RAE 1. TIPO DE DOCUMENTO: Trabajo de grado para optar por el

RAE
1. TIPO DE DOCUMENTO: Trabajo de grado para optar por el título de INGENIERO
DE SONIDO.
2. TÍTULO: DISPOSITIVO VIBRATORIO PORTÁTIL DE PERCEPCIÓN MUSICAL
PARA PERSONAS CON DISCAPACIDAD AUDITIVA.
3. AUTORES: José Ramón Díaz Benítez, Fernando Mora Bermúdez.
4. LUGAR: Bogotá D.C.
5. FECHA: Febrero de 2012.
6. PALABRAS CLAVE: Transductores, percibir, música, medición, insuficiencia,
frecuencia, discapacidad, dispositivo, audífonos, amplificador.
7. DESCRIPCIÓN DEL TRABAJO: El objetivo principal de este proyecto es diseñar y
construir un dispositivo vibratorio portátil de percepción musical para personas con
discapacidad auditiva; para esto se hizo una revisión bibliográfica extensa basando el
desarrollo del proyecto en anteriores estudios hechos a personas con diferentes tipos
de pérdidas auditivas. En este trabajo se muestra el diseño y la construcción de este
aparato, además de las diferentes mediciones hechas al componente y la prueba final
mostrando el funcionamiento de este usándolo ante una muestra de personas con
pérdidas auditivas y haciendo el respectivo estudio estadístico para el análisis del
dispositivo final.
8. LINEAS DE INVESTIGACIÓN: Línea de investigación de la USB: Tecnologías
actuales y Sociedad. Línea de investigación de la Facultad: Análisis y procesamiento
de Señales. Campo Temático del Programa: Diseño de Sistemas de Sonido.
9. FUENTES CONSULTADAS: ITO, T., "Bone conduction threshold and skull vibration
measured on the teeth during stimulation at differents sites on the human head",
Audiology and Neurology, vol 16, 2011. STENFELT, S., "Acoustic and physiologic
aspects of bone conduction hearing", Adv. Otorhinolaryngol, 2011. AMAYA RUIZ, Alex
y HERNANDEZ PERILLA, Jorge, "Diseño y construcción de un sistema de monitoreo
para bajistas mediante un transductor táctil", Tesis de grado, Universidad de San
Buenaventura, 2010. ÁVILA, Alicia y NAVARRETE, Martha Liliana, "Dispositivo portátil
de estimulación sensorial táctil para la percepción musical en personas con
discapacidad auditiva", Tesis de grado, Pontificia Universidad Javeriana, 2009.
10. CONTENIDOS: La sordera es la dificultad o la imposibilidad de usar el sentido del
oído debido a una pérdida de la capacidad auditiva parcial (hipoacusia) o total (cofosis),
y unilateral o bilateral. Así pues, una persona sorda será incapaz o tendrá problemas
para escuchar. Éste puede ser un rasgo hereditario o puede ser consecuencia de una
enfermedad, traumatismo, exposición a largo plazo al ruido, o medicamentos agresivos
para el nervio auditivo. Desde hace décadas se vienen efectuando investigaciones
sobre el comportamiento del oído y cerebro de una persona con discapacidad auditiva,
una de estas investigaciones hecha por el profesor y radiólogo Dean Shibata, dice que
el cerebro de los sordos readapta su estructura para suplir la deficiencia que impone la
sordera. Basados en esto, este proyecto tiene como objetivo enfatizar en la percepción
vibratoria mediante el dispositivo que se crea, dirigido a personas con discapacidad
auditiva. Se desarrolla un dispositivo que ayude a las personas discapacitadas a
percibir mejor las vibraciones que genera la música, con el fin de que puedan disfrutarla
y simultáneamente aumentar la interacción con personas que no padecen ese tipo de
discapacidad.
11. METODOLOGÍA: Definido de carácter empírico-analítico haciendo un examen de lo
que se pretende lograr con este proyecto de acuerdo a las necesidades imperantes en
las personas que tienen una discapacidad auditiva y sus necesidades de disfrutar de la
música.
