A introdução de sensores e da Internet das Coisas (IoT) deu início ao movimento de otimização de uma ampla gama de setores, incluindo o planejamento urbano e a gestão de infraestrutura. A rede elétrica, os sistemas de transporte, os semáforos, os serviços de coleta de lixo e muito mais são operações municipais que podem se tornar “mais inteligentes” ao unir infraestrutura física com conectividade digital. Além disso, operações otimizadas de cidades inteligentes também costumam ser mais eficientes em termos energéticos, o que é um pilar essencial da sustentabilidade e fundamental para atender aos requisitos de neutralidade de carbono.
O impulso rumo às cidades inteligentes está crescendo, com um tamanho de mercado projetado de US$ 6,782 trilhões até 2032.[1] Como este blog explora, esse crescimento traz consigo uma mudança no papel dos engenheiros.
Como as Cidades Inteligentes Estão Mudando a Engenharia
Uma cidade inteligente bem-sucedida precisa de uma orquestração bem planejada por parte dos engenheiros. Como as cidades inteligentes dependem de tecnologias relativamente novas, seu impacto sobre a engenharia continua evoluindo. A seguir estão apenas algumas das formas pelas quais as cidades inteligentes estão ampliando as expectativas tradicionais sobre os empregos de engenharia e até mesmo definindo novos cargos no processo.
Aumento de Funções Interdisciplinares
Para criar soluções de cidades inteligentes, os engenheiros precisam de uma base de conhecimento mais ampla, recorrendo a disciplinas como engenharia civil, ambiental, elétrica e da computação, entre outras. Os engenheiros precisarão trabalhar não apenas com outros engenheiros, mas também com urbanistas, formuladores de políticas públicas e agências governamentais, para entender todos os parâmetros necessários e desenvolver soluções confiáveis e de bom custo-benefício, alinhadas a essas diretrizes.
Da Abordagem Apenas de Hardware à Integração TI/TO
Com a ampla adoção da Internet das Coisas Industrial (IIoT), os engenheiros precisam entender como a digitalização pode impulsionar a eficiência da infraestrutura física, desde semáforos até lixeiras e pontes. As cidades inteligentes também estão levando os engenheiros a entender como modernizar a infraestrutura legada, mantendo-se dentro das restrições orçamentárias e em conformidade com as regulamentações governamentais.
Destaque para a Sustentabilidade
À medida que os centros urbanos se tornam cada vez mais densos, os cidadãos precisam otimizar o uso de recursos naturais escassos, como a água. Por isso, o design urbano precisa se adaptar às condições climáticas em mudança para reduzir os impactos tanto sobre os cidadãos quanto sobre a infraestrutura.
Gestão de Ciclo de Vida Redesenhada
Os protocolos de manutenção para a infraestrutura municipal tradicional já são bem estabelecidos. A adição de camadas de tecnologias digitais introduz novas áreas de manutenção contínua, que são especialmente críticas. A segurança cibernética, por exemplo, é uma prioridade, já que ciberataques podem debilitar infraestruturas inteiras e fazer reféns de governos municipais.
Empregos de Engenharia para Cidades Inteligentes
Uma cidade inteligente precisará de muitos tipos de disciplinas de engenharia para construir um sistema eficiente, incluindo as seguintes:
Engenharia de Segurança Cibernética
Os engenheiros de segurança cibernética garantem o fortalecimento das redes e protegem dados sensíveis. O monitoramento de ameaças é um aspecto fundamental da segurança cibernética, e a inteligência artificial (IA) ajuda a executá-lo. Por exemplo, o monitoramento por IA pode detectar anomalias no tráfego rotineiro de rede que podem indicar um ciberataque.
Engenharia de Tráfego
Sistemas de transporte inteligentes e semáforos inteligentes viabilizam tecnologias como a comunicação veículo-a-veículo (V2V) e veículo-a-infraestrutura (V2I). Esses sistemas inteligentes podem rotear o tráfego de forma eficiente, resultando em um fluxo mais contínuo e menos congestionamentos.
