Introduzione

Questa panoramica copre alcuni temi trasversali dell'ambito Smart City-SC, tra cui principali esperienze nel mondo, criticità emerse e visione futura, alta formazione online e strumenti di finanziamento.

La definizione di Smart City secondo la European Innovation Partnership - Smart Cities and Communities EIP-SCC è: [Le città intelligenti dovrebbero essere considerate] sistemi di persone che interagiscono con i flussi di energia, di materiali, di servizi e di finanziamenti e li utilizzano per catalizzare lo sviluppo economico sostenibile, la resilienza e l'elevata qualità della vita; tali flussi e interazioni diventano intelligenti grazie all'uso strategico delle infrastrutture e dei servizi di informazione e comunicazione in un processo di pianificazione e gestione urbana trasparente e rispondente alle esigenze sociali ed economiche della società.

Il concetto di Smart City viene introdotto per la prima volta ufficialmente tra le parole chiave dell’UE nel 2009, nell’ambito dello Strategic Energy Technology Plan-SET, e si estende negli anni successivi ad altri settori. Oggi tale concetto è associato alla soluzione strategica di diverse problematiche associate al processo di urbanizzazione (mobilità sostenibile, gestione dei rifiuti, sostenibilità energetica ed ambientale, competitività e attrattività di investimenti, salute ed inclusione sociale, ecc.), che rendono la città una piattaforma ideale per la sperimentazione delle nuove tecnologie digitali.

Dai primi progetti pilota in ambito europeo nel 2010-2011, perlopiù dimostratori tecnologici a piccola scala, si è poi passati nel 2014-15 ad una seconda fase caratterizzata progetti a scala significativa (ad esempio quartiere o distretto), in cui sono state dimostrate anche la sostenibilità economico-finanziaria, ambientale e l’accettabilità sociale delle soluzioni proposte [ENEA - Un percorso di convergenza nazionale sui progetti Smart City]. Da questi progetti, inoltre, sono state tratte delle importanti lezioni che riguardano la necessità di adottare un approccio integrato e multidisciplinare alla risoluzione dei problemi con un orizzonte di medio-lungo termine, accompagnato da un monitoraggio continuo dei bisogni e degli impatti [OICE Confindustria - Un percorso di convergenza nazionale sui progetti Smart City].

In Europa, diverse città hanno partecipato a iniziative e progetti sulle Smart City [Assolombarda, Confindustria - Smart cities tra concetto e pratica]. Nel contesto europeo ci sono diversi esempi di successo tra cui Amsterdam per il monitoraggio in tempo reale dei consumi dei singoli apparecchi elettrici per fornire indicazioni per migliorare il proprio consumo energetico residenziale; Amburgo con una serie di progetti faro tra cui smartPORT, smartHOME e smartHEALTH; Copenhagen come esempio di crescita sostenibile, basso impatto ambientale di infrastrutture e attività umane e un’efficace gestione del traffico e dei trasporti pubblici; Vienna in cui infrastrutture già esistenti sono state rifunzionalizzate in maniera rivoluzionaria (ad esempio le vecchie cabine telefoniche, ormai in disuso, sono state trasformate in stazioni di servizio per ricaricare le automobili elettriche); Londra già sede di un centro di ricerca sulle SC con lo scopo di rendere più efficienti i trasporti (sistemi di bike sharing elettrico e un progetto intelligente di monitoraggio dei parcheggi), la gestione della burocrazia, il business e il mondo accademico; Oslo considerata virtuosa soprattutto per un eccellente sistema di illuminazione intelligente a led, un sistema di rilevazione del traffico ed efficienti politiche di riduzione delle emissioni; Barcellona che vanta efficienti sistemi di parcheggio e di monitoraggio del traffico, oltre a un livello di efficienza energetica eccellente; Santander con i suoi 12.000 sensori per il rilievo dei parametri ambientali più importanti e 240 spire magnetiche per il rilievo del traffico sulle strade principali, ecc..

