Cidades inteligentes: soluções digitais para um futuro mais agradável de se viver

Cidades inteligentes: soluções digitais para um futuro mais agradável de se viver

À medida que as cidades se tornam mais inteligentes, elas também passam a ser mais agradáveis de se viver, respondendo de forma mais direta às necessidades de seus residentes. E o que vemos hoje é apenas uma prévia do que a tecnologia poderá fazer no ambiente urbano.

Até recentemente, os líderes das cidades encaravam as tecnologias inteligentes primeiramente como ferramentas para se tornarem mais eficientes nos processos internos. Hoje, a tecnologia está sendo inserida de forma mais direta na vida de seus cidadãos. Os smartphones se tornaram a chave das cidades, colocando instantaneamente nas mãos de milhões de pessoas informações sobre trânsito, tráfego, serviços de saúde, alertas de segurança e notícias sobre a comunidade.

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Cidades inteligentes: como a tecnologia pode trazer mais qualidade de vida
Hoje, as cidades já estão indo além da fase piloto e passando a utilizar dados e tecnologia digital para gerar resultados mais relevantes e significativos para seus habitantes.

Após uma década de tentativas e erros, os líderes municipais estão percebendo que as estratégias de cidades inteligentes têm início nas pessoas, e não em tecnologia. “Inteligência” não significa simplesmente instalar interfaces digitais em infraestruturas tradicionais ou agilizar as operações da cidade. Ela também significa utilizar tecnologia e dados com propósitos claros para tomar decisões mais acertadas e melhorar a qualidade de vida de todos.

A qualidade de vida tem muitas dimensões – do ar que os residentes respiram à sensação de segurança (ou insegurança) que eles percebem ao andar pelas ruas. O último relatório do McKinsey Global Institute (MGI), “Cidades inteligentes: soluções digitais para um futuro mais agradável de se viver – Smart cities: Digital solutions for a more livable future (PDF–6MB)” –, analisa como dezenas de aplicativos digitais lidam com essas preocupações bastante práticas e humanas. O estudo mostra que as cidades podem utilizar tecnologias inteligentes para melhorar entre 10% e 30% alguns indicadores fundamentais para a qualidade de vida – e estes percentuais se traduzem em vidas salvas, menos incidentes criminais, distâncias mais curtas entre casa e trabalho, redução da carga de doença e menos emissões de carbono.

  1. O que torna uma cidade inteligente?
  2. Tecnologias de cidades inteligentes têm grande potencial para melhorar a qualidade da vida urbana
  3. Um olhar sobre a aplicação de tecnologia em 50 cidades ao redor do mundo mostra que mesmo as que estão mais avançadas ainda têm um longo caminho à frente
  4. Cidades inteligentes mudam os fatores econômicos da infraestrutura e criam espaço para parcerias e participação do setor privado
 

O que torna uma cidade inteligente?

Cidades inteligentes colocam dados e tecnologia a serviço de decisões mais bem fundamentadas e da melhoria da qualidade de vida. Dados mais abrangentes e em tempo real dão aos órgãos e agências a capacidade de observar os eventos à medida que ocorrem, entender como os padrões estão mudando e responder de maneira mais rápida e com soluções de menor custo.

Três níveis trabalham em conjunto para fazer uma cidade inteligente funcionar (Quadro 1). O primeiro nível diz respeito à base de tecnologia, que inclui uma massa crítica de smartphones e sensores conectados por redes de comunicação de alta velocidade. O segundo nível consiste em aplicativos específicos. Traduzir dados brutos em alertas, insights e ações requer as ferramentas corretas, e é aí que entram os desenvolvedores de aplicativos e os provedores de tecnologias. O terceiro nível é o uso por parte das cidades, das empresas e do público. Muitos aplicativos só têm sucesso se forem amplamente adotados e conseguirem mudar comportamentos. Eles estimulam as pessoas a transitarem fora dos horários de pico, mudarem as rotas, usarem menos eletricidade e água e fazerem isto em diferentes momentos do dia, além de reduzirem a pressão sobre o sistema de saúde por meio de cuidados preventivos.

Notas sobre as fronteiras do conhecimento de inteligência artificial: aplicações e valor do deep learning - Quadro 4
 
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Tecnologias de cidades inteligentes têm grande potencial para melhorar a qualidade da vida urbana

O MGI avaliou como os aplicativos podem afetar várias dimensões da qualidade de vida: segurança, tempo e conveniência, saúde, qualidade ambiental, conectividade social e participação cívica, empregos e custo de vida (ver quadro interativo). A ampla gama de resultados reflete o fato de os aplicativos desempenharem de forma distinta dependendo da cidade, com base em fatores como os sistemas de infraestrutura de legado e as bases que servem de ponto de partida.

