Becoming smart cities: how to support ICT-based urban development in large European cities

On 6 April 2000, the city of Lyon hosted the First Transatlantic Summit of the United States Conference of Mayors, an organisation which includes all the mayors of the US cities with a population of 30,000 inhabitants or more. Wellington E. Webb, President of the Conference and Mayor of Denver, opened this historic event with these words: “If there is one theme that I would like to impart during this session, it is this: the 19th century was a century of empires. The 20th century was a century of nation states. The 21st century will be a century of cities” (Webb, 2000 quoted in Dirks and Keeling, 2009). This important reflection was made a few years before the emergence of a growing interest in cities and urban territories. With particular reference to the processes for the redevelopment and regeneration of their infrastructures and the search for new and innovative models of sustainable development and growth. Cities are one of the humanity’s most important inventions. As well as serving as the setting for the daily lives of billions of people and an ever-changing monument to the history of civilisation, these places are also the drivers of socio-cultural change and economic development. A tool for providing wellbeing and better living conditions, and an environment in which a deep sense of belonging is developed. However, “we are currently living in 20th century cities, [...] built in earlier times for people and societies with lifestyles, needs and desires very different from our own”. Places that need to be “given new roles and a new meaning, through the addition and removal of various things” (Secchi, 2011), because they are mainly associated with the industrial age and its unsustainable patterns of development and growth. All this in order to identify a new kind of space capable of accommodating the contemporary society and fulfilling its needs, as well as providing a solution to the numerous problems caused by past changes, to improve the quality of life in urban spaces. Achieving this difficult goal requires a constant assessment of the conditions imposed by the complexity of the processes of change which characterise the contemporary built-up areas. This important issue falls within the domain of architecture, a field of knowledge in which researchers and scholars are required to provide interpretations of the current situation and determine how to manage changes, defining the most appropriate solutions for “organising the environment around us [in order to provide] the best possibilities for human settlement” (Gregotti, 1980). With a society changing constantly, this task clearly requires a continuous research activity aimed at the development of new and innovative tools, methods and techniques for governing architectural projects on different scales. Projects that do not only focus on buildings, but which extend multiple areas of application, including the urban and territorial dimensions. Exactly as described by the famous slogan “from the spoon to the city”, coined in 1952 by the famous Italian architect Ernesto Nathan Rogers. However, with particular regard to the urban dimension, despite this ability to adapt and broad vision, unfortunately, “the project of cities seems to constantly lag behind in regard to the events it is meant to control”. This is the criticism made by the Italian architect and architectural historian Leonardo Benevolo in his studies on the origins of modern urban planning. The author reaches this conclusion by observing the first experiences of urban planning applied to the context of the industrial city, which shows the failure of city development projects in providing solutions for the different problems and the negative effects of the changes caused by the industrial revolution. Although cities and regions underwent radical changes due to the integration of the industrial system, the tools for governing and directing this change had not yet been defined (Benevolo, 1991). One of the main consequences of this failure is the serious deterioration of the urban areas in which we live. This unfortunate delay in the definition of governance tools and the inability to see ahead noted by Benevolo at the time of the industrial revolution can also be seen in relation to the profound changes of the post-industrial era. Urban environments are part of an elaborate and complex scenario in which the various global trends that characterise this century merge. Trends that the project of cities has not yet managed to give serious attention: the uncertainty and fear caused by the incessant economic, social and environmental crisis; the world population growth forecasts; the relentless and increasingly rapid technological development; the digital revolution and the rapid diffusion of information and communication technologies; the emergence of a world parallel to the physical reality located in the intangible realm of the Internet and the World Wide Web; the growing presence of objects that populate the global network of the Internet in addition to people, autonomously producing large amounts of data and information through the mobile access and transmission possibilities provided by wireless technology. These are just some of the main features of a new period of transition. Just as in the 1920s Le Corbusier (1986) wrote: “the machine civilisation seeks and will find its architectural expression”, today we find ourselves in the same state of seeking. The only difference is that we have passed from the industrial revolution to the digital revolution and the birth of a network society (Castells, 1996). This revolution is radically changing the functioning and features of the contemporary city and the society in which it lives, and architecture should provide the best solutions to control and manage it, in order to limit the problems and maximise the benefits. This calls for the definition of new strategies and