Anche la situazione italiana è caratterizzata da numerose esperienze che presentano anche alcuni limiti, tra i quali l’eterogeneità tra le diverse realtà a discapito della sistematicità e replicabilità delle soluzioni, insieme ad uno scarso livello di coordinamento tra governo centrale e locale. [Roberta de Santis and Alessandra Fasano and Nadia Mignolli and Anna Villa, Smart cities: theoretical framework and measurement experiences, Italian National Institute of Statistics Istat, 20 September 2013]

Il processo di trasformazione urbana, più recentemente, ha coinvolto anche le economie emergenti di Asia, Medio Oriente, Africa ed Est Europa, grazie ad una veloce urbanizzazione che ha interessato le principali città di quelle aree. Secondo i dati pubblicati dalle Nazioni Unite, infatti, la popolazione mondiale sta aumentando di 2,5 miliardi tra il 2014 e il 2050 e le sole Africa e Asia pesano per il 90% su questo incremento. In Asia e Africa prevalgono progetti su larga scala, come l’iniziativa “Smart Nation” per trasformare Singapore in un’isola intelligente in cui si realizzi l’acronimo E3A (“Everyone connected to Everything, Everywhere, All the time”), il progetto “Next Generation Energy and Social System Demonstration” per creare delle smart communities in Giappone, il piano “Digital India” che prevede la costruzione di 100 smart city entro il 2022, Guangzhou Knowledge City (Cina), che vuole essere il polo privilegiato dalle start-up high-tech e l'iniziativa Cina IBM Green Horizons a Pechino; Masdar City (Emirati Arabi), che punta ad essere hub del cleantech; Konza Technopolis (Kenya), la Silicon Valley africana con focus su life science e tecnologie della comunicazione e Songdo International Business District (Corea del Sud), distretto commerciale in chiave smart.

Secondo uno studio condotto da Juniper Research basato sulla metrica dello Smart City Index [Juniper Research - Smart Cities On the Faster Track to Success], le principali esperienze extraeuropee in ambito smart city vedono al primo posto Singapore, la città-Stato del Sud-Est asiatico, che si candida a diventare la prima smart nation al mondo. Nella Repubblica di Singapore ogni aspetto della vita urbana è monitorato attraverso sensori (forniti da aziende private), in grado di processare una considerevole mole di dati: dai parcheggi, alla sanità, passando per lo smaltimento dei rifiuti al sistema di illuminazione pubblica a basso consumo. Tutti i dati raccolti vengono monitorati da Virtual Singapore, un software attraverso cui l’autorità locale analizza le informazioni e definisce le modalità più efficaci per gestire la città.

Secondo la stessa classifica, gli USA arrivano quarti con San Francisco, considerata una delle capitali tecnologiche del mondo, dove sistemi intelligenti per il pagamento delle tariffe via smartphone e contactless hanno sensibilmente migliorato la fruizione dei mezzi pubblici da parte della popolazione. In generale negli USA il modello pubblico privato per mezzo dell’alleanza con i big dell’informatica ha portato a conseguenze positive in numerosi contesti urbani: a Seattle la partnership con Microsoft ha consentito ai residenti di tracciare on-line i propri consumi energetici, contribuendo così al raggiungimento degli obiettivi di risparmio energetico posti dal Climate Action Plan mentre a Portland la partnership con IBM ha consentito di analizzare dati di differenti fenomeni urbani per valutare le possibili interconnessioni ed azioni integrate per il miglioramento dell’ambiente urbano e della qualità della vita.

Altre esperienze negli USA sono quelle di Kansas City e Chicago. Kansas City sta implementando varie iniziative tra loro interconnesse nel sistema di trasporto per mezzo di soluzioni di trasporto e connettività aumentata attraverso la condivisione delle informazioni e veicoli autonomi interconnessi per diminuire la congestione nei corridoi di trasporto chiave e una maggiore sicurezza in tutto il sistema di trasporto. Il Piano Tecnologico di Chicago si caratterizza per un approccio olistico che evidenzia ben 28 iniziative che insieme consentiranno a Chicago di realizzare la sua visione di diventare la città dove la tecnologia alimenta opportunità, inclusione, impegno e innovazione.

La Roadmap. Oggi nel mondo la sfida principale per le smart city è quella di superare alcuni ostacoli che ancora permangono. Tra questi la mancanza nel mercato di prodotti standardizzati ed integrati per cui le soluzioni si presentano come sviluppate ad hoc per una specifica applicazione, la mancanza modelli di business stabili e consolidati per valorizzare economicamente i servizi aggiuntivi basati su dati aperti, la mancanza di una governance urbana (carenza di coordinamento tra diverse competenze amministrative) e di strumenti di partecipazione civica e la difficoltà di adozione e complessità di gestione di nuovi strumenti quali gli appalti innovativi per il finanziamento dei progetti.

