Come possono le luci aiutare le smart city a raggiungere alcuni obiettivi?
La risposta è: con molti strumenti e con l’aiuto della IEC.
L’invenzione della prima lampadina a incandescenza nel XIX secolo viene spesso attribuita a Thomas Edison, anche se molti altri scienziati hanno contribuito a invenzioni simili all’incirca nello stesso periodo.
Edison e gli altri inventori dell’epoca non avrebbero mai potuto immaginare che molti decenni più tardi l’illuminazione sarebbe diventata uno strumento fondamentale per la pianificazione delle “smart city”. L’illuminazione stradale è diventata sempre più intelligente e oggi fa molto di più che illuminare di notte le nostre città. Può contribuire alla gestione del traffico, alla riduzione dei consumi energetici, alla ricarica dei veicoli elettrici (EV) e persino migliorare il nostro umore e le nostre abitudini relative al sonno.
Efficienza energetica con i LED
L’invenzione dei LED (Light Emitting Diode) negli anni ’60 e la loro diffusione a partire dagli anni ’90 hanno cambiato il modo di concepire l’illuminazione. I LED consumano molta meno energia rispetto alle lampade a incandescenza o fluorescenti, che fino ad allora erano le sorgenti di illuminazione più diffuse in tutto il mondo. Inoltre, i LED durano molto più a lungo – un grosso vantaggio per gli urbanisti di tutto il mondo, anche se il loro prezzo inizialmente era più alto rispetto ad altre sorgenti luminose.
La normativa ha contribuito alla diffusione delle sorgenti luminose LED. Oggi, secondo gli ultimi dati dell’IEA (International Energy Agency), mentre i Regolamenti Europei hanno eliminato gradualmente le lampade a incandescenza dal mercato comunitario a partire dal 2009; i Regolamenti Europei stanno eliminando anche le lampade a fluorescenza per far sì che le sorgenti luminose LED siano la tecnologia di illuminazione dominante. L’IEA avverte che per allinearsi allo scenario di emissioni zero entro il 2050, i progressi in questo settore devono essere sostenuti fino al 2030 garantendo che entro tale data tutti i Paesi utilizzino prevalentemente tecnologia LED.
Le sorgenti luminose LED intelligenti possono inoltre accendersi e spegnersi automaticamente quando necessario, fatto che incrementa ulteriormente l’efficienza energetica. L’illuminazione stradale intelligente, dotata di sensori di movimento, può accendersi quando ci sono persone in strada e spegnersi quando la strada è deserta. I sensori possono anche rilevare i livelli di inquinamento e i dati possono essere utilizzati per migliorare la qualità dell’aria in città.
Il Comitato Tecnico più prolifico dell’IEC è il TC 34, che pubblica la maggior parte delle norme relative alla tecnologia dell’illuminazione. Ad oggi, ha pubblicato più di 600 documenti, inclusa la Norma IEC 62031 che riguarda la sicurezza e l’efficienza delle sorgenti luminose LED.
Il TC 34 IEC ha inoltre pubblicato la serie di Norme IEC 62386 che offre un protocollo per i sistemi di controllo dell’illuminazione. Conosciuto come tecnologia di interfaccia digitale indirizzabile per l’illuminazione, è un protocollo dedicato al controllo dell’illuminazione e ampiamente utilizzato in tutto il settore. Secondo Scott Wade, uno degli esperti che ha lavorato alle norme di questa serie: “Con la normazione dell’interfaccia digitale indirizzabile per l’illuminazione, siamo in grado di ottenere l’interoperabilità tra i diversi fornitori. Le versioni aggiornate di queste norme offrono molte nuove funzionalità per le unità di alimentazione e i dispositivi di controllo, oltre alla retrocompatibilità con le versioni precedenti”. La serie specifica anche i requisiti per i sensori per illuminazione e di presenza.
Migliorare i ritmi del sonno
Un ulteriore passo avanti è rappresentato dall’illuminazione integrativa, altrimenti nota come illuminazione incentrata sull’uomo, che studia come l’illuminazione LED possa aiutare le persone a dormire e, in generale, a migliorarne l’umore. Secondo la CIE (Commission Internationale de l’Eclairage), i modelli di esposizione alla luce possono portare o meno beneficio agli esseri umani a seconda dell’impostazione in funzione di spettro, intensità, durata e tempistica dell’esposizione luminosa. La CIE ha collaborato con l’ISO alla stesura di un Technical Report in merito e la IEC sta valutando la possibilità di sviluppare norme appropriate.