approaches to allow proper management of the on-going processes of change (Mitchell, 1996) and to redesign the built environment in view of the incentives and “tools offered by our times” (Piano, 2004). Particular attention should be given to the opportunities offered by information and communication technologies, an increasingly commonplace and characteristic feature of contemporary society. The industrial revolution left a deep impact on urban contexts, creating numerous issues that limit individual and collective wellbeing. The solution to these problems requires the definition of new models of sustainable development and growth, and urban regeneration or urban renewal initiatives. Two terms which can be regarded as synonymous, used for identifying a series of actions aimed at resolving the multi-faceted problems of urban areas and improving their physical, socio-economic and environmental conditions (Ercan, 2011; Zheng et al., 2014). Short-term and long-term issues such as: deindustrialization; demographic and climate changes; air pollution; reduced employment opportunities; racial or social tensions; the deterioration and the progressive loss of functionality of physical infrastructures; the lack of services; crime; and difficulties of access to information and education. In this context, the belief that information and communication technologies can represent an important tool to help urban areas resolve these issues has begun to spread very rapidly. Local and national governments, academic research institutes, businesses and many other organisations have begun to observe and study this perspective with great interest. Over a brief period of time, this exploration has led to experimentation as numerous cities around the world have launched specific strategies with the aim of becoming smart cities: urban areas in which information and communication technologies are used to support urban development in social, economic and/or environmental terms. Smart cities represent a growing phenomenon in the real world and a new but confuse research territory that has attracted the attention of many scholars. An emergent and interdisciplinary research area within the field of urban studies that has encouraged further research concerning the management of information and communication technologies in urban contexts. Unfortunately, despite the growing interest and the constant production of scientific publications, the level of knowledge concerning this subject is yet underdeveloped, with a fragmented knowledge structure that is difficult to grasp as a whole and tends to be confusing. Several questions remain open and numerous aspects require a more detailed examination. The need to organise, clarify and expand the framework developed to date is the underlying motivation of this research, particularly in regard to provide a possible answer to the following main questions: what are the essential steps to consider in order to develop successful smart city strategies? How are they organised? This is a topic relatively unexplored, but of fundamental importance given the growing and continuous diffusion of the number of cities that are trying to become smart. The available scientific knowledge concerning the possible ways in which the development of smart city strategies can be faced is very low indeed. In particular, there is an evident lack of clarity and common structured approaches based on empirical knowledge that can be used to guide the different players involved in the construction and management of these strategies towards successful results. The objective pursued in this study is to begin to fill this gap, focusing the attention on a target which is particularly active in the field of smart cities: large-sized European cities. To be precise, urban areas with a population between 500,000 and 1,500,000 inhabitants. A value aligned with the classification system of urban areas proposed by the Organisation for Economic Co-operation and Development (OECD) (Brezzi et al., 2012). This objective has been achieved in stages, through the integration of multiple tools, methods and techniques, and a range of complementary research activities, including the indispensable systematisation of the knowledge produced so far in this new and confuse research field. The main result that has been achieved at the end of the study is a possible step-by-step roadmap in which all the phases and activities to consider for developing successful smart city strategies in this type of urban areas are organised and explained. A tool that has been defined through the in-depth analysis of the strategies developed in the cities of Amsterdam and Barcelona. Using these two unquestionably successful European cases, it has been possible to build this new, testable and empirically valid theory, and observe that, despite differences of context, a similar approach strongly geared towards strategic urban planning principles was used for managing the complexity of these strategies. An approach in which success arises from the capability to properly combine technology with other factors of a different nature but with an equal importance. This roadmap can be considered a first and important step towards establishing a set of common procedures for developing smart city strategies. An attempt to provide a suitable response to an urgent need, but at the same time, a tool to stimulate a growth in the debate about this relevant research subject, that will require higher consideration and additional in-depth studies. The knowledge produced by this research is intended primarily for municipal administrations, as public bodies playing a key role in the launching and management of smart city strategies. But at the same time, considering that the construction of smart cities requires strong collaborative environments, this document is also an important source of information for any other public or private organisation involved or interested in the development of these strategies.