12. COCLUSIONES: Para la reproducción de la música por medio de transmisión
ósea es necesario la utilización de transductores que vibren en amplitudes que se
puedan percibir al momento de la reproducción de la música; para esto se utilizaron
pequeños motores rotatorios que manejaban un principio parecido a los parlantes de
bobina móvil. Para la reproducción de estos y de los audífonos, fue necesario el uso de
un amplificador con múltiples salidas y con alta ganancia en la amplificación utilizando
poca alimentación ya que por el diseño portátil de este es necesario que se puedan
utilizar pilas para la alimentación del aparato. Finalmente, al hacer la medición
subjetiva, se demostró que el dispositivo funcionó para 20 personas de forma óptima, 4
personas pudieron percibir pero no entender muy bien la señal enviada por medio del
dispositivo, y para 3 personas fue nulo el funcionamiento del aparato en ellos, dando el
total de 27 personas en la muestra de la prueba subjetiva; siendo esto una medición
satisfactoria y la determinación del buen funcionamiento del dispositivo en personas
con altas pérdidas auditivas dentro de la muestra utilizada.
DISPOSITIVO VIBRATORIO PORTATIL DE PERCEPCION MUSICAL
PARA PERSONAS CON DISCAPACIDAD AUDITIVA
JOSE RAMON DIAZ BENITEZ
FERNANDO MORA BERMUDEZ
UNIVERSIDAD SAN BUENAVENTURA
FACULTAD DE INGENIERIAS
INGENIERIA DE SONIDO
BOGOTA
2012
DISPOSITIVO VIBRATORIO PORTATIL DE PERCEPCION MUSICAL
PARA PERSONAS CON DISCAPACIDAD AUDITIVA
JOSE RAMON DIAZ BENITEZ
FERNANDO MORA BERMUDEZ
Trabajo de Grado para optar El título de Ingeniero de Sonido
Profesor
NELSON ROSAS
Ingeniero Electrónico
UNIVERSIDAD SAN BUENAVENTURA
FACULTAD DE INGENIERIA DE SONIDO
BOGOTA
2012
Nota de aceptación
__________________________________
__________________________________
__________________________________
__________________________________
__________________________________
__________________________________
Firma del presidente del jurado
__________________________________
Firma del jurado
__________________________________
Firma del jurado
Bogotá D.C. Noviembre de 2012
AGRADECIMIENTOS
Agradecemos a nuestros padres por todo el apoyo que nos han ofrecido a lo largo de
nuestras vidas y durante el transcurso de la carrera. A su esfuerzo debemos toda
nuestra educación. Gracias por amparar nuestros sueños, todos, incluso los más
utópicos, gracias por ser nuestros padres y por existir.
Agradecemos también a nuestros hermanos por la compañía y por apoyarnos siempre
de una manera tan incondicional.
Al ingeniero y profesor Nelson Rosas agradecemos por guiarnos en este proceso de
tesis y ofrecernos estímulo intelectual, libertad, confianza y sugerencias de valor
inestimable. También por la manera responsable y atenciosa con que orientó nuestro
trabajo.
A los profesores Carlos E. Vargas y Alejandro Carrillo Flórez porque con sus críticas y
sugerencias enriquecieron enormemente el resultado final de esta investigación.
A la Universidad de San Buenaventura que nos acogió durante estos años propiciando
un ambiente ideal y de excelencia para nuestra formación profesional y para el
desarrollo de este estudio.
Agradecemos a todos los profesores que nos acompañaron durante la carrera y nos
ofrecieron su conocimiento, sin su aporte no hubiese sido posible culminar nuestro
trabajo de grado.
A todo el personal administrativo de la Universidad de San Buenaventura por la manera
amable como siempre atendieron nuestras solicitudes y preguntas.
Agradecemos al profesor Rafael Tovar de la Universidad del Rosario por su asesoría
en la parte de estadística de este trabajo.
También a la doctora Natalia Gutiérrez, fisiatra de la Universidad del Bosque, por
permitirnos su clave de acceso a los artículos publicados en la PubMed que no eran de
consulta libre y gratuita.
Un agradecimiento muy especial a la fonoaudióloga Martha Triana Galeano por su
colaboración incondicional y a las personas del Colegio para niños sordos Federico
Weisser con sede en la ciudad de Buenaventura, que participaron de la muestra
poblacional necesaria para este trabajo.
Igualmente agradecemos al doctor
otorrinolaringólogo que trabaja en el Instituto Para Niños Ciegos y Sordos del Valle del
Cauca Diego Padilla por sus explicaciones detalladas sobre el funcionamiento del oído.
Agradezco a mi madre Stella Benítez, por la revisión de la redacción de algunas partes
de esta tesis.
A nuestros amigos, aquellos que conocimos en la Universidad y que acompañaron el
proceso tanto académico como existencial que significó estar ahí.
A Catalina López por todo el apoyo y amor brindado en los buenos y malos momentos.
Y finalmente, el agradecimiento más importante: a Dios, por absolutamente todo.
