Como IA está ajudando cidades durante mudanças climáticas

De Houston a Singapura, cidades ao redor do mundo estão utilizando ferramentas digitais sofisticadas – chamadas gêmeos digitais – para monitorar e controlar águas subterrâneas, gerenciar ilhas de calor urbanas, reduzir a poluição do ar e gerenciar eficazmente seus resíduos.

Na sua forma mais simples, um gêmeo digital é uma réplica de um objeto que existe no mundo físico, desenvolvida usando dados em tempo real, constantemente evoluindo, provenientes de drones, sensores e satélites. Gêmeos digitais no contexto urbano recebem dados de veículos, edifícios e infraestruturas, que podem ser combinados com dados adicionais de dispositivos inteligentes, internet das coisas (IoT) e inteligência artificial (IA).

Segundo a ABI Research, mais de 500 cidades poderiam estar utilizando alguma forma de tecnologia de gêmeos digitais até 2025. Ao usar gêmeos digitais para projetar, planejar e gerenciar infraestruturas conectadas, as cidades poderiam economizar 280 bilhões de dólares até 2030, afirma a pesquisa.

De acordo com o IPCC, até 2050, oito vezes mais habitantes urbanos poderão estar expostos a temperaturas mais altas e 800 milhões de pessoas a mais poderão estar em risco devido aos impactos da elevação do nível do mar e tempestades. As cidades devem se reconfigurar de forma a cultivar a resiliência, especialmente enquanto áreas urbanas como Jacarta e Chicago continuam a afundar, ao mesmo tempo em que enfrentam desafios urbanos relacionados à saúde e às crescentes desigualdades sociais.

Outra aplicação da tecnologia de gêmeos é gerenciar temperaturas das ilhas de calor urbanas, tanto em níveis superficiais quanto subterrâneos. Ilhas de calor ocorrem quando uma cidade experimenta temperaturas significativamente mais altas do que áreas rurais vizinhas, causadas pelas diferentes superfícies, como concreto e grama, que absorvem e retêm calor de maneira diferente. Usando dados sobre uso do solo, densidade de edificações e cobertura vegetal, algoritmos de aprendizado de máquina podem prever áreas da cidade que provavelmente se tornarão ilhas de calor. Isso apoia intervenções eficazes de resfriamento, como plantar árvores, instalar telhados verdes e preservar terrenos para espaços verdes públicos.

Sistemas de energia inteligente são outro uso significativo dos gêmeos digitais, essenciais para a descarbonização e a transição para energia renovável. Novo México, o quinto maior estado dos EUA, trabalhou com a Cityzenith e sua plataforma SmartWorldPro para criar modelos de infraestrutura inteligente para reduzir as emissões de carbono em pelo menos 50%.

Em Amsterdã, gêmeos digitais são usados para identificar ineficiências e otimizar a distribuição através do sistema Local Inclusive Future Energy (LIFE). Isso ajudou a estabilizar a rede local e armazenar energia excedente, incluindo a energia dos painéis solares da Amsterdam ArenA.

A gestão eficaz de resíduos é outro pilar das cidades sustentáveis possibilitado pela tecnologia de gêmeos. Pretória, na África do Sul, melhorou sua capacidade de localizar sites de resíduos, gerar simulações de resíduos e otimizar rotas de coleta de lixo para reduzir o uso de combustível. Da mesma forma, Copenhague implementou anteriormente a plataforma de gêmeos digitais da Cisco para permitir que planejadores e governos otimizassem os sistemas de descarte de resíduos.

Gêmeos digitais podem cultivar resiliência a inundações, o que é imperativo, dada a quantidade de cidades que poderiam ser submersas até 2050 se medidas apropriadas de mitigação e adaptação não forem tomadas. Greg Herrin, vice-presidente de água da Bentley Systems, um provedor de software de engenharia de infraestrutura, criou modelos de resiliência a inundações para cidades como Lisboa, em Portugal. “Gêmeos digitais fornecem alertas precoces de enchentes iminentes, monitorando a elevação e acumulação de águas de inundação ao longo do tempo e identificando pessoas, propriedades e infraestruturas impactadas para ajudar a salvar vidas e minimizar danos.”

Em Lisboa, o software de simulação de inundações da Bentley Systems ajudou os planejadores urbanos a saber onde construir túneis interceptores para desviar os fluxos das áreas críticas e reduzir o risco de inundações, disse Herrin. “Hoje, estima-se que a nova infraestrutura de mitigação de inundações evitará 20 grandes inundações em 100 anos, economizando centenas de milhões de euros.”

Aplicar soluções de software como esta será crítico para muitas cidades americanas vulneráveis ao aumento do nível das águas, inundações e furacões, incluindo Nova York, Nova Orleans, Savannah, Norfolk, Annapolis e Seattle.

Um dos grandes desafios de implementar gêmeos digitais no planejamento urbano é que isso requer a colaboração de uma miríade de stakeholders, incluindo consultores de planejamento, governos, autoridades reguladoras, fornecedores de software, desenvolvedores imobiliários e cidadãos.

Vessali, da PwC, cita a governança de dados e garantir que a tecnologia esteja em conformidade com leis de privacidade e confidencialidade como os maiores obstáculos.

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