Aplicativos podem ajudar as cidades a combater crimes e melhorar outros aspectos de segurança pública

Empregar uma variedade de aplicativos obtendo o máximo de suas funcionalidades tem o potencial de reduzir de 8% a 10% as fatalidades (de homicídios a acidentes em estradas e incêndios). Em uma cidade com altos índices de criminalidade e uma população de 5 milhões de pessoas, isso significa saltar até 300 vidas por ano. Incidentes como agressões, roubos a residências, assaltos e roubos de carros podem ser reduzidos entre 30% e 40%. Além destas métricas, poder dar aos cidadãos liberdade de movimentos e tranquilidade traz benefícios adicionais incalculáveis.

A tecnologia não é uma solução rápida para o crime, mas os órgãos responsáveis pela segurança pública podem utilizar dados para empregar de forma mais eficaz seus limitados recursos financeiros e de pessoal. O mapeamento de crimes em tempo real, por exemplo, utiliza análises estatísticas para destacar padrões, enquanto o policiamento preditivo vai mais além, antecipando crimes para evitar incidentes antes que eles ocorram. E mesmo quando os incidentes acabam ocorrendo, aplicativos como identificação de tiros, vigilância inteligente e sistemas de segurança residencial podem acelerar a resposta da polícia. Mas o policiamento com base em dados deve ser colocado em prática de forma a proteger as liberdades civis e evitar a criminalização de grupos demográficos ou bairros específicos.

Poucos segundos são fundamentais quando há vidas em risco, o que torna ainda mais importante a velocidade com que os serviços de atendimento de emergência conseguem chegar aos locais em que há algum tipo de ocorrência. Sistemas inteligentes podem otimizar call centers e operações no campo, enquanto controles de tráfego são capazes de otimizar os semáforos para dar aos veículos de atendimento de emergência uma rota livre para passagem rápida. Esses tipos de aplicativos são capazes de reduzir de 20% a 35% o tempo de resposta em situações deste tipo. Uma cidade que já tenha um tempo de resposta bastante reduzido de 8 minutos pode conseguir baixar quase 2 minutos adicionais. Já uma cidade que tenha um tempo médio de resposta de 50 minutos pode ser capaz de chegar a uma redução de mais de 17 minutos.

Tecnologias de cidades inteligentes podem tornar os deslocamentos diários entre casa e trabalho mais rápidos e menos frustrantes

Dezenas de milhões de pessoas em cidades no mundo todo começam e terminam seus dias de trabalho irritados no trânsito ou amassados em ônibus ou trens superlotados. Melhorar o traslado diário entre casa e trabalho é fundamental para a qualidade de vida.

Até 2025, as cidades que utilizarem aplicativos de mobilidade inteligente têm o potencial de reduzir em média de 15% a 20% o tempo de deslocamento, com algumas pessoas conseguindo reduções ainda mais expressivas. O potencial associado a cada aplicativo varia muito, dependendo da densidade, da infraestrutura de trânsito existente e dos padrões de traslado de cada cidade. Em uma cidade densa com trânsito extenso, tecnologias inteligentes podem reduzir em 15 minutos o tempo de deslocamento médio das pessoas. Em uma cidade de um país em desenvolvimento que tenha traslados casa-trabalho-casa mais brutais, a redução média pode chegar a 20% ou 30% todos os dias.

Em geral, cidades com sistemas extensos e bastante utilizados de trânsito se beneficiam de aplicativos que façam a experiência do usuário ter maior fluidez. O uso de sinalizações digitais ou aplicativos móveis para comunicar informações em tempo real sobre atrasos permite aos usuários ajustar suas rotas durante o trajeto. Com a instalação de sensores de IoT (Internet das Coisas) em equipamentos de infraestrutura física existentes, é possível ajudar as equipes a resolver os problemas antes que eles se tornem efetivamente paradas ou quebras e acarretem atrasos.

Aplicativos que ajudem a evitar engarrafamentos e dar maior fluidez ao trânsito são mais eficazes em cidades onde dirigir seja a norma e os ônibus sejam o principal modo de transporte. A sincronização inteligente de semáforos tem o potencial de reduzir em mais de 5% o tempo de deslocamento em cidade de países em desenvolvimento em que a maior parte da população utiliza ônibus como principal meio de transporte. A navegação em tempo real avisa os motoristas sobre eventuais engarrafamentos e auxilia na escolha de uma rota mais rápida. E aplicativos inteligentes para estacionamento sinalizam diretamente onde há disponibilidade de vagas, eliminando o tempo gasto dando voltas no quarteirão sem encontrar nenhum espaço livre.