Il 6 Aprile del 2000 la città di Lione ha ospitato il First Transatlantic Summit della United States Conference of Mayors, organizzazione in cui rientrano i sindaci delle città statunitensi popolate da più di 30.000 abitanti. Durante questo evento storico, Wellington E. Webb, presidente della Conferenza e sindaco di Denver, ha deciso di introdurre i lavori con queste parole: “If there is one theme that I would like to impart during this session, it is this: the 19th century was a century of empires. The 20th century was a century of nation states. The 21st century will be a century of cities” (Webb, 2000 quoted in Dirks and Keeling, 2009). Una considerazione importante che ha anticipato di qualche anno il manifestarsi di un crescente interesse per la città e per i territori urbanizzati. Con particolare riferimento ai processi di riqualificazione e rigenerazione delle loro infrastrutture e alla ricerca di nuovi e innovativi modelli di sviluppo e crescita sostenibile. Le città rappresentano una delle più importanti invenzioni dell’uomo. Oltre a essere lo scenario della vita quotidiana di miliardi di persone e la testimonianza in continuo divenire della storia della civiltà, questi luoghi sono il motore dell’evoluzione socio-culturale e dello sviluppo economico. Uno strumento per fornire benessere e migliori condizioni di vita, e un ambiente dove viene sviluppato un profondo senso di appartenenza. Tuttavia, “oggi viviamo nella città del XX secolo, […] costruita in epoche precedenti, per persone e società con stili di vita, esigenze e desideri assai distanti dai nostri”. Luoghi a cui occorre "dare nuovi ruoli e un nuovo senso, aggiungendo e togliendo qualcosa” (Secchi, 2011), perché sono prevalentemente associati all'era industriale e ai suoi modelli di sviluppo e crescita non sostenibili. Tutto questo nel tentativo di individuare un nuovo ordine spaziale in grado di accogliere la società contemporanea e soddisfare i suoi bisogni, e di portare rimedio alle numerose criticità prodotte dalle trasformazioni passate, migliorando la qualità della vita offerta nello spazio urbano. La possibilità di raggiungere questo difficile obiettivo richiede un costante confronto con le condizioni imposte dalla complessità dei processi di trasformazione dei contesti insediativi contemporanei. Un tema importante che rientra nella disciplina dell’architettura, l’ambito della conoscenza in cui a ricercatori e studiosi è richiesto di fornire interpretazioni della situazione corrente e di stabilire come governare i cambiamenti, definendo il miglior modo possibile per “ordinare l'ambiente che ci circonda [al fine di offrire] migliori possibilità all'insediamento umano” (Gregotti, 1966). Con una società in costante cambiamento appare evidente che la capacità di adempiere a questo compito richiede una continua attività di ricerca orientata alla produzione di nuovi e innovativi strumenti, metodi e tecniche che permettano di governare il progetto di architettura alle diverse scale. Progetti che non riguardano soltanto l’organismo edilizio, ma che comprendono molteplici ambiti di applicazione, estendendosi fino alla dimensione urbana e territoriale. Esattamente come descritto dal famoso slogan “dal cucchiaio alla città” proposto nel 1952 dal famoso architetto italiano Ernesto Nathan Rogers. Ma considerando proprio la dimensione urbana, nonostante questa capacità di adattamento e di visione ampia, purtroppo “il progetto della città sembra essere perennemente in ritardo rispetto agli avvenimenti che dovrebbe controllare”. Questa è la critica avanzata dall’architetto e storico dell’architettura italiano Leonardo Benevolo all’interno dei suoi studi sulle origini dell’urbanistica moderna. L’autore giunge a questa conclusione osservando le prime esperienze urbanistiche applicate al contesto della città industriale, da cui emerge l’incapacità del progetto della città di portare rimedio alle criticità e agli effetti negativi causati dalle trasformazioni indotte dalla rivoluzione industriale. Mentre città e territori subivano radicali modifiche dovute all’integrazione del sistema industriale, gli strumenti per governare e orientare il cambiamento non erano ancora stati definiti (Benevolo, 1991). Una delle principali conseguenze di questa mancanza è la grave condizione di degrado che caratterizza le aree urbanizzate contemporanee in cui stiamo vivendo. Il preoccupante ritardo nella definizione di