Tecnalia
Smart City: Tecnologías e innovación para una ciudad más sostenible, resiliente e integradora
TRANSICIÓN ENERGÉTICA
Prácticamente el 75% de las emisiones de GEI (Gases de Efecto Invernadero) tienen su origen o una relación directa con las actividades que se llevan a cabo en las ciudades. Por tanto, es necesario plantear actuaciones que, manteniendo los servicios a la ciudadanía y su bienestar, contribuyan a la reducción de consumos, mejora de la eficiencia y a una mayor utilización de las energías renovables.
Para ello, el punto de partida debe ser un correcto diagnóstico de situación que permita conocer cómo se consume y emite. Así se podrán establecer adecuadamente los factores de transformación urbana para alcanzar los retos de la transición energética en nuestras ciudades.
Trabajamos en herramientas y metodologías de análisis que combinan:
- La dimensión energética de la ciudad en el presente
- La evolución prevista a 10-20 años
- Y el análisis ex ante de las distintas potenciales soluciones
De esta forma, se determinan los impactos directos, indirectos e inducidos en una escala ambiental, económica y social.
Disponemos de aplicaciones de diagnóstico del parque edificado de las ciudades.
Estas permiten modelar la demanda energética a nivel de cada edificio incluyendo los sistemas energéticos que tienen e incorporando toda la información georreferenciada de dichos edificios:
- consumos,
- certificados energéticos,
- ITEs y/o rehabilitaciones llevadas a cabo
- etc.
También permiten evaluar la potencial instalación de renovables en la ciudad.
Nuestras aplicaciones y métodos de cálculo evalúan el recurso solar en superficie y su potencial aprovechamiento con tecnologías renovables en distritos, municipios o comarcas.
- Creamos mapas de alta resolución que cuantifican la radiación solar incidente en cada metro cuadrado de superficie, tanto cubiertas de edificios como espacios públicos o suelo.
- Se considera la orografía, inclinación y orientación, entramado urbano y sombreamiento entre elementos constructivos o naturales
- Obtenemos indicadores adicionales como:
- superficie útil para instalación de tecnología solar fotovoltaica y/o solar térmica
- la potencia instalable o la generación renovable anual alcanzable; clasificando las áreas y cubiertas en función de su idoneidad para el despliegue renovable.
Nuestra solución ENERKAD calcula la demanda y el consumo de energía anual y horario a nivel de edificio, distrito o ciudad, mediante simulación energética. Permite el análisis y comparación de escenarios actuales y futuros basados en la aplicación de diferentes estrategias.
Los resultados pueden combinarse con otros desarrollos de TECNALIA, como mapas de demanda energética del parque edificado, interrelacionando la generación renovable y el consumo local.
Desarrollamos herramientas para el diagnóstico del comportamiento energético y potencial de rehabilitación de los edificios urbanos.
- La simulación del comportamiento energético se basa en datos existentes, tipologías edificatorias y algoritmos de simulación energética,
- El potencial de rehabilitación incorpora soluciones de rehabilitación urbana y potencial de generación de energías renovables.
Todo ello basado en modelos de información geoespacial en 3D.
Entre las principales características de las herramientas destacan:
- Generación de modelo urbano en 3D
- Simulación del comportamiento energético de los edificios
- Cálculo del potencial de generación de energías renovables
- Aplicación de restricciones ambientales y urbanas
- Generación y edición de catálogo de soluciones
- Identificación de oportunidades de rehabilitación
ADAPTACIÓN AL CAMBIO CLIMÁTICO
El riesgo de los impactos relacionados con el cambio climático resulta de la interacción de los peligros asociados propiamente con el clima (incluyendo los eventos extremos y tendencias de cambio) con la vulnerabilidad y la exposición de los sistemas humanos y naturales.
La adaptación permite definir acciones conscientes y planificadas, de carácter proactivo y anticipatorio, basadas en evidencias científico-técnicas y en un proceso de decisión política deliberado y consensuado, para hacer frente a los efectos del cambio climático, minimizar sus impactos y explotar las oportunidades de este fenómeno.