Cidades podem ser catalizadores para uma saúde melhor

A própria densidade das cidades faz delas ótimas plataformas – ainda que pouco utilizadas – para o cuidado com a saúde. Reconhecendo que o papel desempenhado pela tecnologia na saúde é bastante amplo e em constante desenvolvimento, analisamos somente aplicativos digitais que oferecem espaço para que as cidades também tenham um papel importante. Quantificamos seu impacto em potencial nos anos de vida ajustados por incapacidade (em inglês, disability-adjusted life years – DALYs), a principal métrica utilizada pelo Organização Mundial da Saúde (OMS) para representar a carga de doença global, refletindo não somente os anos de vida perdidos por morte prematura, mas também as vidas saudáveis e produtivas perdidas por incapacidade ou deficiência. Se as cidades empregarem os aplicativos incluídos em nossas análises de forma a obter seu efeito máximo, observamos que há potencial para reduzir de 8% a 15% os DALYs.

Aplicativos que ajudam a prevenir, tratar e monitorar doenças crônicas, tais como diabetes ou doenças cardiovasculares, podem fazer enorme diferença no mundo desenvolvido. Sistemas de monitoramento de pacientes por via remota têm potencial para reduzir em mais de 4% a carga de doença em cidades com renda mais alta. Estes sistemas utilizam equipamentos digitais para ler os sinais vitais e depois transmiti-los de forma segura para análise de médicos situados em outro local. Estes dados podem alertar tanto o paciente como o médico quando a intervenção precoce se tornar necessária, prevenindo complicações e evitando hospitalizações.

As cidades podem utilizar dados e análises para identificar grupos demográficos com perfis de alto risco e focar intervenções de modo mais preciso. As intervenções pela chamada mHealth podem enviar mensagens sobre vacinação, saneamento, sexo seguro e aderência a esquemas de terapia retroviral, que salvam vidas. Em cidades de mais baixa renda, com altas taxas de mortalidade infantil, intervenções com base em dados com foco somente em saúde materna e infantil podem reduzir em mais de 5% os DALYs. É possível obter uma redução adicional de 5% se as cidades em desenvolvimento utilizarem sistemas de monitoração de doenças infecciosas para se manter um passo à frente de epidemias de rápida evolução. A telemedicina, que realiza consultas de clínica médica por videoconferência, também pode salvar vidas em cidades mais pobres onde haja falta de médicos.

Cidades inteligentes podem contribuir para um meio ambiente mais limpo e sustentável

Com o crescimento da urbanização, da industrialização e do consumo, as pressões sobre o meio ambiente se multiplicam. Aplicativos como os sistemas de automação de construção, a precificação de eletricidade dinâmica e outros voltados à mobilidade podem ser combinados para reduzir de 10% a 15% as emissões de poluentes.

A monitoração do consumo de água, que combina medição avançada com mensagens de feedback digitais, podem estimular as pessoas a se preocupar com a conservação e reduzir em cerca de 15% seu consumo em cidades em que o uso residencial de água é alto. Em muitas partes do mundo em desenvolvimento, vazamentos nas tubulações são a maior fonte de desperdício de água. O uso de sensores e análises pode reduzir estas perdas em até 25%. Aplicativos de monitoração digital como o PAYT (pay-as-you-throw, algo como pague conforme a quantidade que você joga fora) podem reduzir entre 10% e 20% o volume de resíduos sólidos per capita. Em geral, as cidades podem economizar de 25 a 80 litros de água por pessoa por dia e reduzir de 30 a 130 kg de resíduos sólidos não reciclados por pessoa anualmente.

Sensores de qualidade de ar não lidam automaticamente com as causas da poluição, mas podem identificar as fontes e prover as bases para ações futuras. Pequim reduziu em cerca de 20% os poluentes mortais do ar em menos de um ano por meio da monitoração intensiva das fontes de poluição e da regulamentação do tráfego e da construção civil com base nestes dados. Compartilhar informações sobre qualidade do ar com o público via aplicativos de smartphonespermite que os indivíduos tomem medidas protetoras. Com isto, é possível reduzir de 3% a 15% os efeitos negativos para a saúde, dependendo dos níveis atuais de poluição.

Cidades inteligentes podem criar um novo tipo de ambiente urbano comunitário digital e ampliar a conectividade social

É difícil quantificar a comunidade, mas o MGI pesquisou residentes urbanos para determinar se canais digitais para comunicação com autoridades locais, bem como plataformas digitais que facilitem interações no mundo real (tais como Meetup e Nextdoor) podem ter impacto. Nossa análise sugere que utilizar esses tipos de aplicativos pode quase dobrar o percentual de residentes que se sentem conectados com a comunidade local, e praticamente triplicar o percentual de pessoas que se sentem conectadas ao governo local.

