Germania: l’indomabile trading state

Basato su interviste con i principali attori tedeschi e su un’analisi della letteratura, l’articolo analizza lo sviluppo recente dell’economia tedesca e la strategia tedesca nell’affrontare la crisi dell’eurozona. La Germania è uno stato commerciale (trading state), la cui crescita è fortemente trainata dalle esportazioni. Fino agli anni novanta, rigidità istituzionali forti, nel sistema di relazioni industriali e nel sistema di protezione sociale, contribuivano a conciliare lo sviluppo delle esportazioni con una crescita armonica dei consumi interni, contribuendo cosi a ingabbiare la «tigre» tedesca. A partire dagli anni novanta, sia le relazioni industriali sia la protezione sociale sono state fortemente liberalizzate, stimolando ulteriormente la competitività estera e indebolendo i consumi interni. Il modello economico tedesco, cosi come è venuto profilandosi negli ultimi dieci anni, è alla base delle politiche di austerità che la Germania impone all’Europa. Tali politiche sono fortemente condivise dai partiti politici, dagli attori sociali e dall’opinione pubblica, e le probabilità che la strategia tedesca cambi sono minime.

The Crisis and Germany: The Trading State Unleashed

Based on interviews with the main German actors and on secondary sources, the article examines the recent development of the German political economy, and the German strategy vis-à-vis the Euro zone. Germany is a trading state whose economic growth is strongly export-led. Until the years 1990s, strong institutional rigidities, both in industrial relations and in the welfare state, contributed to reconcile export growth with household consumption, thus keeping the German “tiger” on a leash. From the early 1990s on, however, both industrial relations and social protections have been strongly liberalized, thus further stimulating external competitiveness and reducing the role of consumption in the German growth model. The unleashed trading state shapes the German response to the Euro crisis and the austerity policies that Germany imposes to Europe. These policies are strongly supported by political parties, social actors, and public opinion in Germany, and the likelihood that they change in the near future is minimal.

A Single-blinded, Randomized Clinical Trial of How to Implement an Evidence-based Treatment for Generalized Anxiety Disorder [IMPLEMENT] — Effects of Three Different Strategies of Implementation

BACKGROUND: Despite long-standing calls to disseminate evidence-based treatments for generalized anxiety (GAD), modest progress has been made in the study of how such treatments should be implemented. The primary objective of this study was to test three competing strategies on how to implement a cognitive behavioral treatment (CBT) for out-patients with GAD (i.e., comparison of one compensation vs. two capitalization models). METHODS: For our three-arm, single-blinded, randomized controlled trial (implementation of CBT for GAD [IMPLEMENT]), we recruited adults with GAD using advertisements in high-circulation newspapers to participate in a 14-session cognitive behavioral treatment (Mastery of your Anxiety and Worry, MAW-packet). We randomly assigned eligible patients using a full randomization procedure (1:1:1) to three different conditions of implementation: adherence priming (compensation model), which had a systematized focus on patients' individual GAD symptoms and how to compensate for these symptoms within the MAW-packet, and resource priming and supportive resource priming (capitalization model), which had systematized focuses on patients' strengths and abilities and how these strengths can be capitalized within the same packet. In the intention-to-treat population an outcome composite of primary and secondary symptoms-related self-report questionnaires was analyzed based on a hierarchical linear growth model from intake to 6-month follow-up assessment. This trial is registered at ClinicalTrials.gov (identifier: NCT02039193) and is closed to new participants. FINDINGS: From June 2012 to Nov. 2014, from 411 participants that were screened, 57 eligible participants were recruited and randomly assigned to three conditions. Forty-nine patients (86%) provided outcome data at post-assessment (14% dropout rate). All three conditions showed a highly significant reduction of symptoms over time. However, compared with the adherence priming condition, both resource priming conditions indicated faster symptom reduction. The observer ratings of a sub-sample of recorded videos (n = 100) showed that the therapists in the resource priming conditions conducted more strength-oriented interventions in comparison with the adherence priming condition. No patients died or attempted suicide. INTERPRETATION: To our knowledge, this is the first trial that focuses on capitalization and compensation models during the implementation of one prescriptive treatment packet for GAD. We have shown that GAD related symptoms were significantly faster reduced by the resource priming conditions, although the limitations of our study included a well-educated population. If replicated, our results suggest that therapists who implement a mental health treatment for GAD might profit from a systematized focus on capitalization models. FUNDING: Swiss Science National Foundation (SNSF-Nr. PZ00P1_136937/1) awarded to CF. KEYWORDS: Cognitive behavioral therapy; Evidence-based treatment; Implementation strategies; Randomized controlled trial

