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Smart City, cosa sono e perché convengono ai Comuni

pubblicato il: - ultima modifica: 6 Agosto 2020
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Foto di anncapictures da Pixabay

Quante volte, negli ultimi mesi, avrete avuto l’occasione di leggere un articolo o una notizia su comuni o enti che hanno sviluppato un progetto per rendere la propria città intelligente, smart.

In quante occasioni avrete visto pubblicizzato un convegno specificamente organizzato per spiegare meglio le potenzialità delle smart city.

Ma esistono davvero queste potenzialità? Di cosa si tratta realmente? Ce lo spiega in dettaglio, mostrandone le potenzialità e i vantaggi per i comuni, Giorgio Givone, amministratore delegato di Innovia, società torinese specializzata in progetti di efficienza energetica, in particolare nel settore dell’illuminazione.

In alcune città italiane ed europee sono in atto delle sperimentazioni e, su tale argomento, i convegni sono all’ordine del giorno. Ma cos’è una Smart City? Secondo quanto troviamo scritto su Wikipedia:

L’espressione città intelligente (dall’inglese smart city) indica, in senso lato, un ambiente urbano in grado di agire attivamente per migliorare la qualità della vita dei propri cittadini. La città intelligente riesce a conciliare e soddisfare le esigenze dei cittadini, delle imprese e delle istituzioni, grazie anche all’impiego diffuso e innovativo delle TLC, in particolare nei campi della comunicazione, della mobilità, dell’ambiente e dell’efficienza energetica.

Benché il significato di tale espressione non sia ancora stato univocamente definito nei dettagli, si riscontra un certo accordo sulle caratteristiche di attenzione ai bisogni delle persone, di gestione oculata delle risorse, di sviluppo sostenibile e di sostenibilità economica.

In sostanza, la prima azione che una città dovrebbe intraprendere per diventare una smart city consiste nell’implementazione di una rete, in grado di veicolare i servizi che si deciderà di erogare.

Tale rete dovrà pertanto essere diffusa a livello territoriale, in modo da non precludere a nessuno la fruizione dei servizi Come risulta dalla definizione di smart city, i servizi veicolati dalla rete possono essere i più disparati. Ecco alcuni esempi concreti:

  • l’ottimizzazione dei percorsi dei mezzi della raccolta rifiuti, in funzione dell’effettiva necessità di svuotare i cassonetti e non di itinerari prestabiliti
  • il controllo e l’assistenza remota nei confronti di minori, anziani, o persone afflitte da determinate patologie (sindrome di Alzheimer)
  • la segnalazione di stalli di sosta liberi, in modo da ridurre i tempi di parcheggio e diminuire l’inquinamento
  • la gestione intelligente dei sistemi di irrigazione, in funzione delle condizioni meteorologiche

Una città diventa quindi intelligente nel momento in cui vengono attivati i servizi; l’implementazione dell’infrastruttura di rete non è certo sufficiente a giustificare questo aggettivo.

Le tecnologie disponibili

Per la realizzazione delle reti, sino a ora si è adoperata prevalentemente la tecnologia delle onde convogliate, o power line, che dir si voglia. Ultimamente si stanno però affermando delle soluzioni wireless, con protocollo ZigBee. In entrambi i casi, per garantire la copertura territoriale, è necessario installare una certa quantità di apparati, che vengono normalmente alloggiati all’interno dei lampioni (un apparato per ogni lampione) della pubblica illuminazione.

Nel caso delle power line, questa scelta è praticamente obbligata, in quando la trasmissione dati avviene sul cablaggio elettrico delle linee dell’illuminazione stradale. Naturalmente, optando per una rete wireless ZigBee, non vi sarebbe questo tipo di vincolo, ma l’alloggiamento all’interno del lampione comporta comunque l’innegabile vantaggio di poter telecontrollare e telegestire il funzionamento del lampione stesso.

La rete a onde convogliate consente di raggiungere velocità di trasmissione piuttosto elevate (dell’ordine di qualche centinaio di Mbit/s) e tali da poter veicolare anche servizi piuttosto pesanti (come la videosorveglianza). È però penalizzata dalla necessità di installare una centralina (piuttosto costosa) in ogni quadro elettrico. Inoltre, l’estensione di questo tipo di rete è limitata dalla presenza di una linea di illuminazione. Laddove non vi è cablaggio elettrico, non è ovviamente possibile realizzare una power line.

Una rete wireless ZigBee non può certamente veicolare servizi troppo pesanti (la banda passante è molto più modesta rispetto a quella delle power line), ma consente di arrivare anche nelle aree prive di illuminazione pubblica. Inoltre il numero di centraline necessarie per il funzionamento del sistema non è condizionato dal numero dei quadri, ma è sempre nettamente inferiore a questo, con evidente risparmio economico.