Engenharia Automotiva
O crescimento da direção autônoma e de sofisticados sistemas avançados de assistência ao motorista (ADAS) está remodelando o papel da engenharia automotiva. Os engenheiros precisam reescrever as regras dos protocolos de comunicação máquina-a-máquina para acomodar os rápidos avanços nos campos da micromobilidade e dos sistemas de transporte de última milha em cidades inteligentes.
Engenharia Ambiental
Com eventos climáticos extremos se tornando cada vez mais comuns e um esforço global rumo à neutralidade de carbono, os engenheiros precisarão encontrar abordagens inovadoras que melhorem a resiliência da infraestrutura urbana. Essas soluções também precisarão garantir a segurança dos cidadãos, monitorando a qualidade do ar e da água, além de outros bens públicos.
Engenharia Elétrica
À medida que as fontes de energia renovável se integram mais fortemente às redes elétricas, as cidades inteligentes precisarão de engenheiros elétricos e de energia capazes de lidar com as complexidades dos modelos de energia distribuída. Esses engenheiros também precisarão saber como melhorar a resiliência da infraestrutura elétrica legada para garantir um serviço contínuo.
Engenharia de Computação e Software
À medida que a infraestrutura urbana se torna digitalmente conectada, os engenheiros de software precisarão integrar redes e fontes de dados distintas em uma plataforma centralizada para facilitar a agregação e a análise de dados. Organizações que trabalham para otimizar cidades inteligentes frequentemente empregam gêmeos digitais — réplicas digitais da infraestrutura física — que os engenheiros de software ajudam a desenvolver e analisar.
Engenharia de Dados e IA
A enorme quantidade de dados de IIoT extraída da infraestrutura física para agregadores facilita a otimização orientada por IA. Como os dados são uma moeda vital para gerar insights informados, os engenheiros de dados e IA criam algoritmos de manutenção preditiva que mantêm os equipamentos funcionando, modelos de previsão de demanda para concessionárias e programas para outras áreas de otimização.
Engenharia de Design de Usuário
Os cidadãos são um componente importante de uma cidade inteligente e são cruciais para o seu sucesso. Muitas iniciativas de cidades inteligentes, como programas de consumo de energia por resposta à demanda, dependem do engajamento dos cidadãos. Mas os cidadãos só participarão se isso for fácil. Os engenheiros de design de usuário garantem a facilidade de uso por meio de aplicativos gamificados, ao mesmo tempo em que asseguram a privacidade dos dados sensíveis para aliviar as preocupações dos cidadãos.
Conclusão
As cidades inteligentes enfrentam uma enorme pressão decorrente do rápido crescimento populacional, do envelhecimento da infraestrutura e das condições ambientais em constante mudança. Os engenheiros podem desempenhar um papel crucial ao lidar com essas questões, mas isso exigirá uma mudança nas funções tradicionais de engenharia.
Como as cidades inteligentes fundem infraestrutura física com inteligência digital, um projeto de cidade inteligente bem-sucedido exige colaboração interdisciplinar, na qual a engenharia civil, elétrica, ambiental e de software convergem com a integração da tecnologia da informação (TI) e da tecnologia operacional (TO), além de uma segurança cibernética robusta. Em resumo, as cidades inteligentes estão reescrevendo o manual da engenharia, criando oportunidades na interseção entre tecnologia e vida urbana.
1 – https://www.globenewswire.com/news-release/2023/04/18/2649592/0/en/Smart-City-Market-estimated-to-achieve-USD-6782-Billion-by-2032-North-America-to-be-in-the-lead-Market-us-Report.html_
Artigo originalmente publicado no blog da Mouser Electronics: How Smart Cities Are Reshaping Engineering Careers e traduzido para ser publicado no Embarcados.