strumenti di governo e l’incapacità previsionale riscontrati da Benevolo ai tempi della rivoluzione industriale sono evidenti anche considerando le profonde trasformazioni che contraddistinguono l’era post-industriale. Infatti, i contesti urbanizzati sono inseriti in uno scenario articolato e complesso in cui confluiscono diverse tendenze globali che caratterizzano questo secolo. Tendenze che il progetto della città non è ancora riuscito a considerare con attenzione: l’incertezza e la paura generate dall’incessante crisi economica, sociale e ambientale; le prospettive di crescita della popolazione mondiale; l’inarrestabile e sempre più veloce avanzamento tecnologico; la rivoluzione digitale e la rapida diffusione delle tecnologie dell’informazione e della comunicazione; la nascita di un mondo parallelo a quello fisico, collocato nell’immaterialità dell’Internet e del World Wide Web; la crescente presenza di oggetti che popolano la rete globale dell’Internet insieme alle persone, producendo autonomamente ingenti quantità di dati e informazioni grazie alle possibilità di accesso e trasmissione in mobilità offerte dalla tecnologia wireless. Questi sono soltanto alcuni dei principali tratti che descrivono un nuovo periodo di transizione. Così come negli anni 20 Le Corbusier (1986) scriveva: "la civiltà della macchina cerca e troverà la sua espressione architettonica", anche oggi ci troviamo nella stessa condizione di ricerca. Soltanto che dalla rivoluzione industriale siamo passati alla rivoluzione digitale e alla conseguente nascita di una società in rete (Castells, 1996). Una rivoluzione che sta modificando radicalmente le modalità di funzionamento e le caratteristiche della città contemporanea e della società che in essa vive, e che la disciplina dell’architettura deve riuscire a controllare e gestire nel migliore dei modi, limitando le criticità e massimizzando i benefici. Tutto questo dipende dalla capacità di definire nuove strategie e approcci che permettano di gestire correttamente i processi di trasformazione in corso (Mitchell, 1996) e di ridisegnare l’ambiente costruito considerando gli stimoli e “gli strumenti offerti dal nostro tempo” (Piano, 2004). Con particolare riferimento alle possibilità offerte dalle tecnologie dell’informazione e della comunicazione, un elemento sempre più diffuso e caratterizzante della società contemporanea. La rivoluzione industriale ha segnato profondamente i contesti urbanizzati generando numerose questioni critiche che limitano il benessere individuale e collettivo. Questioni che per essere risolte richiedono la definizioni di nuovi modelli di sviluppo e crescita sostenibili e interventi di rigenerazione o riqualificazione urbana. Due termini che possono essere considerati come sinonimi, e che sono utilizzati per individuare una serie di azioni finalizzate alla risoluzione dei molteplici problemi delle aree urbanizzate, allo scopo di migliorare le loro condizioni fisiche, socio-economiche e ambientali (Ercan, 2011; Zheng et al., 2014). Problematiche che possono essere risolte nel lungo o nel breve termine, come ad esempio: la de-industrializzazione; il cambiamento climatico; l’aumento demografico; l’inquinamento dell’aria; la riduzione delle possibilità di impiego; le tensioni sociali e razziali; il deterioramento e la graduale perdita di funzionalità delle infrastrutture fisiche; la mancanza di servizi; il crimine; le difficoltà di accesso all’informazione. All’interno di questo scenario, la percezione che le tecnologie dell’informazione e della comunicazione possono rappresentare un importante strumento per permettere ai contesti urbani di superare queste criticità ha cominciato a diffondersi con grande rapidità. Governi locali, governi nazionali, mondo della ricerca accademica, industria e molte altre organizzazioni hanno iniziato a osservare e a studiare con grande interesse questa prospettiva. Un’esplorazione che in breve tempo è diventata sperimentazione dato che moltissime città in tutto il mondo hanno avviato specifiche strategie nel tentativo di diventare smart city. Ovvero, secondo l’interpretazione del termine fornita in questo studio, territori urbanizzati dove le tecnologie dell’informazione e della comunicazione vengono utilizzate per sostenere lo sviluppo urbano in termini sociali, economici e/o ambientali. Le strategie smart city rappresentano un fenomeno sempre più diffuso nel mondo reale, e al tempo