Debido al aumento de la población y al consiguiente incremento de la densidad urbana por diversas razones, las ciudades, las naciones y, de hecho, el planeta se enfrentan a un reto importante: distribuir los recursos existentes de forma uniforme entre toda la población y garantizar el futuro sostenible de la economía, el medio ambiente y el tejido social. (Lai, et al., 2020) En esta coyuntura, las ciudades inteligentes surgen como un medio para abordar esta formidable tarea, empezando por las zonas urbanas.
El impulso de las tecnologías de las ciudades inteligentes se está acelerando con los avances en el ámbito del Internet de las Cosas (IoT), lo que las posiciona como una herramienta para abordar los retos urbanos. El Internet de las Cosas representa un sistema de red en expansión y evolución continua basado en Internet. El objetivo principal de esta red es facilitar la interacción en tiempo real entre objetos e individuos mediante el despliegue y el apoyo de herramientas tecnológicas. (Lv, et al., 2021)
Si las tecnologías de las ciudades inteligentes se consideran únicamente soluciones tecnológicas, es decir, si se consideran de forma aislada, alcanzar el nivel de sostenibilidad al que se aspira resulta poco probable. A menudo, las iniciativas de ciudades inteligentes no llegan a ofrecer soluciones integrales a problemas importantes porque son concebidas por diversas empresas, municipios y administraciones y, debido a su naturaleza altamente personalizable, no pueden abordarse de forma integrada. En este escenario, el concepto de Ciudades Inteligentes y Sostenibles gana protagonismo.
La demanda de ciudades sostenibles inteligentes va en aumento debido al creciente impacto de la urbanización en los sistemas. A pesar de ocupar sólo el 2% de la superficie de la Tierra, las ciudades representan el 80% del consumo total de energía. (Gago, Roldán, Pacheco-Torres y Ordóñez, 2013) Numerosos estudios prevén que la población urbana alcanzará los 6.900 millones de habitantes en 2050, lo que intensificará aún más la presión sobre nuestros sistemas. (Hoornweg & Pope, 2016) Gran parte de los recursos de la Tierra se consumen de forma insostenible. Por ejemplo, según un informe de la Red de la Huella Global, el 29 de julio de 2021 la humanidad ya había agotado todos los recursos básicos asignados para ese año. (WWF, sin fecha) Esto implica que hemos estado agotando los recursos de años futuros más allá del 29 de julio de 2021. Las ciudades inteligentes ofrecen la posibilidad de colaborar utilizando diversas herramientas para garantizar el consumo óptimo y la sostenibilidad de los recursos existentes, siendo la optimización y modernización energéticas algunas de las aplicaciones más destacadas de tales oportunidades.
La energía ocupa un lugar central en los "Objetivos de Desarrollo Sostenible" de las Naciones Unidas. (Garantizar el acceso a una energía asequible, fiable, sostenible y moderna, sin fecha) Con la crisis energética mundial y el consumo acelerado de combustibles fósiles, existe una necesidad urgente de eficiencia energética y de modernización y optimización de los sistemas energéticos. (Bibri, 2020)