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Universidad Politécnica de CartagenaInauguración curso 2006-2007

6.10.2006

¿Es aburrida la Ciencia?

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La alegría de contemplar y conocer es el regalo

más hermoso de la Naturaleza

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La Ciencia se ha de explicarde manera simple,

pero no hacerla más simple de lo que es

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Santiago Ramón y Cajal

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¡¡¡¡La Ciencia no es aburrida!La Ciencia no es aburrida!La Ciencia no es aburrida!La Ciencia no es aburrida!

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3. 3. 3. 3. ¿¿¿¿DDDDóóóónde van las Ciencias en Espande van las Ciencias en Espande van las Ciencias en Espande van las Ciencias en Españññña?a?a?a?

1. La Ciencia puede ser divertida1. La Ciencia puede ser divertida1. La Ciencia puede ser divertida1. La Ciencia puede ser divertida

e inesperadae inesperadae inesperadae inesperada

2. 2. 2. 2. ¿¿¿¿Quedan cosas importantesQuedan cosas importantesQuedan cosas importantesQuedan cosas importantes

por descubrir?por descubrir?por descubrir?por descubrir?

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1. La Ciencia puede ser divertida1. La Ciencia puede ser divertida1. La Ciencia puede ser divertida1. La Ciencia puede ser divertida

e inesperadae inesperadae inesperadae inesperada

¡Sorpresa!

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¡El Cosmos no es inmutable y eterno, sino variable!Hven, Dinamarca, enero 1578Contradiciendo las doctrinas de Aristóteles y de la mayoría de los sabios, un atrevido y joven astrónomo danés, Tycho Brahe, propone un carácter variable para el Universo

La caída de los cuerposPisa, Italia, diciembre 1612Un grupo de filósofos, dirigidos por Giorgio Coresio, profesor de griego, han hecho caer diversos cuerpos desde lo alto de la Torre de Pisa, para confirmar las ideas aristotélicas de que los objetos de mayor peso caen más rápidamente. Galileo Galilei ha hecho un informe sobre ello.

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Miriadas de monstruos en una gota de aguaLondres, noviembre 1677 .La Real Sociedad de Londres comprueba lo afirmado por un comerciante holandés, Anthony van Leewenhoek, sobre la existencia de miles de diminutos animáculos en una gota de agua

Disputas sobre la gravedadCambridge, Inglaterra, julio 1686 Isaaac Newton, del Trinity College, ha propuesto una ley de la gravedad basada en la idea de que los cuerpos se atraen entre sí en proporción directa a sus masas e inversa al cuadrado de su distancia. Robert Hooke, secretario de la Royal Society ha declarado que Newton le ha robado la idea original

El problema del lenguaje

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Horace Walpole, 4º Conde de Oxford

The Three Princes of Serendip(Serendib, Ceylan, Sri-Lanka)Carta a Horace Mann, 28 enero 1754

….A lo largo de los viajes sus altezas van haciendo descubrimientos, con unamezcla de accidentalidad y de sagacidad,de cosas que no iban buscando…

SERENDIPIA

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SERENDIPIA

Internet:Serendipity: 12.850.000Serendipity + Science: 2.410.000

1989

1992

2004

► Recuperada hacia 1970►En diccionarios en 1974

►El libro de Royston M. Roberts: 1989

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Joseph Henry (padre de la electricidad)

Las semillas de los grandesdescubrimientos están

flotando a nuestro alrededor constantemente, pero sólo

enraízan en las mentes bien predispuestas para recibirlas

Royston M. Roberts (Cloroquina)La persona que ve solamente lo

que quiere ver y rechaza los resultados inesperados como erróneos, nunca hará ningún

descubrimiento

Sir Alexander Fleming:La historia de la penicilina posee un cierto romanticismo en si misma e ilustra la cantidad de suerte, fortuna, azar o destino, llámese como se quiera, que existe en la trayectoria de cada persona

Paul Flory (polímeros)Las invenciones significativas no son meros acciden tes …El conocimiento en profundidad y extensión son prerrequisitos virtuales. Al menos que la mente no estécargada previamente, al saltar la chispa del genio, probablemente no encontraría nada que encender”

Szent-Gyorgyi(vitamina C)

Descubrir consiste en ver lo que todo el mundo ha visto y pensar en lo que nadie ha pensado.