Respuesta fotoperiódica en Origanum vulgare ssp. vulgare y ssp. hirtum Ietsw. : impacto sobre su desarrollo y crecimiento

La productividad del orégano (Origanum vulgare L.) está determinada por la conjunción entre cantidad de biomasa acumulada y contenido de aceite esencial hasta el momento de su cosecha. Numerosos autores han constatado que dicho contenido es máximo al momento de floración pero los procesos que determinan la ocurrencia de la misma son poco claros en esta especie. A través de la prolongación artificial del fotoperíodo, se evaluó la sensibilidad fotoperiódica de dos subespecies tradicionales de orégano (Compacto: Origanum vulgare ssp. vulgare y Criollo: Origanum vulgare ssp. hirtum Ietsw.) y su incidencia en el desarrollo, duración de fases fenológicas y en la dinámica de crecimiento. Se encontró que ambas responden al aumento del fotoperíodo reduciendo la longitud de su ciclo. Ante estas condiciones, las mismas difirieron en la magnitud de su respuesta, siendo la subespecie Criollo más sensible que Compacto. Esto sugiere que el umbral fotoperiódico de inducción a floración es menor en el orégano Criollo que en el orégano Compacto. El acortamiento de la fase de desarrollo vegetativo en ambas subespecies generó menor número de nudos y longitud de ramas finales (disminución más notoria en la subespecie Criollo). El fotoperíodo extendido generó un cambio en el modelo de crecimiento de la longitud de ramas de lineal a lineal con meseta o cuadrático.

Back to the future to revisit meanings

Tanto en los estudios sincrónicos como en los diacrónicos queda en evidencia que el español posee diferentes formas de expresar el tiempo futuro. Por ejemplo, la desinencia del futuro morfológico (-ré) alterna en el español actual con la perífrasis verbal ir+a+infinitivo tal y como se ve en los siguientes ejemplos de la variedad rioplatense: (1) CFK advirtió que "Vamos a sostener este modelo de crecimiento con todas las decisiones que haya que tomar" (Diario Digital 25-04-2012); (2) Rossi aseguró que votarán a favor de YPF unos doscientos diputados (La Nación 28-04-2012). Este hecho ha sido analizado por innumerables estudios y autores, muchos de los cuales se han aproximado a este tema desde la perspectiva variacionista que relaciona significados y contextos (Martínez 1987, Sedano 1994, Company 1999, Alaniz 2010); esta perspectiva explica dicha alternancia por medio de un continuum de factualidad el cual va desde la mayor factualidad de la perífrasis a la menor factualidad de la forma sintética. El análisis de los datos de acuerdo con dichos significados básicos postulados parecía confirmar la hipótesis, al menos en los contextos relacionados con la comunicación oral cotidiana (Martínez 1987). Sin embargo, un estudio más profundo sobre los usos de dichas formas en otros géneros discursivos (Mailhes 2010) nos lleva a replantearnos los significados básicos. En este sentido, la hipótesis que nos interesa confirmar es que las formas se encuentran vinculadas a la evaluación de los hechos por medio de la posibilidad de ejercer control sobre los mismos . Si existe control, se puede seleccionar la perífrasis; si no existe, la forma sintética será más apropiada. La ausencia de control puede dar lugar a una posibilidad más o menos remota así como a la profecía, dos esferas donde la variación es explotada

Balance del modelo agroexportador en América Latina al comenzar el siglo XXI

El propósito de este escrito es ofrecer un panorama del momento por el que atraviesa hoy la agricultura regional, revisando algunos de sus saldos agregados. Nos interesa debatir el tono optimista y acrítico con que se divulgan las cifras y poner en evidencia aspectos menos difundidos, pero de suma importancia para el presente y futuro de la región. Para comenzar nos referimos al contexto general en que se suscitan las transformaciones en el modelo de crecimiento de la región y sus pretensiones. Enseguida nos ocupamos de la agricultura, enfocados en el contenido común de los proyectos nacionales, para revisar luego algunas de sus secuelas. Concluimos con algunas reflexiones sobre el significado de estos cambios para la expansión del capital en tanto sistema y para la población rural involucrada.

