Validation of microFE models of human metastatic vertebrae

La colonna vertebrale è uno dei principali siti per lo sviluppo delle metastasi ossee. Esse modificano le proprietà meccaniche della vertebra indebolendo la struttura e inducendo l’instabilità spinale. La medicina in silico e i modelli agli elementi finiti (FE) hanno trovato spazio nello studio del comportamento meccanico delle vertebre, permettendo una valutazione delle loro proprietà meccaniche anche in presenza di metastasi. In questo studio ho validato i campi di spostamento predetti da modelli microFE di vertebre umane, con e senza metastasi, rispetto agli spostamenti misurati mediante Digital Volume Correlation (DVC). Sono stati utilizzati 4 provini da donatore umano, ognuno composto da una vertebra sana e da una vertebra con metastasi litica. Per ogni vertebra è stato sviluppato un modello microFE omogeneo, lineare e isotropo basato su sequenze di immagini ad alta risoluzione ottenute con microCT (voxel size = 39 μm). Sono state imposte come condizioni al contorno gli spostamenti ottenuti con la DVC nelle fette prossimali e distali di ogni vertebra. I modelli microFE hanno mostrato buone capacità predittive degli spostamenti interni sia per le vertebre di controllo che per quelle metastatiche. Per range di spostamento superiori a 100 μm, il valore di R2 è risultato compreso tra 0.70 e 0.99 e il valore di RMSE% tra 1.01% e 21.88%. Dalle analisi dei campi di deformazione predetti dai modelli microFE sono state evidenziate regioni a maggior deformazione nelle vertebre metastatiche, in particolare in prossimità delle lesioni. Questi risultati sono in accordo con le misure sperimentali effettuate con la DVC. Si può assumere quindi che il modello microFE lineare omogeneo isotropo in campo elastico produca risultati attendibili sia per le vertebre sane sia per le vertebre metastatiche. La procedura di validazione implementata potrebbe essere utilizzata per approfondire lo studio delle proprietà meccaniche delle lesioni blastiche.

Touristic water demand: analysis and validation of drinking water consumption data and hotel characterization in Benidorm (Spain)

The work analyses the tourist water demand in Benidorm, a sun-and-sand destination ranked fourth in Spain by number of visitors, where tourism competes with local residents, nature, agriculture and industrial sectors for scarce water resources. In particular, we have studied the correlation between the water consumption of 83 hotels in Benidorm and their characteristics and services which can impact water use. For this purpose, we have examined the water consumption billed, by the water utility company HIDRAQUA in the period January 2010 - October 2022, to the tourist structures in the municipality of Benidorm, and we have explored the hotels’ features, thanks to the collaboration of the tourism and hotels association HOSBEC. To give a better understanding and contextualization of our analysis we first described explained the of the complex water supply system and the efforts that have been made to reduce the threat posed by the peculiar climate conditions of the region. We saw that the water consumption per guest has slightly decreased in the recent years and that the tourist flux has increased: the global pandemic posed a stop to travels for more than one year, but now both the tourist flux and the tourist water consumption are reaching pre-pandemic level. We found that larger hotels, and in particular the ones opened all the year, that probably tend to offer more water-demanding service with respect to the seasonal ones, have higher water consumption per bed. From the analysis of the role of the different hotel characteristics over the water demand patterns, we found that water use increases with the increase in the hotel category and in the ratio between the surface area of the swimming pool and hotel size (number of beds). Other factors impacting the consumption are the presence of an on-site laundry for washing the hotel linen, the garden, and the implementation of environmental policies for water-saving.