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• S.III a.C.: Hiero, rey de Siracusa• La joya de oro

• La mente científica de Arquímedes:PalancaRueda-noriaPrincipio de Arquímedes

• Volúmenes de cuerpos regulares•Densidades:

Oro: 19,3 g/c.cPlata: 10,5 g/cc.Cobre: 8,99 g/c.c.Oro 14 quilates: 58% oro

¡EUREKA! : UNA ANÉCDOTA DE ARQUÍMEDES

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Manuscritos del MarMuerto

NewtonPila eléctricaRadiactividad

PolietilenoPVCNylonTeflónVulcanizaciónFotografía

Big-BangPúlsaresLas lunas de Plutón

UNOS POCOS EJEMPLOS DE CIENCIA Y SERENDIPIA

Física Química

Tecnologías

Astronomía

Biología

Medicina

Vida comúnArqueología

VelcroPost-itCopos de maíz

VacunaciónAnestesiaAspirinaPenicilinaAntituberculososCefalosporinasInterferón

Wöhler y ureaBuchner y las enzimasADN

EdulcorantesColorantes

SERENDIPIA

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FÍSICA: ELECTRICIDAD

Luigi Galvani (1737-1798), fisiólogo italiano: pata de rana disecadaen un colgador de bronce sobre soporte de hierro. A yudante que se apoya en generador electrostático: contracciones (electricidad del animal)

Gladstone, ministro de Hacienda inglés: : “¿Para qué sirven sus descubrimientos?”Michael Faraday ((1791 - 1867) ): “No sé, pero seguro que en algún tiempo los políticos cobrarán impuestos con e so”

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NEWTON Y LA MECÁNICA CLÁSICA

• Worlsthorpe, 1642• Verano 1665• Mente científica:

OpticaMatemáticasFísica movimiento

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“ Yo vi el manzano en 1814 y cogí una pequeñaporción de sus raíces. El árbol estaba muy

estropeado y fue abatido en 1820 y parte de lamadera fue cuidadosamente guardada por Mr. Turner del Stoke Rochefort

Sir David Brewster en “Memoirs of thelife, writings, and discoveries

of Sir Isaac Newton

¿ANÉCDOTA O REALIDAD?

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PERKINS Y EL COLOR QUE REVOLUCIONÓ AL MUNDO

•Williams Perkins (1838- 1907). 18 años. Estudiante de Química.Preparación de quinina artificial a partir de toli dina

• Fracasos. Intento con anilina: sólido negro• Al lavar recipiente con alcohol y agua: púrpura ani lina, malva• Primer colorante artificial. Explotación industriaTejidos

•Colorante rojo alizarina•Síntesis cumarinas (perfumes)•Síntesis ácido cinámico•Reacción de Perkins•Uso de colorantes en histología, microbiología, etc

•Jubilación a los 35 años

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LOS EDULCORANTES ACALÓRICOS

SACARINA:Poder edulcorante 300Químico Ira Remsen en John Hopkins UniversityPrograma teórico de investigaciónRestos de sustancia preparada accidentalmente en ma no

SULFAMATOS.CICLAMATOSPoder edulcorante 30Michael Sveda, estudiante Universidad IllinoisSulfamatos como posibles medicamentosSabor dulce en el cigarrillo

ASPARTAMEPoder edulcorante 200James Schlatler, 1965,químico de la Searle, buscand oTetrapéptido como antiulcerosoIntermedio dipeptídico y rebose del recipiente. Manos contaminadas

NEOHESPERIDINA DIHIDROCHALCONA (NHC) E959

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LOS MATERIALES

FluorocarbonadosRayonTeflónPVC

PolitenoNylon

Caucho vulcanizado

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Como ejemplo: EL TEFLÓN

• Politetrafluoretileno . Du Pont, hacia 1935: Dr. Roy J. Plunkett: refrigerantes no tóxicos a base de fluorocarbonados

• 6 abril 1938: tanque aparentemente sin gas. ¿Válvul a?• Aserrado del tanque: polvo ceroso blanco. Polímero

inerte, termoestable y costoso• Proyecto Manhattan bomba atómica. Necesidad de

válvulas resistentes a compuestos corrosivos de uranio

• A los pocos años ventas por miles de millones de dólares

• 1960: primeras sartenes antiadherentes teflonadas• Aortas artificiales, válvulas cardíacas, córneas

artificiales, pieza óseas, trajes espaciales, aisla ntes eléctricos espaciales, multitud de usos industriale s

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LA VIDA COTIDIANA

• Post-it• Velcro• Copos de maíz

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El CASO DE LOS COPOS DE CEREALES

• Dr. J. H. Kellogg y su hermano W.K.Kellog, sanatorio y alimentación.