Balance del modelo agroexportador en América Latina al comenzar el siglo XXI

El propósito de este escrito es ofrecer un panorama del momento por el que atraviesa hoy la agricultura regional, revisando algunos de sus saldos agregados. Nos interesa debatir el tono optimista y acrítico con que se divulgan las cifras y poner en evidencia aspectos menos difundidos, pero de suma importancia para el presente y futuro de la región. Para comenzar nos referimos al contexto general en que se suscitan las transformaciones en el modelo de crecimiento de la región y sus pretensiones. Enseguida nos ocupamos de la agricultura, enfocados en el contenido común de los proyectos nacionales, para revisar luego algunas de sus secuelas. Concluimos con algunas reflexiones sobre el significado de estos cambios para la expansión del capital en tanto sistema y para la población rural involucrada.

Back to the future to revisit meanings

Tanto en los estudios sincrónicos como en los diacrónicos queda en evidencia que el español posee diferentes formas de expresar el tiempo futuro. Por ejemplo, la desinencia del futuro morfológico (-ré) alterna en el español actual con la perífrasis verbal ir+a+infinitivo tal y como se ve en los siguientes ejemplos de la variedad rioplatense: (1) CFK advirtió que "Vamos a sostener este modelo de crecimiento con todas las decisiones que haya que tomar" (Diario Digital 25-04-2012); (2) Rossi aseguró que votarán a favor de YPF unos doscientos diputados (La Nación 28-04-2012). Este hecho ha sido analizado por innumerables estudios y autores, muchos de los cuales se han aproximado a este tema desde la perspectiva variacionista que relaciona significados y contextos (Martínez 1987, Sedano 1994, Company 1999, Alaniz 2010); esta perspectiva explica dicha alternancia por medio de un continuum de factualidad el cual va desde la mayor factualidad de la perífrasis a la menor factualidad de la forma sintética. El análisis de los datos de acuerdo con dichos significados básicos postulados parecía confirmar la hipótesis, al menos en los contextos relacionados con la comunicación oral cotidiana (Martínez 1987). Sin embargo, un estudio más profundo sobre los usos de dichas formas en otros géneros discursivos (Mailhes 2010) nos lleva a replantearnos los significados básicos. En este sentido, la hipótesis que nos interesa confirmar es que las formas se encuentran vinculadas a la evaluación de los hechos por medio de la posibilidad de ejercer control sobre los mismos . Si existe control, se puede seleccionar la perífrasis; si no existe, la forma sintética será más apropiada. La ausencia de control puede dar lugar a una posibilidad más o menos remota así como a la profecía, dos esferas donde la variación es explotada

Back to the future to revisit meanings

Tanto en los estudios sincrónicos como en los diacrónicos queda en evidencia que el español posee diferentes formas de expresar el tiempo futuro. Por ejemplo, la desinencia del futuro morfológico (-ré) alterna en el español actual con la perífrasis verbal ir+a+infinitivo tal y como se ve en los siguientes ejemplos de la variedad rioplatense: (1) CFK advirtió que "Vamos a sostener este modelo de crecimiento con todas las decisiones que haya que tomar" (Diario Digital 25-04-2012); (2) Rossi aseguró que votarán a favor de YPF unos doscientos diputados (La Nación 28-04-2012). Este hecho ha sido analizado por innumerables estudios y autores, muchos de los cuales se han aproximado a este tema desde la perspectiva variacionista que relaciona significados y contextos (Martínez 1987, Sedano 1994, Company 1999, Alaniz 2010); esta perspectiva explica dicha alternancia por medio de un continuum de factualidad el cual va desde la mayor factualidad de la perífrasis a la menor factualidad de la forma sintética. El análisis de los datos de acuerdo con dichos significados básicos postulados parecía confirmar la hipótesis, al menos en los contextos relacionados con la comunicación oral cotidiana (Martínez 1987). Sin embargo, un estudio más profundo sobre los usos de dichas formas en otros géneros discursivos (Mailhes 2010) nos lleva a replantearnos los significados básicos. En este sentido, la hipótesis que nos interesa confirmar es que las formas se encuentran vinculadas a la evaluación de los hechos por medio de la posibilidad de ejercer control sobre los mismos . Si existe control, se puede seleccionar la perífrasis; si no existe, la forma sintética será más apropiada. La ausencia de control puede dar lugar a una posibilidad más o menos remota así como a la profecía, dos esferas donde la variación es explotada

