914 XX Congreso Latino-Iberoamericano de Gestión Tecnológica y de la Innovación ALTEC Septiembre de 2023, Paraná, Argentina Prospectiva tecnológica del 5G en el desarrollo de smart city: Caso Smart Mobility en Lima al 2030 Autores: Valentín Rojas, Felipe Donato; Hernández Cenzano, Carlos Guillermo* Contacto: *carlos.hernandez@pucp.edu.pe País: Perú Resumen El presente trabajo tiene como objetivo proporcionar un marco de referencia para los gestores de tecno- logías de la información y las comunicaciones que se interesen en el futuro de la implementación de un sistema inteligente de transporte en el contexto del desarrollo de las smart cities mediante el uso de la tecnología 5G. El trabajo se divide en tres secciones principales. Primeramente, se aborda el marco teórico de la tecnología 5G, describiendo su evolución tecnológi- ca, aplicaciones y aspectos comerciales, económicos y regulatorios. También se definen los conceptos de smart city y smart mobility, y se describen sus principales aplicaciones y casos de uso. La segunda sección se centra en el uso de la tecnología 5G en el desarrollo de las smart cities mediante el uso de metodologías de vigilancia tecnológica, como el análisis bibliométrico y el análisis de patentes. Además, se analizan dos casos específicos que contribuyen al estudio de prospectiva tecnológica mediante la identificación de factores de cambio en el entorno. En la última sección se desarrolla un estudio de prospectiva tecnológica de smart mobility en la ciudad de Lima al 2030, que abarca desde el análisis retrospectivo hasta la definición de estrategias mediante el uso de herramientas como la exploración del entorno, análisis de tendencias, encuesta Delphi, construc- ción de escenarios, evaluación de escenarios y definición de estrategias mediante la técnica de backcasting. Las conclusiones y recomendaciones destacan las oportunidades que ofrece la tecnología 5G en el de- sarrollo de smart cities y smart mobility, así como los desafíos y posibles riesgos a considerar en la im- plementación estos sistemas inteligentes de transporte. En este sentido, se recomienda la colaboración y coordinación entre los diferentes actores involucrados en el proceso de implementación de las smart cities y la necesidad de contar con políticas y regulaciones adecuadas que fomenten la innovación y protejan los derechos de los ciudadanos Palabras claves: prospectiva; 5G; smart cities; smart mobility. 1. Marco teórico conceptual 1.1. Tecnología 5G La evolución tecnológica de las comunicaciones móviles, comenzando con la 1G en los años 80, ha ido au- mentando en capacidad y velocidad. Desde la simple voz con 1G, texto y multimedia con 2G, navegación y videos con 3G, hasta el 4G que permitió 100 Mbps de velocidad, pero con limitaciones en conectar múlti- ples dispositivos (Del Peral-Rosado et al., 2018). La 5G supera estos problemas, permitiendo aplicaciones como smart city (SC), cirugía remota, realidad virtual y aumentada, y comunicaciones M2M (WEF, 2018). Los desafíos incluyen incrementar ventas y reducir costos para los operadores móviles, fabricantes de hard- ware y proveedores de servicios (Chochliouros et al., 2017). Se proyecta que el 5G generará alrededor de $12.3 billones para 2035, contribuyendo con el 4.6% de la economía mundial (IHS Markit, 2017). mailto:carlos.hernandez%40pucp.edu.pe?subject= 915 XX Congreso Latino-Iberoamericano de Gestión Tecnológica y de la Innovación ALTEC Septiembre de 2023, Paraná, Argentina 1.2. Smart City La definición de smart city varía, pero generalmente implica un enfoque en lo inteligente o digital. En 1990, se destacó el papel de las TIC en la infraestructura urbana moderna. Harrison et al. (2010) describen una SC como "instrumentada, interconectada e inteligente", con datos capturados por diversos sensores, que lue- go se integran y comunican entre diferentes servicios urbanos, permitiendo una mejor toma de decisiones (Albino et al., 2015). De forma parecida, la Unión Internacional de Telecomunicaciones (2015) define una SC sostenible como una que utiliza las TIC y otros medios para satisfacer las necesidades presentes y futuras de los ciudadanos, teniendo en cuenta aspectos económicos, sociales, ambientales y culturales, mejoran- do así la calidad de vida y la eficiencia urbana (ITU, 2015). 