•Granolas de trigo. Masa de trigo reposando más de un día accidentalmente•Al pasar por rodillos se formaron copos en lugar de

una lámina delgada•Aplicación a copos de maíz

1898: primeroscopos de maíz

1906, W.K.Kellogg:Kellogg Company

2005: Kellogg Companyposeía mas de 50 fábricas, con unos 20.000 empleados, en 22 países y distribuía sus productos en más de 160 países. Ventas > €10.000 millones/ año

Acciones de la Fundación

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LA SERENDIPIA Y LA ASTRONOMIA

• La teoría del Big-Bang• La luna de Plutón• El descubrimiento de los púlsares

•Tesis doctoral de Jocelyn Bell, Cambridge, 1967•Modificaciones de ondas de radio en los medios interplanetarios

•Las anomalías del papel registrador: regularidad. L GM•Púlsares: estrellas de neutrones originadas tras la explosión de una supernova

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Toda laCiencia

importante yaestá

descubierta

Los hallazgoscientíficos

más importantesse realizaránen el futuro

¿OCASO o COMIENZO DE LA CIENCIA?

2. 2. 2. 2. ¿¿¿¿Queda algo por descubrir?Queda algo por descubrir?Queda algo por descubrir?Queda algo por descubrir?

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EL OCASO DE LAS CIENCIAS

• El fin del progreso• El fin de la filosofía• El fín de la física• El fin de la cosmología• El fin de la biología evolucionista

• El fin de la ciencia social • El fin de la neurociencia• El fin de la caoplejidad• El fin de la limitología• La teología científica o el

fin de la ciencia máquinaJALTJALTJALTJALT

Analista científico de Scientific American

Entrevistas científicas (1989-1995) a variados Nob eles y destacados científicos de todas las materias

Los grandes logros científicos ya se consiguieron y muchas disciplinas no son infinitas

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G. Stent : la meta de la Química, consistente en comprender los principios que rigen la conducta de las moléculas, se encuentra, al igual que la meta de la Geografía, claramente delimitado L. Pauling : .... y a a finales de los 30 tenía

la impresión de que había gente de sobra ocupándose de la Q. Orgánica, así como de la Q. Inorgánica

Sheldon Glashow (P.N.): “Los físicos seguirán buscando algún pequeño chisme interesante en algún lugar,...pero no será lo mismo que la búsqueda que yo tuve la suerte de acometer”

Popper : la ciencia nunca contestará preguntas sobreel significado y propósito del Universo

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Mecánicaceleste

Gravedadterrestre

Piones Neutrones Protones Interaccionesneutrinos

Desintegraciónbeta

Luz Magnetismo Electricidad

GravitaciónUniversal

GeometríaEspacio-tiempo

Interaccionesfuertes

Interaccionesdébiles

Electromagnetismo

Interaccioneselectrodébiles

Relatividadgeneral

Modelo Estandar

¿?¿Hacia

el 2050?

HACIA LA UNIFICACIÓN

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EL MODELO ESTÁNDAR

a) Partículas de materia asociadasa campos cuánticos: 3 generacionesde quarqs y leptones

b) Fuerzas fundamentales asociadas acampos cuánticos: bosones (débil),gluones (fuerte), fotones (e.m.)

¿Cuándo se descubrirán y estudiarán laspartículas o campos de Higgs,

generadorasde las masas de los demás campos?

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ALGUNAS INCÓGNITASCOSMOLÓGICAS

• ¿Qué sucedió en el primer milisegundo tras el Big-Bang?

• El problema de la constanste cosmológica antigravitatoria de Einstein

• La naturaleza de la materia invisible o negra• Universos virtuales: su estudio y creación• El diseño y construcción de grandes telescopios

ubicables en la cara oculta de la Luna y otros lugares.