Balance del modelo agroexportador en América Latina al comenzar el siglo XXI

El propósito de este escrito es ofrecer un panorama del momento por el que atraviesa hoy la agricultura regional, revisando algunos de sus saldos agregados. Nos interesa debatir el tono optimista y acrítico con que se divulgan las cifras y poner en evidencia aspectos menos difundidos, pero de suma importancia para el presente y futuro de la región. Para comenzar nos referimos al contexto general en que se suscitan las transformaciones en el modelo de crecimiento de la región y sus pretensiones. Enseguida nos ocupamos de la agricultura, enfocados en el contenido común de los proyectos nacionales, para revisar luego algunas de sus secuelas. Concluimos con algunas reflexiones sobre el significado de estos cambios para la expansión del capital en tanto sistema y para la población rural involucrada.

The rise and fall in the price of food, fuel and manufactured goods : interdependency between prices and technology determining comparative advantages and development paths

Green innovation, which enables us to extract energy from food crops, caused a food shortage in 2008. Countries suffering severe damage started to reconsider their agricultural policy with the aim of becoming more autonomous. The food price hike of the time looks like a reversal of the celebrated Singer-Prebisch thesis proposed in the 1950s. This paper examines the consequences of this trend on the comparative advantages and development strategies of developing countries. For that purpose, first, trends and short-run fluctuations in the prices of fuel and bio-energy crops are investigated. It is shown that the price series of fuels and the crops are synchronized only after the fuel extracting technology came into effect. Second, the reversal of the Singer-Prebisch thesis is underpinned by the generic form of an endogenous growth model developed by Rebelo (1991). It is shown that as an economy grows, appreciation of the non-reproducible, such as mineral resources and raw labor, over the reproducible, such as capital goods, is the norm rather than an anomaly. Third, the consequences of the food price hike and underlying capital accumulation on the development strategies of labor-abundant and low-income countries are explored. It is concluded that the impact of the food price hikes on the alteration of a development strategy is only incremental, without reinforcement from raw-labor-saving innovation. A case study of inventions by JUKI Corporation, a world-leader in the sewing machine market exemplifies the fact that, of all the major inventions the company have made, raw-labor-saving inventions have not dominated, although JUKI's machines are sold to one of the most raw-labor-intensive industries.

