encontramos frente a un mercado emergente en el que, los municipios tienen cada vez más entre sus prioridades volverse más “verdes” debido a la mayor conciencia del calentamiento global, especialmente a partir de la Conferencia de las Naciones Unidas sobre Cambio Climático en París. Ello los mueve a reducir el consumo de energía acorde a sus propias presiones presupuestarias, lo cual lo lleva a optar por implementar soluciones inteligentes y conectadas a la iluminación pública.

Los mayores adoptantes en la actualidad son China y los Estados Unidos y países de la Unión Europea. En nuestro subcontinente, ciudades como São Paulo, Buenos Aires y otras ya han desplegado -o lo están haciendo- la iluminación inteligente al aire libre, proyectándose a millones de farolas en los próximos cinco años (cada noche se encienden más de cien millones de luminarias en la Región).

Sin ninguna duda la iluminación al aire libre inteligente es una gran solución. Las ciudades invierten para reducir su presupuesto a través de la disminución de los gastos de energía y los costos de mantenimiento. Se espera que la economía de la oferta y la demanda continúen tirando los precios hacia abajo, incluso mientras los proveedores trabajan para agregar más características a sus productos. Esto proporciona un justo retorno de la inversión a las ciudades.

QUÉ TIPO DE SISTEMAS UTILIZAR

Existen distintos tipos de soluciones para dotar de inteligencia a una red de alumbrado público, y las podemos clasificar entre sistemas propietarios y sistemas abiertos. Más allá de cualquier consideración acerca de la tecnología en cada caso, debemos decir que el modelo de sistemas abiertos le permite al municipio independizarse del proveedor que haya instalado inicialmente el sistema. Además, este modelo motiva a los proveedores a desarrollar productos interoperables capaces de trabajar entre sí de manera colaborativa. Y es que, a pesar de que pueden resultar competidores ocasionales en alguna instalación, potencian sus productos a manera complementaria con otros de la norma, lo cual les facilita la participación en mayor cantidad de prospectos respecto de otras tecnologías y aumenta sensiblemente la robustez y confiabilidad de los equipos de campo, ya que estos deben sobrevivir en ambientes hostiles al menos durante 15 años de su instalación.

Así, al especificar para sus sistemas una arquitectura basada en estándares abiertos -como las normas de interoperabilidad ISO/IEC 14908- el municipio podrá mezclar e Igualar componentes o elementos del sistema de diferentes proveedores, tanto para su implementación como su mantenimiento. La disponibilidad de dispositivos competitivos, de infraestructura y de opciones de software para la telegestión también ayuda a impulsar la innovación y la flexibilidad.

Finalmente, al proporcionar una plataforma de comunicaciones abierta en el poste, se abre la puerta para añadir sensores adicionales como nivel de luz, detección de movimiento, estaciones meteorológicas y otros sensores y actuadores ambientales, incluyendo pantallas digitales, parquímetros, Estaciones de carga y muchos más, creando una infraestructura común como la columna vertebral de una ciudad inteligente.

SITUACIÓN DEL MUNICIPIO FRENTE AL CAMBIO

Es importante tener presente los puntos sensibles de un municipio a la hora de trasladarles el concepto de sistemas inteligentes. Muchas ciudades experimentan ciertos “dolores” asociados al alumbrado público como ser energía costosa, mantenimiento costoso, daños físicos en las luminarias, problemas de seguridad en las calles, interrupciones de servicio, entre otros. Cómo ayudarlos a aliviar esos dolores? Una solución abierta y robusta de iluminación pública inteligente es una receta altamente eficaz para resolverlos a corto plazo y proporcionar una mejora continua a largo plazo.

Sin embargo a diario nos encontramos con municipios con reticentes a efectuar cambios, así como de la tecnología disponible para hacerlo. La respuesta a la mayoría de estos casos es porque la tecnología todavía parece demasiado compleja para los responsables técnicos del municipio y poder entender así cómo prevalecen los beneficios sobre el gasto inicial de despliegue.

De cualquier manera los usuarios se están volviendo más inteligentes, buscando más opciones y capacidades. Hay mucho más énfasis puesto en energía, seguridad, servicios a los residentes y valor, que antes. Cualquier discusión en este sentido termina enfatizando el valor excepcional, la mayor flexibilidad y la mayor fiabilidad de la implementación, además de ahorro global de energía y sus costos asociados.

EL FUTURO DE LA ILUMINACIÓN INTELIGENTE

La red inteligente de alumbrado público es la primera y más rentable aplicación conectada que permite desplegar otras aplicaciones smart city. Estos sistemas están a la vanguardia de la tecnología, con varias opciones para la comunicación en función del proyecto. Cada vez más, los sistemas de farolas inteligentes se están convirtiendo en el fundamento de redes de ciudades inteligentes más amplias. Los sistemas de iluminación ya proporcionan una capacidad de control y monitoreo bidireccional con funciones como atenuación, encendido/apagado y servicio avanzado donde la ciudad puede tener acceso total a la red desde una ubicación central.

Las ciudades pronto tendrán la capacidad de conectar sensores ambientales, detectores de lugar de estacionamiento, estaciones de carga, e incluso paneles de información y publicidad sobre la red de alumbrado público. Además, los investigadores están desarrollando nuevas tecnologías para la respuesta dinámica: la iluminación basada en la presencia de un individuo, la velocidad de los coches, la meteorología en tiempo real y otros factores, así como cualquier combinación de ellos. Además, con un sistema digital ya implantado, las nuevas innovaciones pueden añadirse a las capacidades existentes de manera transparente y rentable.

La comunicación por línea eléctrica o Power Line Communications (PLC), y la radiofrecuencia de baja potencia (RF), son los medios de comunicación más utilizados hoy en día para compartir información. Además, las nuevas innovaciones en el software y la capacidad de control permitirán un valor añadido adicional para las ciudades.

En cuanto a la industria, cada vez más fabricantes relacionados con el tema (luminarias, lámparas, drivers/balastos, controladores y software) ofrecen nuevos productos y alternativas. Hasta ahora apenas hemos rayado la superficie, pero basados en el ritmo exponencial de crecimiento hasta el momento, el potencial de rápida expansión se vislumbra brillante.

No caben dudas entonces que la iluminación exterior inteligente y los sistemas de ciudades inteligentes son parte importante del futuro de la eficiencia energética, al menos desde la óptica de la demanda.

Hernán Fagnilli es ingeniero especialista en sistemas de Alumbrado Público inteligente y miembro de la Comunidad de Líderes Energéticos de CACME. Es Presidente de LonMark Cono Sur y Director Ejecutivo de la Fundación Científica Austral.

El artículo refleja la opinión personal del autor respecto al tema abordado. La misma es independiente de cualquier postura u opinión del CACME sobre el mismo. 

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