La adaptación es un desafío global de escala local, pero muchas de las soluciones y respuestas para adaptarse a los impactos del cambio climático se producen a nivel de ciudad.
Nuestras aplicaciones permiten evaluar y visualizar el comportamiento térmico de las regiones y las ciudades durante episodios de calor extremo.
El cambio climático provoca un aumento en la frecuencia e intensidad de las olas de calor. En las zonas urbanas se amplifican debido al efecto isla de calor. Las consecuencias son medioambientales, sociales y de salud.
Gracias a las capacidades de gestión de datos climáticos provenientes del Copernicus Climate Change Service y en línea con el Panel Intergubernamental de Cambio Climático (IPCC, por sus siglas en inglés),
- podemos determinar la evolución futura de la frecuencia e intensidad de las olas de calor en comparación a lo acontecido en el período histórico para cualquier parte del mundo,
- analizamos el comportamiento térmico de las ciudades mediante el tratamiento de imágenes satelitales de alta resolución.
Toda esta información ya ha sido utilizada por regiones y ciudades europeas para mejorar la capacidad de adaptación, el diseño de planes de adaptación y políticas regionales.
Contamos con aplicaciones que permiten evaluar e identificar las zonas de un municipio que presentan los riesgos más altos ante diferentes impactos y sobre las que prioritariamente se acometerán acciones de adaptación específicas.
Creamos un plan de adaptación que incorpora:
- Realización de un detallado análisis estadístico y espacial de datos correspondientes a escenarios climáticos regionalizados e indicadores territoriales y socioeconómicos espacialmente explícitos.
- Evaluación de la vulnerabilidad y el riesgo, considerando los principales impactos que pueden ocurrir como consecuencia del cambio climático.
Los resultados de esta evaluación ayudan a identificar las zonas del municipio que presentan los riesgos más altos ante diferentes impactos y sobre las que prioritariamente se acometerán acciones de adaptación específicas.
Trabajamos conjuntamente con las administraciones públicas para promover soluciones basadas en la naturaleza innovadoras dirigidas a promover una eficaz adaptación al cambio climático.
Desarrollamos aplicaciones para abordar la resiliencia urbana combinando:
- datos satelitales a través de Copernicus,
- observaciones in-situ
- resultados de modelizaciones.
Las aplicaciones permiten identificar el potencial que tiene una ciudad de alojar tejados verdes en sus edificios, teniendo en cuenta cuestiones como:
- la inclinación de los tejados
- la capacidad de carga de los edificios
- priorizar aquellos tejados que tienen un mayor impacto en la lucha contra las temperaturas extremas y las inundaciones.
Damos apoyo técnico a administraciones y empresas para el análisis de efectividad térmica de propuestas de intervenciones con soluciones basadas en la naturaleza.
Para obtener los niveles de confort térmico a microescala, se evalúa:
- considerando la modelización de la trama urbana
- la elección de parámetros climáticos
- visualización de diferentes escenarios:
- el anterior al proyecto,
- la situación una vez realizada la obra y
- una final en la que se configura la ubicación de las soluciones que optimice su impacto positivo en el confort.
Los resultados identifican las zonas con mayor o menor grado de disconfort por calor y la aplicación de índices de efectividad.
Ayuda a la adaptación de las ciudades a los retos climáticos futuros comparando las alternativas de diseño urbano en términos de su resiliencia.
REGENERACIÓN URBANA Y PATRIMONIO HISTÓRICO
La conservación de nuestro patrimonio urbano requiere de estrategias sostenibles que mejoren la calidad de vida de sus habitantes actualizando la inherente sostenibilidad de las áreas históricas. Abordamos este desafío desde una visión multiescalar que permite apoyar la selección de estrategias de rehabilitación energética coherentes y compatibles con los valores arquitectónicos y patrimoniales de los entornos históricos urbanos.