1.3. Smart Mobility Smart mobility (SM), un elemento crucial en la implementación de smart cities, tiene como objetivo reducir la contaminación, la congestión del tráfico, mejorar la seguridad, aumentar la velocidad de desplazamien- to y reducir los costos de transporte (Benevolo, Dameri y Auria, 2016). Según la 5GAA, la movilidad inteli- gente es posible gracias a C-V2X, que permite a los vehículos conectados comunicarse con la nube (5GAA, 2019). Adicionalmente, V2X facilitará el futuro de la movilidad inteligente sincronizando vehículos, in- fraestructuras y peatones a través de comunicaciones inalámbricas, mejorando la planificación, la eficien- cia y la rentabilidad. Esto incluye el análisis de datos como las imágenes de tráfico en tiempo real, datos de transporte público y el movimiento de los peatones (Keysight Technologies, 2019; Fong, Situ y Fong, 2017). 2. Objetivos de la investigación Este estudio tiene como objetivos generales explorar las tendencias y fundamentos de la tecnología 5G en el desarrollo de smart cities, específicamente smart mobility, y determinar desafíos y oportunidades en Lima para 2030. Los objetivos específicos abarcan la vigilancia tecnológica para analizar temas relevantes en la producción científica y patentes relacionadas al 5G y smart city, e identificar tecnologías que se vinculan con el 5G y smart mobility. En cuanto a la prospectiva tecnológica, se busca determinar los escenarios más probables, deseables y gobernables para Lima en 2030, definir hitos temporales para el cumplimiento de estos escena- rios, e identificar los drivers más importantes e inciertos asociados al desarrollo sostenible del transporte. 3. La vigilancia tecnológica La norma española UNE 16600 define la vigilancia tecnológica como un proceso organizado, selectivo y sistemático que transforma la información interna y externa en conocimiento. Este proceso permite a las organizaciones tomar decisiones informadas, minimizando riesgos y anticipando cambios (UNE, 2011). 3.1. Metodología La metodología de vigilancia tecnológica de Vargas y Castellanos (2005) incluye cuatro etapas: 1) Planea- ción: se recopila y define la estrategia de búsqueda sobre 5G, SC y SM a través de diferentes fuentes; 2) Preparación de la búsqueda: se exploran patentes y artículos científicos en temas relevantes usando pla- taformas como Patentscope, PatentInspiration y Scopus; 3) Búsqueda y depuración de los resultados: la información se recoge desde 2013 para artículos y desde 2015 para patentes, basándose en publicaciones sobre 5G, SC y SM; 4) Análisis de los resultados: se utilizan herramientas de cada fuente y otras adicionales como VOSviewer y Orange. 916 XX Congreso Latino-Iberoamericano de Gestión Tecnológica y de la Innovación ALTEC Septiembre de 2023, Paraná, Argentina 3.2. Resultados y análisis de la Vigilancia Tecnológica: 5G y smart city Los datos analizados corresponden a las búsquedas de producción científica y patentes, basado en las he- rramientas de vigilancia tecnológica. Un análisis bibliométrico en SCOPUS (Elsevier, 2019) de la actividad científica relacionada con 5G y SC, utilizando una ecuación de búsqueda específica, muestra un crecimiento exponencial desde 2013. La co-ocurrencia de términos identificó tres clusters: el primero (verde) vincula a términos como Internet, IoT, y big data; el segundo (rojo) se asocia con nube, desempeño, y sensores, entre otros; el tercero (celeste) re- laciona términos como ciudad, vehículos y calidad, tal como se aprecia en la Figura 1. FIGURA 1. Red de coocurrencia de términos en la producción científica, Clústeres 1, 2 y 3 Fuente: Tomado de VOSviewer con datos de SCOPUS - Elsevier (2019) Para el análisis de patentes, se usó una ecuación de búsqueda diferente en Patenscope (WIPO, 2019) y PantentInspiration (AULIVE, 2019), arrojando temáticas principales como método, comunicación, y siste- ma. Se identificaron tres dominios: operación y transporte (destacando el término vehículo); electricidad, con sistemas de circuitos, antenas, y más; y física, que incluye procesamiento de datos, sistemas de compu- tadores, y transmisión de información digital. Las áreas más relevantes en patentamiento según la clasifi- cación IPC son asignación de recursos inalámbricos, uso múltiple de la ruta de transmisión, programación de tráfico, entre otros. 