El microclima urbano en los espacios abiertos : estudio de casos en Madrid

El microclima urbano juega un rol importante en el consumo energético de los edificios y en las sensaciones de confort en los espacios exteriores. La urgente necesidad de aumentar la eficiencia energética, reducir las emisiones de los contaminantes y paliar la evidente falta de sostenibilidad que afecta a las ciudades, ha puesto la atención en el urbanismo bioclimático como referente para una propuesta de cambio en la forma de diseñar y vivir la ciudad. Hasta ahora las investigaciones en temas de microclima y eficiencia energética se han concentrado principalmente en como orientar el diseño de nuevos desarrollo. Sin embargo los principales problemas de la insostenibilidad de las actuales conurbaciones son el resultado del modelo de crecimiento especulativo y altamente agotador de recursos que han caracterizado el boom inmobiliario de las últimas décadas. Vemos entonces, tanto en España como en el resto de los Países Europeos, la necesidad de reorientar el sector de la construcción hacía la rehabilitación del espacio construido, como una alternativa capaz de dar una solución más sostenible para el mercado inmobiliario. En este propósito de mejorar la calidad de las ciudades actuales, el espacio público juega un papel fundamental, sobre todo como lugar para el encuentro y la socialización entre los ciudadanos. La sensación térmica condiciona la percepción de un ambiente, así que el microclima puede ser determinante para el éxito o el fracaso de un espacio urbano. Se plantea entonces cómo principal objetivo de la investigación, la definición de estrategias para el diseño bioclimático de los entornos urbanos construidos, fundamentados en las componentes morfotipológica, climática y de los requerimientos de confort para los ciudadanos. Como ulterior elemento de novedad se decide estudiar la rehabilitación de los barrios de construcción de mediado del siglo XX, que en muchos casos constituyen bolsas de degrado en la extendida periferia de las ciudades modernas. La metodología empleada para la investigación se basa en la evaluación de las condiciones climáticas y de confort térmico de diferentes escenarios de proyecto, aplicados a tres casos de estudio situados en un barrio periurbano de la ciudad de Madrid. Para la determinación de los parámetros climáticos se han empleado valores obtenidos con un proceso de simulación computarizada, basados en los principios de fluidodinámica, termodinámica y del intercambio radioactivo en el espacio construido. A través de uso de programas de simulación podemos hacer una previsión de las condiciones microclimáticas de las situaciones actuales y de los efectos de la aplicación de medidas. La gran ventaja en el uso de sistemas de cálculo es que se pueden evaluar diferentes escenarios de proyecto y elegir entre ellos el que asegura mejores prestaciones ambientales. Los resultados obtenidos en los diferentes escenarios han sido comparados con los valores de confort del estado actual, utilizando como indicador de la sensación térmica el índice UTCI. El análisis comparativo ha permitido la realización de una tabla de resumen donde se muestra la evaluación de las diferentes soluciones de rehabilitación. Se ha podido así demostrar que no existe una solución constructiva eficaz para todas las aplicaciones, sino que cada situación debe ser estudiada individualmente, aplicando caso por caso las medidas más oportunas. Si bien los sistemas de simulación computarizada pueden suponer un importante apoyo para la fase de diseño, es responsabilidad del proyectista emplear las herramientas más adecuadas en cada fase y elegir las soluciones más oportunas para cumplir con los objetivos del proyecto. The urban microclimate plays an important role on buildings energy consumption and comfort sensation in exterior spaces. Nowadays, cities need to increase energy efficiency, reduce the pollutants emissions and mitigate the evident lack of sustainability. In reason of this, attention has focused on the bioclimatic urbanism as a reference of change proposal of the way to design and live the city. Hitherto, the researches on microclimate and energy efficiency have mainly concentrated on guiding the design of new constructions. However the main problems of unsustainability of existing conurbations are the result of the growth model highly speculative and responsible of resources depletion that have characterized the real estate boom of recent decades. In Spain and other European countries, become define the need to redirect the construction sector towards urban refurbishment. This alternative is a more sustainable development model and is able to provide a solution for the real estate sector. In order to improve the quality of today's cities, the public space plays a key role, especially in order to provide to citizens places for meeting and socializing. The thermal sensation affects the environment perception, so microclimate conditions can be decisive for the success or failure of urban space. For this reasons, the main objective of this work is focused on the definition of bioclimatic strategies for existing urban spaces, based on the morpho-typological components, climate and comfort requirements for citizens. As novelty element, the regeneration of neighborhoods built in middle of the twentieth century has been studied, because are the major extended in periphery of modern cities and, in many cases, they represent deprived areas. The research methodology is based on the evaluation of climatic conditions and thermal comfort of different project scenarios, applied to three case studies located in a suburban neighborhood of Madrid. The climatic parameters have been obtained by computer simulation process, based on fluid dynamics, thermodynamics and radioactive exchange in urban environment using numerical approach. The great advantage in the use of computing systems is the capacity for evaluate different project scenarios. The results in the different scenarios were compared with the comfort value obtained in the current state, using the UTCI index as indicator of thermal sensation. Finally, an abacus of the thermal comfort improvement obtained by different countermeasures has been performed. One of the major achievement of doctoral work is the demonstration of there are not any design solution suitable for different cases. Each situation should be analyzed and specific design measures should be proposed. Computer simulation systems can be a significant support and help the designer in the decision making phase. However, the election of the most suitable tools and the appropriate solutions for each case is designer responsibility.

Water scarcity and climate change impact and vulnerability in irrigated agriculture in Mediterranean river basins