La introducción y el incremento de actividades turísticas en las ciudades y su correcta gestión implican grandes desafíos para las políticas urbanas, especialmente por lo que respecta a la congestión y contaminación, el disfrute y la vida de la ciudadanía, el desequilibrio existente entre las diferentes áreas y la sobrecarga de los bienes culturales.
Nuestra tecnología permite identificar y gestionar entornos historicos.
- Combinamos el uso de modelos semánticos 3D con metodologías replicables que abordan todo el ciclo de vida del proceso de regeneración
- Identificamos y gestionamos estrategias de regeneración para entornos específicos de alto valor patrimonial en diferentes escenarios de disponibilidad de información.
Desarrollamos soluciones para la gestión del turismo basados en datos que permiten generar un flujo de información real para mejorar las políticas, prácticas y toma decisiones enfocadas al desarrollo sostenible, diversificando las actividades turísticas y fomentando un turismo basado en la sostenibilidad social, cultural y ambiental.
Algunas de estas soluciones son:
- Aplicación para orientar al usuario sobre las estrategias y acciones más idóneas a su caso. Facilitando la selección de los aspectos a evaluar para medir el impacto del turismo cultural a medio-largo plazo.
- Plataforma que integra los datos recogidos en tiempo real a través de una red de sensores. Permite al gestor acceder a la información de forma online, controlar y actuar de forma inmediata en caso de detectar algún riesgo.
- Dispositivos que permiten personalizar de manera inteligente y automática los contenidos que se visualizan en los diferentes equipamientos que se distribuyen en la ciudad o territorio de cara a ofrecer un servicio más avanzado al turista. Aportando al gestor del entorno información, estadísticas y gráficas de uso, preferencias y aforo, medición del número de consultas, hora de utilización, la duración de cada sesión, el número de veces en que se ha escuchado cada idioma y mucho más.
Nuestro software innovador aborda la protección del patrimonio y la adaptación al cambio climático, priorizando entornos históricos vulnerables.
Con herramientas de toma de decisiones avanzadas, facilitamos mejoras urbanas desde el diagnóstico hasta la monitorización. Al aprovechar datos, análisis y modelos, nuestros planificadores evalúan escenarios, identifican oportunidades y toman decisiones informadas para la comunidad.
El software calcula el riesgo de cada elemento patrimonial (inundaciones, olas de calor, etc.) y propone soluciones considerando:
- Preferencias de coste
- impacto en valores patrimoniales
- tiempo de instalación.
Así, ofrecemos una perspectiva integral para construir ciudades resilientes, inclusivas y habitables.
Nuestras soluciones permiten evaluar de manera segura, sencilla y económica los efectos que los cambios pueden tener en el entorno urbano.
- Partiendo de un mapa de la ubicación que se desea transformar y de una biblioteca de productos, diseñan y redefinen espacios públicos, visualizan el resultado final.
- Priorizan según criterios sociales, ambientales o económicos las ubicaciones más adecuadas.
- Permiten tomar decisiones antes de iniciar cualquier obra y encontrar soluciones que se adapten mejor a las necesidades de las ciudades.
Las herramientas digitales de diseño y priorización de ubicaciones brindan a los gestores municipales la capacidad de toma de decisiones acorde a las necesidades de la ciudad y su contexto.
CALIDAD AMBIENTAL
En las ciudades inteligentes, los retos de la calidad ambiental urbana son fundamentales para garantizar entornos urbanos sostenibles y saludables. La gestión eficiente de la calidad atmosférica y acústica, junto con los focos contaminantes que la determinan son claves.
La implementación de tecnologías inteligentes, como sensores ambientales y sistemas de monitorización en tiempo real, se presenta como una solución. Además, la transición hacia la movilidad inteligente y sostenible es esencial para reducir las emisiones y mejorar la calidad del aire. Abordar estos desafíos implica la colaboración entre sectores y la innovación en el diseño urbano, promoviendo así ciudades inteligentes que prioricen la calidad ambiental para el bienestar de sus habitantes.