Estabelecer canais para uma comunicação de duas vias entre o público e os órgãos locais pode aumentar o nível de resposta dos governos municipais. Muitos órgãos municipais mantêm uma presença ativa nas redes sociais, enquanto outros acabaram desenvolvendo seus próprios aplicativos de interação com os cidadãos. Além de disseminar informações, esses canais se tornam veículos para que os residentes relatem preocupações, coletem dados ou comentem questões de planejamento urbano. Paris implementou um orçamento participativo, convidando todos a postar ideias de projetos e, depois, promoveu uma votação online para decidir quais deles mereciam ser financiados pelo poder público.

Tornar-se uma cidade inteligente não é uma estratégia para a criação de empregos, mas soluções inteligentes podem aumentar a eficiência do mercado de trabalho local e reduzir um pouco o custo de vida

Muitos governos ou autoridades locais querem saber se, ao se tornar uma cidade inteligente, haverá uma infusão de empregos de tecnologia com altos salários ou uma aceleração nos níveis de automação. Nossa análise mostrou que há um pequeno impacto líquido positivo no emprego formal. Tecnologias inteligentes eliminarão diretamente alguns empregos (tais como empregos administrativos e de campo no governo municipal), mas criarão outros (tais como empregos temporários de instalação, manutenção e direção). Centros de e-carreira podem ter um impacto positivo modesto ao criar mecanismos mais eficientes para contratação e atrair um número maior de pessoas desempregadas e inativas para o mercado de trabalho. Programas de retreinamento online e de educação formal com base em dados podem ampliar o pool de habilidades de uma cidade. Funções governamentais de digitalização, como licenciamento, autorizações e preenchimento de formulários de impostos de empresas podem liberar os negócios locais de muita burocracia, contribuindo para um ambiente de negócios mais empreendedor.

Muitas das cidades mais desejadas e dinâmicas do mundo possuem um sério problema de falta de moradia, fazendo aumentar o preço de residências e aluguéis. A expansão da oferta de moradia pode baixar esses custos. Em muitos lugares, a burocracia aumenta a morosidade para a compra de terrenos, a realização de estudos ambientais, a obtenção de aprovação de plantas e licenciamento. Digitalizar esses processos pode eliminar os riscos e os atrasos, incentivando mais construções. Além disso, a maior parte das cidades possui um volume surpreendente de terrenos sem uso que poderiam ser adequados para reclassificação do uso do solo voltada à construção de moradias. A criação de bases de dados cadastrais de código aberto pode ajudar a identificar terrenos que possam ser utilizados para construção.

Aplicativos inteligentes produzem economias também em outras áreas, tais como incentivo ao uso mais eficiente de água, luz e esgoto e do sistema público de saúde. Produtos como sistemas de segurança residencial, equipamentos de alerta pessoal e wearables de estilo de vida precisam ser comprados pelos consumidores, mas muitos estão dispostos a pagar por eles. Aplicativos de mobilidade também oferecem um novo valor, ainda que o e-carona possa estimular as pessoas a fazer mais deslocamentos do que antes. No entanto, o e-carona e outros aplicativos de compartilhamento possibilitam que algumas pessoas deixem de ter carro próprio. O MGI estima que, em média, as pessoas podem economizar até 3% de seus gastos atuais por ano.

 
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Um olhar sobre a aplicação de tecnologia em 50 cidades ao redor do mundo mostra que mesmo as que estão mais avançadas ainda têm um longo caminho à frente

O MGI levantou o nível de aplicação de tecnologia em 50 cidades do mundo todo, não como forma de coroar a cidade mais inteligente, mas para mostrar as intensas atividades que estão ocorrendo globalmente. Isto inclui uma avaliação da base tecnológica de cada cidade, a implantação atual de aplicativos e a adoção por parte do público.

Nosso estudo sobre a base tecnológica de cada cidade avaliou a extensão do uso de sensores e equipamentos, a qualidade das redes de comunicação e a presença de portais com dados abertos. Dentre as cidades mais avançadas estão Amsterdã, Nova York, Seul, Cingapura e Estocolmo—mas mesmo estas, no topo da lista, têm apenas 2/3 do que constitui hoje uma base tecnológica totalmente abrangente. Em geral, cidades da China, do leste asiático, da Europa e da América do Norte possuem bases tecnológicas relativamente robustas, assim como algumas cidades específicas do Oriente Médio. Já as cidades da África, da Índia e da América Latina estão menos avançadas, particularmente no nível de instalação de sensores, que é o elemento mais intensivo em capital.