Actualmente, la escasez de agua constituye un importante problema en muchos lugares del mundo. El crecimiento de la población, la creciente necesidad de alimentos, el desarrollo socio-económico y el cambio climático ejercen una importante y cada vez mayor presión sobre los recursos hídricos, a la que muchos países van a tener que enfrentarse en los próximos anos. La región Mediterránea es una de las regiones del mundo de mayor escasez de recursos hídricos, y es además una de las zonas más vulnerables al cambio climático. La mayoría de estudios sobre cambio climático prevén mayores temperaturas y una disminución de las precipitaciones, y una creciente escasez de agua debida a la disminución de recursos disponibles y al aumento de las demandas de riego. En el contexto actual de desarrollo de políticas se demanda cada vez más una mayor consideración del cambio climático en el marco de las políticas sectoriales. Sin embargo, los estudios enfocados a un solo sector no reflejan las múltiples dimensiones del los efectos del cambio climático. Numerosos estudios científicos han demostrado que el cambio climático es un fenómeno de naturaleza multi-dimensional y cuyos efectos se transmiten a múltiples escalas. Por tanto, es necesaria la producción de estudios y herramientas de análisis capaces de reflejar todas estas dimensiones y que contribuyan a la elaboración de políticas robustas en un contexto de cambio climático. Esta investigación pretende aportar una visión global de la problemática de la escasez de agua y los impactos, la vulnerabilidad y la adaptación al cambio climático en el contexto de la región mediterránea. La investigación presenta un marco integrado de modelización que se va ampliando progresivamente en un proceso secuencial y multi-escalar en el que en cada etapa se incorpora una nueva dimensión. La investigación consta de cuatro etapas que se abordan a lo largo de cuatro capítulos. En primer lugar, se estudia la vulnerabilidad económica de las explotaciones de regadío del Medio Guadiana, en España. Para ello, se utiliza un modelo de programación matemática en combinación con un modelo econométrico. A continuación, en la segunda etapa, se utiliza un modelo hidro-económico que incluye un modelo de cultivo para analizar los procesos que tienen lugar a escala de cultivo, explotación y cuenca teniendo en cuenta distintas escalas geográficas y de toma de decisiones. Esta herramienta permite el análisis de escenarios de cambio climático y la evaluación de posibles medidas de adaptación. La tercera fase consiste en el análisis de las barreras que dificultan la aplicación de procesos de adaptación para lo cual se analizan las redes socio-institucionales en la cuenca. Finalmente, la cuarta etapa aporta una visión sobre la escasez de agua y el cambio climático a escala nacional y regional mediante el estudio de distintos escenarios de futuro plausibles y los posibles efectos de las políticas en la escasez de agua. Para este análisis se utiliza un modelo econométrico de datos de panel para la región mediterránea y un modelo hidro-económico que se aplica a los casos de estudio de España y Jordania. Los resultados del estudio ponen de relieve la importancia de considerar múltiples escalas y múltiples dimensiones en el estudio de la gestión de los recursos hídricos y la adaptación al cambio climático en los contextos mediterráneos de escasez de agua estudiados. Los resultados muestran que los impactos del cambio climático en la cuenca del Guadiana y en el conjunto de España pueden comprometer la sostenibilidad del regadío y de los ecosistemas. El análisis a escala de cuenca hidrográfica resalta la importancia de las interacciones entre los distintos usuarios del agua y en concreto entre distintas comunidades de regantes, así como la necesidad de fortalecer el papel de las instituciones y de fomentar la creación de una visión común en la cuenca para facilitar la aplicación de los procesos de adaptación. Asimismo, los resultados de este trabajo evidencian también la capacidad y el papel fundamental de las políticas para lograr un desarrollo sostenible y la adaptación al cambio climático es regiones de escasez de agua tales como la región mediterránea. Especialmente, este trabajo pone de manifiesto el potencial de la Directiva Marco del Agua de la Unión Europea para lograr una efectiva adaptación al cambio climático. Sin embargo, en Jordania, además de la adaptación al cambio climático, es preciso diseñar estrategias de desarrollo sostenible más ambiciosas que contribuyan a reducir el riesgo futuro de escasez de agua. ABSTRACT Water scarcity is becoming a major concern in many parts of the world. Population growth, increasing needs for food production, socio-economic development and climate change represent pressures on water resources that many countries around the world will have to deal in the coming years. The Mediterranean region is one of the most water scarce regions of the world and is considered a climate change hotspot. Most projections of climate change envisage an increase in temperatures and a decrease in precipitation and a resulting reduction in water resources availability as a consequence of both reduced water availability and increased irrigation demands. Current policy development processes require the integration of climate change concerns into sectoral policies. However, sector-oriented studies often fail to address all the dimensions of climate change implications. Climate change research in the last years has evidenced the need for more integrated studies and methodologies that are capable of addressing the multi-scale and multi-dimensional nature of climate change. This research attempts to provide a comprehensive view of water scarcity and climate change impacts, vulnerability and adaptation in Mediterranean contexts. It presents an integrated modelling framework that is progressively enlarged in a sequential multi-scale process in which a new dimension of climate change and water resources is addressed at every stage. It is comprised of four stages, each one explained in a different chapter. The first stage explores farm-level economic vulnerability in the Spanish Guadiana basin using a mathematical programming model in combination with an econometric model. Then, in a second stage, the use of a hydro-economic modelling framework that includes a crop growth model allows for the analysis of crop, farm and basin level processes taking into account different geographical and decision-making scales. This integrated tool is used for the analysis of climate change scenarios and for the assessment of potential adaptation options. The third stage includes the analysis of barriers to the effective implementation of adaptation processes based on socioinstitutional network analysis. Finally, a regional and country level perspective of water scarcity and climate change is provided focusing on different possible socio-economic development pathways and the effect of policies on future water scarcity. For this analysis, a panel-data econometric model and a hydro-economic model are applied for the analysis of the Mediterranean region and country level case studies in Spain and Jordan. The overall results of the study demonstrate the value of considering multiple scales and multiple dimensions in water management and climate change adaptation in the Mediterranean water scarce contexts analysed. Results show that climate change impacts in the Guadiana basin and in Spain may compromise the sustainability of irrigation systems and ecosystems. The analysis at the basin level highlights the prominent role of interactions between different water users and irrigation districts and the need to strengthen institutional capacity and common understanding in the basin to enhance the implementation of adaptation processes. The results of this research also illustrate the relevance of water policies in achieving sustainable development and climate change adaptation in water scarce areas such as the Mediterranean region. Specifically, the EU Water Framework Directive emerges as a powerful trigger for climate change adaptation. However, in Jordan, outreaching sustainable development strategies are required in addition to climate change adaptation to reduce future risk of water scarcity.