Aplicamos herramientas digitales para dotar a los gestores de infraestructuras de transporte o de entornos urbanos de una visión integral de las variables ambientales.
- Abordan la calidad atmosférica y acústica, junto con los focos contaminantes que la determinan.
- Ofrecemos una solución digital modular:
- Capacidad de interpretar y analizar datos recogidos por sensores,
- Explotación de resultados de simulación de contaminantes en modelos virtuales,
- Dota de dinamismo al modelo virtual como respuesta a la interacción del usuario y/o a datos en tiempo real de los sensores.
Ofrecemos aplicaciones personalizadas para el análisis avanzado de datos de variables ambientales que los transformen en valor para la gestión.
- Analizan de forma dinámica y en tiempo real el comportamiento entre parámetros.
- Cuantifican indicadores combinados para identificar secuencias.
- Detectan comportamientos atípicos o escenarios anómalos.
Hemos creado un dashboard que permite consultar, evaluar y analizar datos históricos georreferenciados de contaminantes en el entorno del gran Bilbao. Se trata de concentraciones de NO2, PM10, y PM2.5 causadas por emisiones del tráfico rodado, de actividades industriales y del sector residencial y servicios.
La solución digital ambiental permite explotar resultados de simulaciones acústicas en modelos virtuales.
- Visibiliza en 3D los resultados de los mapas de ruido, incluida la afección en los edificios del entorno, además de los datos de entrada que caracterizan la infraestructura (pavimento, tráfico, …) y que determinan los niveles en cada periodo.
- Facilita una gestión eficaz de la afección, tanto para la gestión de consultas de ciudadanía o de otros agentes (ayuntamientos), como para la selección de zonas de actuación y la gestión dinámica de criterios de priorización.
- Presenta un ejemplo de Herramienta para el Análisis Sonoro de Infraestructuras de transporte (HASI), particularizado para diferentes gestores de carreteras y de ferrocarril.
Investigamos en la integración de criterios en la planificación urbana para valorar el confort acústico en espacios estanciales.
- Desarrollamos indicadores que combinan evaluaciones subjetivas y objetivas para valorar los paisajes sonoros de nuestros entornos.
- Los indicadores se aplican en herramientas para la observación ciudadana de la calidad ambiental de espacios de la ciudad y para realizar propuestas de distribución de usos en el espacio público y analizar su compatibilidad acústica.
- La aplicación web que permite identificar de forma simplificada las zonas más expuestas a ruido en el ámbito de proyecto.
Aporta al urbanista resultados espaciales que ayudan a ubicar las actividades que requieren paisajes sonoros más tranquilos.
El gemelo digital ambiental representa simulaciones de escenarios reales de condiciones de emisión y de propagación de contaminantes
- Apoya las decisiones de gestión, como puede ser la activación de protocolos de actuación a partir de predicciones determinadas, bien por la actividad de los focos, bien por las condiciones meteorológicas.
- Muestra la simulación de contaminantes en el entorno de la Autoridad Portuaria, representando escenarios de movimiento de graneles sólidos y con diferentes condiciones meteorológicas.
GESTIÓN DE REDES TÉCNICAS URBANAS
La gestión de redes técnicas urbanas enfrenta diversos desafíos en la actualidad, marcados por la creciente complejidad de las ciudades modernas. Uno de los principales retos radica en la necesidad de mantener y mejorar la infraestructura existente, como sistemas de suministro de agua, redes eléctricas y transporte público, mientras se enfrenta a la presión del crecimiento urbano y las demandas cambiantes de la población.
La sostenibilidad es otro desafío clave, ya que las ciudades buscan adoptar prácticas más ecológicas y eficientes en el uso de recursos. La implementación de tecnologías inteligentes para el monitoreo en tiempo real y la gestión predictiva de las redes es esencial.