Utilizamos um checklist dos aplicativos inteligentes hoje existentes para medir o progresso de cada cidade em termos de implantação de tecnologia. Para a maior parte das cidades, a mobilidade tem sido uma das principais prioridades, mas os lugares com o maior número de aplicativos implementados em termos gerais – no caso, Londres, Los Angeles, Nova York, Seul, Shenzhen e Cingapura – diversificaram para diferentes áreas. Algumas cidades ainda não implementaram os aplicativos com maior potencial de abordar algumas de suas questões prioritárias.

O MGI conduziu pesquisas online em todas as cidades analisadas para avaliar o que os residentes sentem em relação às tecnologias já em operação no seu ambiente. Observamos que as cidades asiáticas desempenham melhor em termos de conhecimento da existência, uso e satisfação, enquanto as cidades europeias ficam mais para trás nestes quesitos. O conhecimento da existência e a adoção positiva parecem estar correlacionadas a ter uma população mais jovem que não somente aceita uma forma mais digital de fazer as coisas, mas também espera que seja assim.

 
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Cidades inteligentes mudam os fatores econômicos da infraestrutura e criam espaço para parcerias e participação do setor privado

Tecnologias de cidades inteligentes ajudam as cidades a obter mais benefícios de seus ativos, independentemente de elas terem extensos sistemas de legado ou de estarem desenvolvendo suas estruturas a partir do zero. Não há como evitar o investimento em ativos físicos e manutenção, mas tecnologias inteligentes podem agregar novas capacidades à medida que os componentes centrais da estrutura forem sendo aperfeiçoados.

Antigamente, investimentos em infraestrutura travavam as cidades com planos de longuíssimo prazo e a necessidade de muito capital. Hoje, ao combinar adequadamente soluções inteligentes à construção tradicional, é possível responder de forma mais dinâmica às mudanças na demanda. Se a população de um bairro muito afastado cresce, criar uma nova linha de metrô ou ônibus, junto com uma expansão da frota, pode levar anos. Por outro lado, um serviço de micro-ônibus, operado pela iniciativa privada e de acordo com a demanda, pode ser montado e colocado em operação muito mais rápido.

Governos municipais não precisam ser os únicos a operarem e financiarem todo tipo de serviço e sistema de infraestrutura. Ainda que a implantação da maioria dos aplicativos que pesquisamos recaia sobre o poder público, a maior parcela do investimento inicial pode vir de atores privados (Quadro 2). O financiamento público pode ser reservado somente para aqueles bens públicos que precisam ser fornecidos pelo governo. Além disso, mais da metade do investimento inicial que deve ser feito pelo setor público geraria um retorno financeiro positivo, o que abre portas para parcerias.

Smart cities: Digital solutions for a more livable future

Adicionar mais atores a esse contexto é positivo, pois aumenta o nível de adoção e traz maior criatividade para os dados disponíveis. Quando inovações do setor privado surgem organicamente, o papel do governo pode envolver regulamentação, reunião dos principais atores, oferta de subsídios ou mudança nas decisões de compra. Em vez de seguir uma abordagem em que há um plano mestre, algumas cidades se posicionam como ecossistemas, criando consórcios e até mesmo espaços físicos de colaboração.


Algumas cidades estão começando suas transformações com vantagens inerentes, tais como abundância de recursos financeiros, densidade e indústrias de alta tecnologia já existentes. Mas mesmo lugares em que tais ingredientes não estejam presentes podem se destacar por meio de visão, boa administração, vontade de romper com as formas tradicionais de fazer as coisas e compromisso contínuo em atender às necessidades de seus cidadãos. Há muitas espaço em branco para ser preenchido pelo setor privado, por organizações sem fim lucrativo e tecnologistas. E, acima de tudo, as pessoas deveriam ser empoderadas para criar o futuro das cidades que elas consideram seu lar.

Sobre o(s) autor(es)

Jonathan Woetzel é sócio sênior do escritório da McKinsey em Xangai; Jaana Remes é sócia do escritório de São Francisco; Brodie Boland é associate partner no escritório de Washington, DC, onde John Means é sócio; Katrina Lv é sócia e diretora do McKinsey Global Institute e está baseada no escritório de Shenzhen; Suveer Sinha é sócio do escritório de Mumbai; Gernot Strube é sócio sênior do escritório de Munique; Jonathan Law é sócio do escritório de Nova York; Andrés Cadena é sócio do escritório de Bogotá; e Valerie von der Tann é consultora do escritório de Berlim.

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