stesso, un nuovo ma confuso territorio di ricerca che ha attirato l’attenzione di numerosi studiosi. Un tema emergente e interdisciplinare che ha fornito nuovi stimoli alle ricerche inerenti la gestione delle tecnologie dell’informazione e della comunicazione in contesti urbanizzati. Ma purtroppo, nonostante un interesse crescente e la continua produzione di testi scientifici, il livello di conoscenza associato a questo tema è ancora sottosviluppato e caratterizzato da una struttura conoscitiva frammentata, difficile da comprendere nella sua interezza e che tende a disorientare. Con numerose domande aperte e molteplici aspetti da approfondire. La necessità di sistematizzare e ampliare il quadro conoscitivo prodotto fino a oggi è la motivazione che sostiene lo sviluppo di questa ricerca, con particolare riferimento all’esigenza di fornire una possibile risposta alle seguenti domande: come è strutturato il processo di sviluppo di una strategia smart city? Quali sono le fasi e le attività che caratterizzano questo processo? Come sono organizzate? Un tema di fondamentale importanza considerando la continua e crescente diffusione di casi, ma che fino ad oggi è stato scarsamente esplorato. Infatti, la conoscenza disponibile in ambito scientifico a proposito delle modalità di sviluppo di una strategia smart city è davvero molto ridotta. Ma soprattutto continuano a mancare approcci condivisi e strutturati sulla base di conoscenza empirica che possano essere utilizzati per orientare e guidare le azioni dei molteplici attori coinvolti nella gestione di queste strategie nelle città di tutto il mondo. Una considerazione valida per qualsiasi tipologia di città, siano esse di piccole, medie o grandi dimensioni. Iniziare a colmare questa lacuna conoscitiva rappresenta l’obiettivo perseguito con questo studio. Un obiettivo che è stato raggiunto per fasi, grazie allo svolgimento di varie attività di ricerca fra loro complementari e all’integrazione di molteplici strumenti, metodi e tecniche. Ma soprattutto, focalizzando l’attenzione su uno specifico target di riferimento: le città europee di grandi dimensioni. Nello specifico, città con una popolazione compresa fra i 500.000 e i 5.000.000. Il principale risultato che è stato conseguito al termine delle attività di ricerca è rappresentato da una possibile roadmap in cui sono state organizzate ed esplicitate tutte le varie fasi, le attività e i fattori critici che occorre considerare per gestire correttamente il processo di sviluppo di una strategia smart city in città europee di grandi dimensioni. Uno strumento innovativo che è stato ricavato attraverso l’analisi approfondita delle strategie utilizzate dalle città di Amsterdam e Barcellona. Due casi di successo che hanno permesso di costruire una solida teoria e di osservare che nonostante le differenze di contesto, per governare la complessità di queste strategie è necessario un approccio fortemente orientato ai principi della pianificazione strategica urbana. Un approccio in cui il successo non deriva da una visione deterministica nei confronti della tecnologia, ma dalla capacità di legare la componente tecnologica ad altri fattori di diversa natura ma di uguale importanza. Questa roadmap può essere considerata come un primo e importante passo verso la definizione di una procedura comune e condivisa. Un primo tentativo di fornire una risposta adeguata ad un bisogno urgente, ma allo stesso tempo, uno strumento per sostenere l’avvio di un dibattito su questo specifico tema di ricerca che dovrà essere ulteriormente esplorato. Analizzando altre esperienze e casi con caratteristiche analoghe a quelli utilizzati in questo studio nel tentativo di ampliare le possibilità di generalizzazione del percorso definito o di individuare altri approcci. Ma anche estendendo le ricerche ad altre tipologie di aree urbanizzate, come ad esempio, le città di piccole e medie dimensioni. La conoscenza generata con questa ricerca è destinata principalmente alle amministrazioni comunali, soggetto pubblico che detiene un ruolo fondamentale nell’avvio e nella gestione di queste iniziative. Ma allo stesso tempo, questo documento rappresenta una fonte di informazione per qualsiasi altro soggetto pubblico o privato interessato ad aumentare la propria conoscenza a proposito della relazione che lega il settore delle tecnologie dell’informazione e della comunicazione allo sviluppo delle aree urbanizzate.