Además, la coordinación entre diferentes sectores y partes interesadas, como gobiernos locales, empresas privadas y la comunidad, es crucial para abordar los problemas de manera integral.
En resumen, la gestión de redes técnicas urbanas implica equilibrar la eficiencia operativa, la sostenibilidad y la resiliencia, todo mientras se adapta a un entorno urbano dinámico en constante cambio.
La réplica virtual de los principales elementos de la ciudad, como infraestructuras, edificios o arbolado, nos permite conocer y analizar lo que está pasando en la ciudad e interactuar con ella desde el modelo virtual.
Asimismo, nos permite modelizar, simular fenómenos y tomar decisiones en función de los impactos esperados. El gemelo digital nos permite mejorar la planificación y gestión urbana:
- Facilita una visión integrada de los diferentes elementos de la ciudad.
- Permite evaluar los impactos en el modelo virtual, antes de actuar en el espacio real.
- Permite optimizar el uso de recursos.
- Proporciona una visualización intuitiva que facilita la comprensión de resultados.
Desarrollamos soluciones de gestión mediante Gemelo Digital para la monitorización y diagnóstico de los elementos y procesos de la red de abastecimiento de agua en la ciudad, basadas en Sistemas de Información Georreferenciada en 3D.
Incorporan capacidades de visualización, monitorización y simulación, entre las que cabe destacar:
- Inventario 3D georreferenciado por capas (Red y Entorno construido).
- Conexión de red con entorno urbano construido.
- Diagnóstico del estado de la red.
- Monitorización georreferenciada de elementos de la red en tiempo real (Estaciones de bombeo, Depósitos y Caudalímetros).
- Simulaciones sobre la infraestructura de la red basadas en Epanet.
Desarrollamos aplicaciones de gestión integral para el diseño, monitorización, mantenimiento y operación de redes de iluminación urbanas resilientes, eficientes e interoperables.
Lo hacemos mediante un modelo 3D semántico de las redes técnicas e instalaciones reales y la digitalización de la infraestructura. Entre las principales características cabe destacar:
- Integración y visualización de datos en tiempo real.
- Integración de sistemas de simulación avanzado.
- Anticipación a eventos en las redes.
- Resiliencia y ahorro energético.
- Diseño de iluminación en infraestructura viaria.
MOVILIDAD Y ACCESIBILIDAD URBANA
A medida que las ciudades y sus habitantes evolucionan, también lo hacen sus necesidades y requisitos. Actualmente, garantizar la accesibilidad del entorno urbano a través de medios de movilidad sostenible se ha convertido en un requisito fundamental en la agenda de todas las ciudades.
Si bien abordar la accesibilidad presenta grandes desafíos, especialmente en el ámbito físico, también se están identificando oportunidades que las nuevas tecnologías pueden ofrecer en términos de planificación urbana y accesibilidad.
Realizamos el prototipado rápido de aplicaciones y sistemas de gestión de tráfico inteligente en los ámbitos urbano e interurbano.
- Incrementa el nivel de inteligencia en los sistemas de gestión de la movilidad mediante herramientas avanzadas de análisis, simulación y predicción de información de tráfico.
- Disponemos de un sistema de optimización de flotas con ruteo y grupaje.
- Capacidad de considerar flotas heterogéneas, con zonas de bajas emisiones, priorización de clientes finales y tiempos de servicio variables.
Nuestras soluciones facilitan las decisiones para mejorar la accesibilidad urbana.
Utilizamos el potencial de los gemelos digitales y la Inteligencia Artificial para visualizar y analizar el nivel de accesibilidad y amigabilidad con las personas mayores de los barrios de una ciudad.
- Proporciona a los políticos y técnicos municipales información precisa que les permita tomar decisiones al priorizar las acciones destinadas a mejorar la accesibilidad urbana en diferentes áreas de la ciudad.
- Identifica la ubicación óptima para la instalación de elementos de ayuda, como ascensores urbanos o rampas mecánicas.