3.3. Resultados y análisis de la Vigilancia Tecnológica: Uso de sensores en la industria de vehículos Identificar y analizar tecnologías asociadas a vehículos y sensores es crucial debido a su papel en el desarro- llo de smart cities impulsado por 5G (ITU, 2018) y su alta concurrencia en la producción científica y patentes de 5G y SC. Una exploración de la producción científica en Scopus (Elsevier, 2019) usando una ecuación de búsque- da específica reveló términos y tecnologías predominantes. Los términos incluyen sensores, ciudad, datos, IoT, vehículos, entre otros, y las tecnologías relevantes abarcan Edge Computing, Virtualization, IoT, Machi- ne Intelligence, y Cloud. Estas tecnologías posibilitan diversas funcionalidades en tiempo real y eficiencia en el consumo energético (Elsevier, 2019). 917 XX Congreso Latino-Iberoamericano de Gestión Tecnológica y de la Innovación ALTEC Septiembre de 2023, Paraná, Argentina Un análisis de patentes en PatentScope (WIPO, 2019) usando una ecuación de búsqueda similar arrojó términos como comunicaciones, sistemas, métodos, redes, y vehículos. Las patentes se enfocan en siste- mas de control y monitoreo, gestión de recursos inalámbricos, y más (WIPO, 2019). 3.4. Identificación y análisis en el tema: 5G y smart mobility En el análisis de producción científica en 5G y SM en Scopus (Elsevier, 2020) mostró términos prominen- tes como redes, comunicaciones, inteligente, vehículos, transporte, y tecnologías como Blockchain, Cloud, y V2X. Estas tecnologías están dirigidas a mejorar la seguridad y privacidad, reducir costos operativos y accidentes de tráfico, fomentar la innovación, y más. En general, el análisis subraya la importancia de las tecnologías emergentes en la creación de smart cities y sistemas de transporte inteligentes a través de la 5G. En el análisis de patentes en 5G y SM, según la búsqueda en PatentScope (WIPO, 2020), se tienen que los términos más importantes son: comunicación, método, sistema, aparato, dispositivo, acceso, vehículos, autónomo, información y V2X. Asimismo, se identifica que las principales tendencias de patentamiento son: i) servicios de comunicaciones inalámbricas para vehículos como V2P, V2V, y los temas relacionados con: la asignación y selección de recursos inalámbricos y las interfaces entre dispositivos/terminales; ii) disposiciones para procedimiento de control de transmisión y disposiciones que permiten múltiples rutas de transmisión; iii) sistemas de control de tráfico, tales como los sistemas de anticolisión y las disposiciones para instrucciones en un contexto de tráfico variable; iv) sistemas de control de conducción de vehículos; v) sistemas de transmisión mediante ondas electromagnéticas, como las comunicaciones que son posible gracias a la luz visible; y vi) control de posición y rumbo en dos dimensiones para vehículos. 4. Prospectiva tecnológica Según Georghiou (2001), los estudios de foresight han evolucionado a través de cinco generaciones: 1) cen- trado en evolución tecnológica; 2) vinculando desarrollo tecnológico con oportunidades de mercado; 3) incorporando problemáticas sociales y mayor participación de actores sociales; 4) desempeñando un papel crucial en sistemas de Ciencia, Tecnología e Innovación (CTI); 5) integrando sistemas CTI a la toma de deci- siones estratégicas en empresas, redes y clusters (Ortega, 2013). 4.1. Metodología Este estudio sigue el enfoque del foresight anglosajón, definido por FOREN (2001) como un proceso sistemá- tico y participativo para recolectar información de inteligencia futura y construir escenarios de mediano y largo plazo, orientado a informar decisiones actuales y movilizar esfuerzos comunes. Adicionalmente, per- mite analizar, evaluar y gestionar la incertidumbre mediante herramientas cualitativas (Fernández-Güell et al., 2016). El proceso metodológico sigue 6 etapas basadas en: el estudio prospectivo de la descentralización en el Perú al 2030 publicado por la Comisión Económica para América Latina y el Caribe (CEPAL) y el libro de Prospectiva Empresarial: Manual de corporate foresight para América Latina de Fernando Ortega (CEPAL, 2018; Ortega, 2013), ver Tabla 1. 