Nell’uno e nell’altro caso, le centraline scambiano dati (di consumo, funzionamento, accensione, spegnimento e per la regolazione del flusso luminoso) con gli apparati installati nei lampioni. Tali dati provengono, o sono destinati a un web server, con il quale le centraline devono dialogare.

Nella rete a onde convogliate, le centraline sono normalmente collegate a internet mediante delle schede sim dati (una per ogni centralina). L’elevata velocità teorica delle power line viene pertanto fortemente ridimensionata dalla velocità del gateway. Inoltre, tale soluzione comporta un costo fisso significativo a carico del Comune.

In una rete wireless ZigBee, le poche centraline possono essere posizionate con maggior flessibilità, tipicamente laddove sia disponibile connettività su rete cablata. In tal modo, i costi fissi a carico del Comune risultano sensibilmente inferiori.

Reali opportunità di risparmio per i Comuni

L’implementazione di una rete (solitamente a onde convogliate) e di un sistema per il telemonitoraggio e la telegestione dell’illuminazione pubblica vengono spesso presentati come sistemi per il taglio dei costi di un Comune. A onor del vero, va detto che, per ottenere tale risultato, bisogna installare altri apparati, che nulla hanno a che fare con la rete e con i servizi tipici di una smart city.

Innanzi tutto, la diminuzione di consumo si ottiene riducendo il flusso luminoso dei lampioni, cosa che si può fare in 2 modi:

  • in maniera indiscriminata, su tutta la linea, tramite l’installazione di opportuni dispositivi di quadro, detti appunto riduttori di flusso
  • in maniera puntuale, su ogni singolo lampione, mediante la sostituzione del reattore ferro-magnetico, con un reattore elettronico dotabile di dimmer. In tal caso, la presenza di una rete consente di effettuare e modificare la regolazione mediante un comando impartito via PC, da remoto. In mancanza di una rete, la regolazione del flusso può essere effettuata direttamente sull’apparato. Naturalmente, gli interventi risultano molto più laboriosi

Un’ulteriore riduzione di consumo deriva dall’installazione di un altro dispositivo di quadro: l’orologio astronomico. Si tratta, in sostanza, di un sistema per l’accensione e lo spegnimento delle linee, che sostituisce i sensori crepuscolari, facilmente soggetti a malfunzionamenti (con accensioni anticipate e spegnimenti posticipati) in mancanza di adeguati interventi manutentivi.

L’orologio astronomico è un dispositivo che conosce l’ora dell’alba e del tramonto in tutti i giorni dell’anno, alla latitudine del luogo di installazione. In funzione di questi dati, le linee vengono accese 40 minuti dopo il tramonto e spente 40 minuti prima dell’alba, con evidente beneficio. Infine, il consumo si riduce anche tramite interventi di efficientamento delle linee di pubblica illuminazione.

In particolare, la sostituzione delle lampade a vapori di mercurio con lampade a vapori di sodio ad alta pressione è, in se e per se, un intervento estremamente efficiente, in quanto consente il dimezzamento della potenza installata, in virtù della maggior efficienza luminosa delle lampade a vapori di sodio.

Solo sommando questi tre contributi si possono raggiungere percentuali di risparmio dell’ordine del 50%. Va però sottolineato che i Comuni più virtuosi, che hanno già provveduto alla sostituzione integrale dei bulbi a vapori di mercurio, potranno contare su una riduzione dei consumi non superiore al 25-30%.

Conclusioni

È giustificato l’entusiasmo nei confronti delle smart city? Vale la pena spendere dei soldi per implementare delle reti che, in realtà, non consentono di incrementare il risparmio e, anzi, prolungano il periodo di payback dell’investimento?

Le risposte a queste domande non possono che essere negative per quei Comuni che non vogliono, o non possono (per mancanza di risorse) attivare dei servizi per i cittadini e le imprese. Diversamente, si tratta sicuramente di soldi ben spesi.

Bisogna però ammettere che, sino a oggi, di servizi erogati se ne sono visti ben pochi, al di là dei sistemi di telemonitoraggio e telegestione dell’illuminazione pubblica e della videosorveglianza. Tutto il resto, per il momento, rimane nell’ambito delle belle idee, ma non si sono ancora viste delle applicazioni pratiche.

Per finire, i Comuni dovranno anche stabilire chi dovrà monitorare questi sistemi e chi dovrà intervenire in caso di necessità. A nulla serve un sistema di telemonitoraggio, senza un incaricato che lo controlli.

Giorgio Givone ha 45 anni e si è laureato in Architettura con indirizzo Tecnologico al Politecnico di Torino; è amminstratore delegato di Innovia, all’interno della quale opera anche come Energy Manager, specializzato in interventi di efficientamento energetico nel settore dell’illuminazione.
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