Large scale multiphysics modeling of neurites

Situado en el límite entre Ingeniería, Informática y Biología, la mecánica computacional de las neuronas aparece como un nuevo campo interdisciplinar que potencialmente puede ser capaz de abordar problemas clínicos desde una perspectiva diferente. Este campo es multiescala por naturaleza, yendo desde la nanoescala (como, por ejemplo, los dímeros de tubulina) a la macroescala (como, por ejemplo, el tejido cerebral), y tiene como objetivo abordar problemas que son complejos, y algunas veces imposibles, de estudiar con medios experimentales. La modelización computacional ha sido ampliamente empleada en aplicaciones Neurocientíficas tan diversas como el crecimiento neuronal o la propagación de los potenciales de acción compuestos. Sin embargo, en la mayoría de los enfoques de modelización hechos hasta ahora, la interacción entre la célula y el medio/estímulo que la rodea ha sido muy poco explorada. A pesar de la tremenda importancia de esa relación en algunos desafíos médicos—como, por ejemplo, lesiones traumáticas en el cerebro, cáncer, la enfermedad del Alzheimer—un puente que relacione las propiedades electrofisiológicas-químicas y mecánicas desde la escala molecular al nivel celular todavía no existe. Con ese objetivo, esta investigación propone un marco computacional multiescala particularizado para dos escenarios respresentativos: el crecimiento del axón y el acomplamiento electrofisiológicomecánico de las neuritas. En el primer caso, se explora la relación entre los constituyentes moleculares del axón durante su crecimiento y sus propiedades mecánicas resultantes, mientras que en el último, un estímulo mecánico provoca deficiencias funcionales a nivel celular como consecuencia de sus alteraciones electrofisiológicas-químicas. La modelización computacional empleada en este trabajo es el método de las diferencias finitas, y es implementada en un nuevo programa llamado Neurite. Aunque el método de los elementos finitos es también explorado en parte de esta investigación, el método de las diferencias finitas tiene la flexibilidad y versatilidad necesaria para implementar mode los biológicos, así como la simplicidad matemática para extenderlos a simulaciones a gran escala con un coste computacional bajo. Centrándose primero en el efecto de las propiedades electrofisiológicas-químicas sobre las propiedades mecánicas, una versión adaptada de Neurite es desarrollada para simular la polimerización de los microtúbulos en el crecimiento del axón y proporcionar las propiedades mecánicas como función de la ocupación de los microtúbulos. Después de calibrar el modelo de crecimiento del axón frente a resultados experimentales disponibles en la literatura, las características mecánicas pueden ser evaluadas durante la simulación. Las propiedades mecánicas del axón muestran variaciones dramáticas en la punta de éste, donde el cono de crecimiento soporta las señales químicas y mecánicas. Bansándose en el conocimiento ganado con el modelo de diferencias finitas, y con el objetivo de ir de 1D a 3D, este esquema preliminar pero de una naturaleza innovadora allana el camino a futuros estudios con el método de los elementos finitos. Centrándose finalmente en el efecto de las propiedades mecánicas sobre las propiedades electrofisiológicas- químicas, Neurite es empleado para relacionar las cargas mecánicas macroscópicas con las deformaciones y velocidades de deformación a escala microscópica, y simular la propagación de la señal eléctrica en las neuritas bajo carga mecánica. Las simulaciones fueron calibradas con resultados experimentales publicados en la literatura, proporcionando, por tanto, un modelo capaz de predecir las alteraciones de las funciones electrofisiológicas neuronales bajo cargas externas dañinas, y uniendo lesiones mecánicas con las correspondientes deficiencias funcionales. Para abordar simulaciones a gran escala, aunque otras arquitecturas avanzadas basadas en muchos núcleos integrados (MICs) fueron consideradas, los solvers explícito e implícito se implementaron en unidades de procesamiento central (CPU) y unidades de procesamiento gráfico (GPUs). Estudios de escalabilidad fueron llevados acabo para ambas implementaciones mostrando resultados prometedores para casos de simulaciones extremadamente grandes con GPUs. Esta tesis abre la vía para futuros modelos mecánicos con el objetivo de unir las propiedades electrofisiológicas-químicas con las propiedades mecánicas. El