Universo-MultiversosLa existencia de nuestro Universo supone la existencia de numerosísimos ajustes y aciertos (¿providenciales?).¿Podríamos ser un caso particular de un conjunto diverso, de un infinito universo, un multiverso, con universos de diferentes propiedades, de diverso destino,muchos de ellos no viables y de corta duración?

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LA ECUACIÓN DE DRAKE

N = R*.fp.ne.f l.f i.fc.L

N = Nº civilizaciones comunicativas en Vía Lácteacon radiocomunicaciones detectables

R* = Velocidad de formación de estrellas-solesadecuadas para el desarrollo de vida inteligente

fp = Fracción de ellas con planetasne = Nº de “tierras” por sistema planetariof l = Fracción de planetas con vida desarrollablef i = Proporción de ellas con vida inteligentefc = Proporción de ellas con adecuadas tecnologías

comunicativasL = Durabilidad de la civilización comunicativa

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CLIMA Y HOMBRES

• Conocimiento de la naturalezay cuantía de sus efectos de losfactores que influyen en el clima

• Desarrollo de modelos adecuados para el conocimiento de loscambios climáticos

• Valoración de la calidad y cantidadde los efectos antropogénicossobre el clima

• Desarrollo de modelos predictivosfiables

El clima hacia el año 2050

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GENÉTICA Y BIOLOGÍAMOLECULARES

ALGUNAS PREGUNTAS

• A partir de la secuencia primaria, poder predecir p recisamente la estructuratridimensional de las proteínas y las derivaciones funcionales

• ¿Se conseguirá desarrollar un modelo con TODOS los c omponentes einteracciones moleculares posibles, que prevea las consecuencias de cualquiermodificación genética o las de cualquier estímulo e xterno al sistema

• ¿Permitirán los conocimientos genéticos establecer precisamente las etapas evolutivas de la vida sobre la Tierra?.

• ¿Se producirán seres vivos en el laboratorio?• ¿Se aplicará adecuadamente el conocimiento del genom a humano de modo

individualizado a la prevención, diagnóstico y tera pia?

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LA GENÓMICA FUNCIONAL

GenómicaFuncional

Comportamiento

Sicología

Neurociencias

BiologíaMolecular

Genética

GenómicaConductual

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LA CONSCIENCIA• Resolución de los dualismos tradicionales

cuerpo-cerebro, cuerpo-mente, cerebro-mente• Respuestas científicas para la pregunta ¿qué

es la consciencia?• ¿De qué modo emerge de la actividad cerebral

el conjunto de procesos que llamamos mente• ¿Cuáles son las bases biológicas de procesos

tales como la imaginación o la capacidad de decisión?

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JOHN HORGAN:

“...Y ahora que la Ciencia-la verdadera, la pura, la empírica-ha tocado a su fin, ¿queda ya algo en quépoder creer?

JOHN MADDOX:Las preguntas se han

vuelto más interesantes y exigen más esfuerzo...Los problemas aún no resueltos son gigantescos. Mantendrán ocupados a nuestros hijos y a los hijos de nuestros hijos durantes siglos, y tal vez hasta el final de los tiempos

2000 1000 0 1000 2000 Año

Co

no

cim

ien

tos

2000 1000 0 1000 2000Año

Co

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TRES EJEMPLOS ESPERANZADORESTRES EJEMPLOS ESPERANZADORESTRES EJEMPLOS ESPERANZADORESTRES EJEMPLOS ESPERANZADORESTRES EJEMPLOS ESPERANZADORESTRES EJEMPLOS ESPERANZADORESTRES EJEMPLOS ESPERANZADORESTRES EJEMPLOS ESPERANZADORES

La terapia regenerativa conLa terapia regenerativa conLa terapia regenerativa conLa terapia regenerativa conLa terapia regenerativa conLa terapia regenerativa conLa terapia regenerativa conLa terapia regenerativa conlas clas clas clas clas clas clas clas céééééééélulas madrelulas madrelulas madrelulas madrelulas madrelulas madrelulas madrelulas madre