Uno dei quattro sistemi di prova e certificazione IEC, l’IECQ, ha sviluppato l‘IECQ Scheme per l’illuminazione LED, per testare e valutare la qualità dei componenti elettronici e degli assemblaggi utilizzati nella produzione di sorgenti luminose LED in accordo con le norme internazionali IEC. Ciò significa che fabbricanti, fornitori e consumatori possono essere certi che i prodotti che vendono o acquistano sono stati verificati in modo indipendente e soddisfano tutti i requisiti e le specifiche.
Gestire il traffico e gli ingorghi stradali
La gestione del traffico è uno dei principali problemi delle città moderne, soprattutto quando le persone si spostano da casa al lavoro. Anche se il lavoro da remoto ha aiutato, gli ingorghi persistono e affliggono la maggior parte delle città moderne: non solo sono un disagio per gli automobilisti, ma producono anche consistenti emissioni di anidride carbonica. Un modo per risolvere il problema è rappresentato dai semafori intelligenti. Questi semafori dovrebbero monitorare il traffico in arrivo e regolare continuamente i tempi per mantenere il flusso dei veicoli il più fluido possibile, comunicando con altri semafori per controllare gli ingorghi.
La ricerca e lo sviluppo di queste luci intelligenti sono in corso in diverse università del mondo. Oltre dieci anni fa, i ricercatori dell’Istituto di Robotica del CMU (Carnegie Mellon University) hanno studiato l’uso dell’intelligenza artificiale (AI) per coordinare i grandi sistemi di trasporto, sviluppando segnali stradali dotati di computer individuali e software con capacità AI, in grado di utilizzare telecamere, radar e sensori per monitorare e controllare il traffico. I ricercatori hanno osservato la propria città, Pittsburgh, e l’hanno utilizzata come banco di prova. Stephen Smith è stato uno dei ricercatori principali del progetto: “Ci siamo concentrati su problemi in cui nessun operatore è incaricato e le decisioni vengono prese come attività collaborativa. Sembrava un’applicazione naturale per i semafori”. Dieci anni più tardi, Pittsburgh ha applicato i risultati della ricerca sostenendo di aver ridotto così i tempi di percorrenza di un quarto e gli ingorghi del 40%. Il prossimo passo saranno le auto connesse, anch’esse dotate di sensori, radar e intelligenza artificiale.
Il JTC 1 IEC/ISO per la tecnologia dell’informazione ha istituito un SottoComitato che pubblica norme fondamentali per l’utilizzo dell’IA. L’SC 42 ha pubblicato l’ISO/IEC TR 24030, un Rapporto Tecnico che esamina molti casi d’uso dell’IA, compresi i trasporti nelle città intelligenti. In particolare, si occupa di come l’IA possa essere utilizzata per migliorare l’efficienza della gestione del traffico e l’accuratezza del rilevamento delle infrazioni e per l’ottimizzazione dei segnali stradali basandosi su dati da più fonti.
PMC (Pole-mounted charging )
La PMC (Pole-mounted charging) si sta affermando negli Stati Uniti, in Australia e nel Regno Unito. Offre un approccio economico e creativo per la collocazione e l’installazione di stazioni di ricarica pubbliche per i veicoli elettrici. I caricabatterie sono fissati su pali per l’illuminazione, permettendo di ridurre i costi di installazione del 70% in alcune aree, in quanto i caricabatterie non richiedono attività di scavo per essere installati. L’idea è quella di sfruttare una fonte di energia preesistente. L’iniziativa è stata attuata con successo nello Stato americano del Massachusetts, in California (Los Angeles) e in altre città statunitensi, come Kansas City e Portland. La serie di Norme IEC 62196 tratta i requisiti meccanici, elettrici e prestazionali di spine, prese, connettori per veicoli per la connessione tra l’apparecchiatura di alimentazione EV e il veicolo elettrico.
Alcune città stanno installando pali per l’illuminazione dotati di telecamere, oltre che di sensori, per scopi di sorveglianza generale. Questi dispositivi, secondo alcuni urbanisti, possono risultare controversi, ma possono anche contribuire alla sicurezza generale. Le norme per i sistemi di allarme e per la videosorveglianza sono sviluppate dal TC 79.
Che si tratti di raggiungere gli obiettivi di sostenibilità nelle città, di ridurre la congestione del traffico o agevolare la ricarica dei veicoli elettrici, l’illuminazione delle nostre città sta diventando super intelligente, un vantaggio per le smart city di tutto il mondo.
Archivio Numeri