918 XX Congreso Latino-Iberoamericano de Gestión Tecnológica y de la Innovación ALTEC Septiembre de 2023, Paraná, Argentina TABLA 1. Principales instrumentos metodológicos utilizados en el estudio Fuente: Ortega (2013), CEPAL (2018) 4.2. Resultados y análisis 4.2.1. Conocimiento del presente Lima, hogar del 30% de la población peruana (INEI, 2018), está desplegando la tecnología 5G para desarro- llar una SC y mejorar su ineficiente sistema de transporte público. La contaminación vehicular representa entre el 70 y 80% de la contaminación atmosférica de la ciudad (Banco Mundial, 2016), lo que destaca la necesidad de Sistemas Inteligentes de Transporte (CEPLAN, 2016). Varios proyectos piloto de SC están en marcha, incluyendo uno en Piura (Portal del Estado Peruano, 2018) y otro en Miraflores (Agencia Peruana de Noticias, 2020). El Ministerio de Transportes y Comunicaciones (MTC) está promoviendo la inversión privada, la innovación y el despliegue de 5G para fomentar las SC (Portal del Estado Peruano, 2019, 2020). Los operadores móviles en Perú han realizado pruebas de 5G (INICTEL, 2020), con Claro aliándose con Ge- neral Motors para innovar en SM (Claro Perú, 2020), mientras otro proyecto busca la electrificación masiva del transporte público (Enel, 2018). 4.2.2. Exploración del sistema La exploración del entorno mediante el método Environmental Scanning (STEEP-V) identificó 26 factores de cambio (drivers) en vértices de análisis: Político, Tecnológico, Social, Ambiental y Económico. Los vértices albergan varios drivers como políticas, regulaciones, alianzas municipales, comunicaciones entre vehícu- los, seguridad informática, eficiencia energética, y oportunidades de negocio. El análisis de tendencias identificadas por instituciones como Millennium Project, CEPLAN, y consulto- ras internacionales proyecta tendencias para 2030. Estas incluyen el incremento de la urbanización e inter- conectividad, adopción del sistema de transporte inteligente, cambio climático, energía no contaminante, desafíos en gobernanza institucional, E-government, infraestructura de telecomunicaciones e innovación y emprendimiento. Posterior al análisis, se agregan 15 drivers adicionales, totalizando 41 drivers. Estos nuevos drivers inclu- yen el uso de eSIM, programas de desarrollo de competencias para SC & SM, políticas de regulación en ciberseguridad, regulación para la adquisición de sitios, políticas de fomento del emprendimiento, gastos operativos en 5G, alianzas entre telcos y fabricantes de automóviles, inversión en TIC y 5G, industria de las aplicaciones y demanda de nuevos servicios por PYMES. Este amplio análisis ofrece un mapa integral para orientar el desarrollo y aplicación de la tecnología 5G para SC y SM hacia 2030. 919 XX Congreso Latino-Iberoamericano de Gestión Tecnológica y de la Innovación ALTEC Septiembre de 2023, Paraná, Argentina 4.2.3. Validación de la información generada Se aplicó la encuesta Delphi a 10 profesionales de telecomunicaciones con más de 10 años de experiencia en redes 4G/5G y consultores en proyectos de SC. Tras alcanzar consenso en 41 drivers, se obtuvieron que los drivers (11) más importantes e inciertos (cuadrante III, según los ejes de Schwartz) son: infraestructura multipropósito en espacios públicos, oportunidades de compartición del espectro radioeléctrico, sistema de gestión y control del tráfico inteligente, seguridad del transporte urbano, emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) en el transporte urbano, alianzas municipales, ecosistema de la innovación, satisfacción del sistema de transporte, políticas de fomento del emprendimiento, contribución de SM al PBI y compe- tencias en eGoverment. 4.2.4. Construcción de escenarios El Análisis Estructural se empleó para evaluar las dependencias entre los 11 drivers más cruciales e incier- tos, identificándose como más influyentes: sistema de gestión y control del tráfico inteligente, seguridad del transporte urbano, alianzas municipales, ecosistema de la innovación y políticas de fomento y empren- dimiento. A partir de este análisis, se derivaron tres ejes de incertidumbre: condiciones económicas, im- pacto social y medioambiental, y eficiencia y seguridad en transporte urbano. Ocho escenarios (E) futuros se determinaron basándose en combinaciones de estos ejes, tal como se aprecia en la Tabla 2. Sin embar- go, tras realizar un análisis de consistencia, se