Per migliorare queste criticità EIP-SCC ha prodotto nel 2013 lo Strategic Implementation Plan-SIP che propone un certo numero di azioni tra cui troviamo anche:

  • l’avanzamento degli open standard per la smart city,
  • lo sviluppo di infrastrutture ed architetture informatiche e telematiche aperte,
  • il cambio di approccio culturale verso gli “open data by default” da parte degli operatori pubblici e privati e
  • lo sviluppo di strumenti per la progettazione integrata scalabile, la simulazione e l’ottimizzazione multi-criterio per consentire l’analisi dei dati multi-stakeholder e da differenti prospettive spaziali e settoriali (ad es. valutazioni di performance, analisi del ciclo di vita utile, analisi di sostenibilità e visualizzazione degli impatti).

Anche in Italia, nel maggio 2018, è partito il “Tavolo di convergenza smart city and community”, promosso Enea, in collaborazione con la Presidenza del Consiglio dei Ministri, Consip, Confindustria Nazionale e Agenzia per l’Italia Digitale, per definire una roadmap nazionale per progetti di adozione a grande scala delle sperimentazioni svolte in ambito smart city.

I progetti del CRS4. Le tematiche e azioni del SIP sono largamente presenti nello sviluppo del progetto Tessuto Digitale Metropolitano, progetto di ricerca collaborativo del CRS4 e Università di Cagliari, il cui obiettivo è quello di progettare ed implementare un'infrastruttura digitale urbana aperta di dati provenienti da sensori distribuiti sul territorio metropolitano, a partire dai quali, tramite strumenti avanzati di analisi, simulazione e visualizzazione, realizzare sistemi di supporto alle decisioni multi-settoriali e multi-spaziali e abilitare nuovi servizi nel settore energetico e meteo-climatico, per migliorare la qualità della vita dei cittadini e l'attrattività e competitività della città.

Nell’ambito della tematica SC, il CRS4 ha già partecipato al progetto europeo FP7 SMARTSANTANDER (2010-2013), che ha sviluppato una piattaforma di ricerca sperimentale su scala mondiale a supporto di applicazioni e servizi tipici per la città intelligente, e oggi collabora al progetto Horizon2020 NETFFICENT (2015-2018), che sviluppa e dimostra tecnologie di storage locale con TRL 5-6 in una rete elettrica reale e strumenti ICT per sfruttare le sinergie tra lo storage, la rete intelligente e i cittadini. Inoltre il CRS4 sta partecipando a 3 progetti di ricerca e sviluppo, finanziati dal programma Smart Cities e Communities del MIUR: Cagliari 2020 sul tema della mobilità urbana sostenibile, CagliariPort 2020 sul tema della logistica portuale last-mile e PATH sul tema smart-health (digital pathology).

Tra gli strumenti di finanziamento delle città per i progetti Smart Cities troviamo sia finanziamenti comunitari diretti (quali ad es. Urban Innovative Actions-UIA, Horizon 2020 ecc) che indiretti, erogati dal governo nazionale, quali il Programma Operativo Nazionale (PON) “Città Metropolitane 2014 – 2020” che conta su una dotazione finanziaria pari a oltre 892 milioni di euro. Il Programma supporta le priorità dell’Agenda urbana nazionale e si pone in linea con gli obiettivi e le strategie proposte per l’Agenda urbana europea che individua nelle aree urbane i territori chiave per cogliere le sfide di crescita intelligente, inclusiva e sostenibile, poste dalla Strategia Europa 2020. Le città metropolitane interessate sono 14: Torino, Genova, Milano, Bologna, Venezia, Firenze, Roma, Bari, Napoli, Reggio Calabria, Cagliari, Catania, Messina e Palermo. In particolare, a Cagliari il programma operativo si concentra sul soddisfacimento dei bisogni della cittadinanza in tema di disagio sociale, accesso ai servizi pubblici digitali e mobilità lenta (piste ciclabili).

Alta formazione. Dato il grande interesse sul tema Smart City, alcuni dei migliori istituti di formazione e ricerca del mondo offrono un ampio assortimento di corsi gratuiti di   formazione online (Massive Open Online Course-MOOC) sia sul tema della pianificazione urbanistica che su quello delle tecnologie abilitanti sottostanti (big data, artificial intelligence, Internet of Things, data analytics, ecc). Tra questi troviamo senza pretesa di esaustività:

Immagine: JCT600