Los cimientos del futuro: la interoperabilidad de datos en las ciudades inteligentes

 

En este blog ya os hemos hablado en diferentes ocasiones del Internet of Things (IoT) y su importancia en el panorama tecnológico actual. Su capacidad para convertir cualquier objeto en un sistema que envía y recibe información a través de Internet permite generar nuevas oportunidades de negocio y mejorar las actividades de los profesionales mediante el uso de tecnología innovadora, aplicable en sectores como la industria manufacturera o la agricultura y la ganadería. Sin embargo, el potencial de esta tecnología no se limita a aplicaciones profesionales. La capacidad de digitalizar y comunicar datos está generando también nuevas necesidades y planteando soluciones en el ámbito más cotidiano, especialmente en un entorno en concreto: las ciudades.

De la combinación de tecnología y necesidades de diferente naturaleza surge la idea de las smart cities. Una buena definición de lo que se considera “ciudad inteligente” es la proporcionada por BBVA en su blog. De esta explicación destaca el fragmento inicial, en el que se especifica que una smart city es un sistema complejo e interconectado, es decir, una combinación de muchos elementos de muy diferente naturaleza que son capaces de interactuar entre sí para ofrecer beneficios a la ciudadanía en su conjunto.

 

Interoperabilidad y servicios públicos: marco regulatorio

No obstante, la cooperación de tantos elementos diferentes para un mismo objetivo no sería posible sin la existencia de normas comunes que garanticen la interoperabilidad a diferentes niveles entre ellos. En este sentido, la Comisión Europea ha creado el EIF (European Interoperability Framework) para la mejora de la interoperabilidad de los servicios públicos, donde identifica cuatro niveles básicos aplicables a otros ámbitos como el de las smart cities:

  • Legal: cada administración tiene su propio marco legal y normativo. Dentro del campo de las smart cities es especialmente importante desarrollar soluciones que sean fácilmente adaptables a las ordenanzas municipales y leyes de carácter regional o nacional.
  • Organizacional: todas las organizaciones presentes en un entorno pueden alinear perfectamente sus procesos, responsabilidades y metas. Dentro de estas organizaciones se encuentra la comunidad de usuarios, por lo que uno de los principales objetivos de este nivel de interoperabilidad es el de satisfacer sus requisitos de la mejor manera posible.
  • Semántica: la interoperabilidad semántica se encarga de que el formato y significado de los datos intercambiados entre las partes sea entendido por todas ellas. Dentro de este campo se incluyen tanto aspectos semánticos como sintácticos.
  • Técnica: en este nivel se trata la interacción entre las diversas tecnologías necesarias para la realización de un despliegue y que todas ellas sean compatibles entre sí.

Desde un punto de vista general, el estudio de los mejores métodos para poder alcanzar la interoperabilidad en todos estos niveles se llevan a cabo por diversos organismos. Al más alto nivel se encuentra la Comisión Europea; mientras que la AIOTI u oneM2M se centran en los aspectos más cercanos al ámbito tecnológico y a los negocios. En lo relativo a las ciudades inteligentes, OASC es el organismo de referencia.

 

Smart cities y smart building en España: situación actual

En lo que respecta a la normativa española, el comité 178 de la UNE (formado por ayuntamientos, empresas y expertos) se encarga de estandarizar todos los aspectos relativos al ámbito de las smart cities, cubriendo temáticas como los sistemas de riego inteligentes, las redes de residuos o los sistemas integrales de gestión. Cabe destacar en este caso estándares como el UNE 178104, en el que se definen los aspectos clave para la interoperabilidad dentro de una ciudad inteligente a través de las ‘Plataformas de Ciudad Inteligente’. En la siguiente figura se muestra el esquema básico de esta norma.

 

El Plan Nacional de Territorios Inteligentes, evolución del ‘Plan de Ciudades Inteligentes’, incluye entre sus medidas actuaciones dirigidas al tratamiento de los edificios como objetos internos de la ciudad inteligente, y a la integración de los primeros en la segunda. En esta misma norma se establece el concepto de nodo IoT para un edificio inteligente (smart building), proporcionando unos requisitos de funcionalidad mínimos. El nodo será el elemento principal del edificio inteligente, encargándose de recibir todos los datos procedentes de las redes de sensores desplegadas en el edificio, así como de otras redes externas que pudieran existir (por ejemplo, el sistema de climatización). Cada edificio tendrá un único nodo, cuya estructura básica, según el estándar UNE, se representa en la figura siguiente.

Dentro de este esquema se distinguen dos partes principales. En el caso de la primera, la del hardware, el estándar especifica los mínimos recomendados, tal y como se ve en la figura. Dependiendo del volumen de datos y procesado que deba asumir el nodo, será necesario adaptar estas especificaciones para poder absorber la carga de procesamiento necesaria por el mismo.

En cuanto al software, la idea de este nodo es dar soporte a múltiples casos de uso en conjunción con elementos hardware como sensores (temperatura, consumo energético, control de presencia, etc.) o actuadores (sistemas HVAC, luminarias, válvulas de control, etc.) y diversas redes de comunicaciones (5G, NB-IoT, WiFi…). Ejemplos de estos casos de uso pueden ser la mejora de la productividad de una empresa a través de la monitorización y gestión de las condiciones ambientales de los espacios de trabajo, el aumento de la eficiencia energética o la detección y la gestión de emergencias.

Algunos ejemplos de plataformas de ciudad inteligente que ya cumplen con las especificaciones de la UNE 178104 y que se encuentran desplegadas en varias ciudades españolas se recogen en la siguiente lista:

 

Debe destacarse también la iniciativa Laboratorio Virtual, un espacio común en el que empresas y desarrolladores pueden experimentar sobre plataformas que cumplan la norma UNE, entre las que se encuentran algunas de las mencionadas previamente.

 

Innovación TIC para la gestión, monitorización y análisis de datos

En Gradiant, como agente especializado en ofrecer soluciones tecnológicas en diversos ámbitos de actuación, contamos con amplia experiencia en la aplicación de elementos innovadores basados en las TIC a la gestión, monitorización y análisis tanto en el entorno de las smart cities como en el de los smart buildings.

En los últimos años, hemos participado en el proyecto CATCH, centrado en la monitorización de emisiones y control ambiental en las ciudades inteligentes; ZEC, en el que se busca la reducción del impacto ambiental también mediante la monitorización de emisiones; CANDELA, enfocado a la gestión del alumbrado público inteligente y CENTINEL, en el que desarrollamos una plataforma integrada de servicios orientada a ciudadanos proveedores y administraciones centrada en la gestión inteligente de los consumos de electricidad, agua y gas en los edificios.

Finalmente, merece la pena destacar la necesidad de los estándares. En esta post, se ha usado como ejemplo el caso de las smart cities por ser uno de los entornos más heterogéneos y con más convivencia de sistemas de diferente propósito y naturaleza, pero la interoperabilidad es un problema que es necesario resolver en general, y más ahora que el uso de datos y su explotación se está convirtiendo en la base de muchas soluciones.

 

 


Autores: David Chaves Diéguez, responsable de Tecnología; y Daniel García Coego, responsable técnico de IoT y CPS en el área de Sistemas Inteligentes de Gradiant.