hallaron dos escenarios inconsistentes: E4, con condiciones económicas positivas y efectos sociales y ambientales negativos en transporte urbano, junto a ineficiencia e inseguridad; y E5, con condiciones económicas negativas, pero con impacto positivo social y ambiental, y transporte eficiente y seguro. TABLA 2. Escenarios futuros – Smart Mobility (SM) en Lima al 2030 920 XX Congreso Latino-Iberoamericano de Gestión Tecnológica y de la Innovación ALTEC Septiembre de 2023, Paraná, Argentina De la Tabla 2, se tiene que los otros escenarios son: E1: Lima con transporte inteligente sostenible; E2: El reto por mejorar la seguridad en el transporte de Lima; E3: En la búsqueda de mejorar los aspectos sociales y ambientales en el transporte de Lima; E6: Transporte ecoamigable pero con desafíos por ser seguro y con crecimiento económico; E7: Transporte seguro, pero con problemas de contaminación ambiental y sin cre- cimiento económico; y E8: Caos en el transporte de Lima. 4.2.5. Evaluación de escenarios Con la colaboración de cinco expertos de la encuesta Delphi, se validaron seis escenarios para el transporte de Lima al 2030. El E2 resultó ser el escenario meta, al lograr el mejor valor de la suma en probabilidad, deseabilidad y gobernabilidad. 4.2.6. Definición de estrategias: Backcasting El escenario-meta “El reto por mejorar la seguridad en el transporte de Lima” para 2030, contempla el au- mento de inversiones en infraestructura y servicios V2X, y el fortalecimiento del ecosistema de innovación y emprendimiento en SM. A pesar de la reducción en emisiones de gases, persisten desafíos en seguridad y congestión vehicular. Para lograrlo, se plantean 4 hitos: Para 2028, incrementar oferta y demanda de servicios V2X orientados a reducir el consumo energético del transporte urbano. Para 2026, utilizar la red 5G y plataformas de ges- tión para fortalecer SM. Para 2024, aplicar la red 5G al desarrollo de la ciudad inteligente y generar nuevas oportunidades de negocio. Y para 2022, desplegar la Red 5G en Lima, aumentando la densidad de la in- fraestructura de telecomunicaciones. 5. Conclusiones y recomendaciones ■ La vigilancia tecnológica en 5G para el desarrollo de smart city y smart mobility ha identificado 26 factores clave en áreas políticas, tecnológicas, sociales, ambientales y económicas, que han aportado más del 60% de los factores utilizados en el estudio de prospectiva de smart mobility en Lima al 2030. ■ El estudio prospectivo permitió obtener un escenario-meta que plantea dos desafíos principales para la industria de la smart mobility. Primero, el crecimiento económico dependerá de las inversiones en infraestructura y el aumento de oportunidades para los servicios V2X, soportadas por un ecosistema de innovación y políticas de fomento del emprendimiento en smart mobility. Segundo, es necesario robustecer las plataformas y acelerar el uso de tecnologías como Cloud Computing, Machine Learning y Blockchain, y me- jorar las habilidades de los funcionarios municipales en eGovernment. ■ El análisis de la producción científica y de patentes en 5G y smart city reveló que el transporte es un tema de relevancia. Las tendencias principales giran en torno a redes, comunicaciones, transporte, inteli- gencia, tráfico, V2X, infraestructura, seguridad y cooperación. ■ Para el 2030, el escenario más probable, deseable y gobernable en el transporte de Lima es un sistema de transporte inteligente con mejor satisfacción ciudadana debido a la reducción de la contamina- ción, pero aún con problemas de congestión y accidentes de tránsito. ■ Para lograr este escenario-meta, se requiere un seguimiento bianual para verificar el cumplimien- to de los hitos temporales, como el incremento de la oferta y demanda de los servicios V2X, la consolida- ción de la red 5G y las plataformas de gestión, y la implementación de la red 5G en Lima. 921 XX Congreso Latino-Iberoamericano de Gestión Tecnológica y de la Innovación ALTEC Septiembre de 2023, Paraná, Argentina ■ Finalmente, se recomienda ampliar el alcance del estudio a más actores y especialistas, y fomen- tar el uso de herramientas de vigilancia tecnológica por parte de las empresas e instituciones peruanas para aprovechar las innovaciones en el sector. 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