Una mayor y mejorUna mayor y mejorUna mayor y mejorUna mayor y mejorUna mayor y mejorUna mayor y mejorUna mayor y mejorUna mayor y mejorlongevidadlongevidadlongevidadlongevidadlongevidadlongevidadlongevidadlongevidad

La inmunoterapia contraLa inmunoterapia contraLa inmunoterapia contraLa inmunoterapia contraLa inmunoterapia contraLa inmunoterapia contraLa inmunoterapia contraLa inmunoterapia contrael cel cel cel cel cel cel cel cááááááááncerncerncerncerncerncerncerncer

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Células madre TOTIPOTENTES(hasta 16 células)

Cada una de ellas puede dar lugar a un embrión

FERTILIZACIÓN

PRIMERA DIVISIÓN CELULAR

SUCESIVAS DIVISIONES CELULARES

ETAPA DE BLASTOCISTO ~ 100-200 células

Células madre PLURIPOTENTES, pueden diferenciarse a células de

diversos tejidos y/u órganos

Células madre MULTIPOTENTES, diferenciables en diferentes tipos

dentro de la misma clase (ej. sanguíneas)

La potencialidad futurade las células madredepende de la etapa

de su obtención a partirde embriones o de

tejidos y órganos adultos

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Dr. James Thomson y Dr. John Gearhart

- Finales 1998: Posibilidad de cultivo en laboratori o- 1999. Revista Science: “El acontecimiento del año”

Embriones(blastocistos)

Células precursorasde gónadas defetos abortados

Cordón umbilical)

Tejidos/órganosadultos

•Fertilizaciones in vitro(sobrantes o no)

•Reemplazamiento nuclear(“clonación”)

•De tejidos adecuados•De células tisulares adultas

reprogramadas

Necesidad de controlar la gran

complejidad de

circunstanciasy

factores participantes

POSIBILIDADESPOSIBILIDADESPOSIBILIDADESPOSIBILIDADESPOSIBILIDADESPOSIBILIDADESPOSIBILIDADESPOSIBILIDADES

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¿¿¿¿¿¿¿¿TRABAS TRABAS TRABAS TRABAS TRABAS TRABAS TRABAS TRABAS ÉÉÉÉÉÉÉÉTICAS?TICAS?TICAS?TICAS?TICAS?TICAS?TICAS?TICAS?

El problema bioético fundamental del su uso de las células madre embrionarias es que, hasta ahora, por razones técnicas, su extracción a partir del blastocisto lleva consigo la necesaria destrucción del embrión, su muerte

En los debates morales la verdad no la tiene nadie. Carlos Belmonte

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3. 3. 3. 3. ¿¿¿¿Hacia dHacia dHacia dHacia dóóóónde van las Ciencias en Espande van las Ciencias en Espande van las Ciencias en Espande van las Ciencias en Españññña?a?a?a?

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0

1

2

3

4

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Italia Alemania Francia Reino Unido España

Años de Bachillerato y de enseñanza separada de Química (Física)en diversos países europeos

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100

150

200

250

300

350

1957 1967 LGE-70 LOGSE LOCE

Evolución de horas asignadas obligatoriamente a Quí mica o Físicaen los distintos planes de estudio

•a) Bachiller Elemental+Bachillerato Superior+Preu(Cou) ; b) ESO+Bachillerato(CC.NN.SS/Tecnología)

•a)Bachiller Superior (Ciencias); b)Bachiller (CC.NN.S S/Tecnología)•a)Bachiller Elemental/2ºBUP; b) Graduado en Educació n Secundaria

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0102030405060708090

100

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LOGSE actualLOGSE futuro

1. Alumnos iniciales2. 3º ESO (FQ)3. 4º ESO (FQ)4. 1º Bach. Ciencias (FQ)5. 2º Bach. (elección)

Porcentaje de alumnos cursando Química (Física) en Secundaria

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Alemania Francia Reino Unido Italia España

Resultados de España en las Olimpiadas Internaciona les científicas: EUSO, Química, etc

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1

1

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7

10

1

PROPORCIÓN DE ABOGADOS / INGENIEROS (CIENTÍFICOS)

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EVOLUCIÓN EN EL GASTO EN I+D

(% PIB)

Media paises UE (15): > 2%

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0,2

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0,6

0,8

1

1988 1991 1993 1995 1997 2001 2005

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EspañaEuropa

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