objetivo general es mejorar el conocimiento de las comunidades médicas y de bioingeniería sobre la mecánica de las neuronas y las deficiencias funcionales que aparecen de los daños producidos por traumatismos mecánicos, como lesiones traumáticas en el cerebro, o enfermedades neurodegenerativas como la enfermedad del Alzheimer. ABSTRACT Sitting at the interface between Engineering, Computer Science and Biology, Computational Neuron Mechanics appears as a new interdisciplinary field potentially able to tackle clinical problems from a new perspective. This field is multiscale by nature, ranging from the nanoscale (e.g., tubulin dimers) to the macroscale (e.g., brain tissue), and aims at tackling problems that are complex, and sometime impossible, to study through experimental means. Computational modeling has been widely used in different Neuroscience applications as diverse as neuronal growth or compound action potential propagation. However, in the majority of the modeling approaches done in this field to date, the interactions between the cell and its surrounding media/stimulus have been rarely explored. Despite of the tremendous importance of such relationship in several medical challenges—e.g., traumatic brain injury (TBI), cancer, Alzheimer’s disease (AD)—a bridge between electrophysiological-chemical and mechanical properties of neurons from the molecular scale to the cell level is still lacking. To this end, this research proposes a multiscale computational framework particularized for two representative scenarios: axon growth and electrophysiological-mechanical coupling of neurites. In the former case, the relation between the molecular constituents of the axon during its growth and its resulting mechanical properties is explored, whereas in the latter, a mechanical stimulus provokes functional deficits at cell level as a consequence of its electrophysiological-chemical alterations. The computational modeling approach chosen in this work is the finite difference method (FDM), and was implemented in a new program called Neurite. Although the finite element method (FEM) is also explored as part of this research, the FDM provides the necessary flexibility and versatility to implement biological models, as well as the mathematical simplicity to extend them to large scale simulations with a low computational cost. Focusing first on the effect of electrophysiological-chemical properties on the mechanical proper ties, an adaptation of Neurite was developed to simulate microtubule polymerization in axonal growth and provide the axon mechanical properties as a function of microtubule occupancy. After calibrating the axon growth model against experimental results available in the literature, the mechanical characteristics can be tracked during the simulation. The axon mechanical properties show dramatic variations at the tip of the axon, where the growth cone supports the chemical and mechanical signaling. Based on the knowledge gained from the FDM scheme, and in order to go from 1D to 3D, this preliminary yet novel scheme paves the road for future studies with FEM. Focusing then on the effect of mechanical properties on the electrophysiological-chemical properties, Neurite was used to relate macroscopic mechanical loading to microscopic strains and strain rates, and simulate the electrical signal propagation along neurites under mechanical loading. The simulations were calibrated against experimental results published in the literature, thus providing a model able to predict the alteration of neuronal electrophysiological function under external damaging load, and linking mechanical injuries to subsequent acute functional deficits. To undertake large scale simulations, although other state-of-the-art architectures based on many integrated cores (MICs) were considered, the explicit and implicit solvers were implemented for central processing units (CPUs) and graphics processing units (GPUs). Scalability studies were done for both implementations showing promising results for extremely large scale simulations with GPUs. This thesis opens the avenue for future mechanical modeling approaches aimed at linking electrophysiological- chemical properties to mechanical properties. Its overarching goal is to enhance the bioengineering and medical communities knowledge on neuronal mechanics and functional deficits arising from damages produced by direct mechanical insults, such as TBI, or neurodegenerative evolving illness, such as AD.