A nuestros padres, pero sobre todo,
A nuestras madres.
TABLA DE CONTENIDO
Pág.
INTRODUCCION
2
1.
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
1.4.1.
1.4.2.
1.5.
1.5.1.
1.5.2.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Antecedentes
Descripción y Formulación del problema
Justificación
Objetivos de la Investigación
Objetivo General
Objetivos Específicos
Alcances y limitaciones del proyecto
Alcances
Limitaciones
6
6
19
20
22
22
22
22
22
22
2.
2.1.
2.2.
2.2.1.
2.2.2.
2.2.2.1.
2.2.2.2.
2.3.
2.3.1.
2.3.2.
METODOLOGIA
Enfoque de la Investigación
Técnicas de Recolección de la Información
Recolección de información bibliográfica
Medición y Análisis del dispositivo
Medición Objetiva
Medición Subjetiva
Variables
Variables Independientes
Variables Dependientes
23
23
23
23
25
25
25
28
28
28
3.
3.1.
3.2.
3.3.
LINEA DE INVESTIGACION DE LA UNIVERSIDAD
Línea de Investigación Institucional
Línea de Investigación de la Facultad
Campo temático del Programa
29
29
29
29
4.
4.1.
4.1.1.
4.1.1.1.
4.1.1.1.1.
4.1.1.1.2.
4.1.1.1.3.
MARCO DE REFERENCIA
Marco Teórico
Salud y Anatomía
Anatomía y Fisiología del oído
Oído Externo
Oído Medio
Oído Interno
31
31
31
31
31
32
33
4.1.1.2.
4.1.1.2.1.
4.1.1.2.2.
4.1.1.3.
4.1.1.3.1.
4.1.1.3.2.
4.1.1.4.
4.1.2.
4.1.2.1.
4.1.2.1.1.
4.1.2.2.
4.1.2.3.
4.1.2.3.1.
4.1.2.3.2.
4.1.2.4.
4.1.2.5.
4.1.2.6.
Huesos del Cráneo
Hueso Temporal
Hueso Occipital
Pérdida Auditiva o Hipoacusia
Clasificación Cuantitativa
Clasificación Topográfica
Maleabilidad Neuronal
Conceptos Ingenieriles y Científicos
La Vibración
Medición de las vibraciones
El Acelerómetro
Transductores de Bobina Móvil
Definición
Funcionamiento
Vibradores
Amplificadores
Filtros
33
34
35
36
36
37
37
38
38
41
43
43
43
44
45
46
47
5.
5.1.
5.1.1.
5.1.2.
5.1.3.
5.1.
5.2.
5.2.1.
5.2.2.
5.3.
5.4.
DESARROLLO INGENIERIL
Etapa de Transducción
Selección del Transductor Táctil
Obtención de datos de Vibradores
Ensamble Estéreo y Mono de T. vibratorios
Posiciones de los Transductores
Etapa de procesamiento de señal
Filtros
Diseño y construcción del amplificador
Medición objetiva
Medición subjetiva
48
48
48
50
51
53
54
55
56
59
59
6.
6.1.
6.1.1.
6.1.2.
6.1.3.
6.1.3.1.
6.1.3.2.
6.2.
6.2.1.
6.2.2.
PRESENTACION Y ANALISIS DE RESULTADOS
Mediciones objetivas
Medición de los vibradores óseos
Medición del amplificador
Medición objetiva del dispositivo final
Vibrador Subwoofer
Vibradores Estéreos
Medición subjetiva
Análisis descriptivo de los datos
Tablas de contingencia y gráficas
66
66
66
67
70
70
72
74
74
81
7.
7.1.
7.2.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Conclusiones
Recomendaciones
85
85
86
8.
BIBLIOGRAFIA
88
GLOSARIO
95
ANEXOS
97
INTRODUCCION
La organización Mundial de la Salud (OMS) considera sorda a aquellas personas cuyas
capacidades auditivas son insuficientes para el desarrollo de una comunicación oral
necesitando para ello de mecanismos médicos de amplificación del sonido y de un
entrenamiento especializado. Sordera en sí, es una palabra que hace alusión a
pérdidas auditivas graves o profundas, superiores a 70 decibeles, lo que lleva a que
quienes la padecen no tengan la capacidad de recibir y discriminar ningún ruido o
puedan escuchar solamente ruidos fuertes como los causados por el motor de un
vehículo. Para las pérdidas auditivas leves o moderadas, menores de 50 decibeles se
utiliza el término médico Hipoacusia. Quienes padecen de esta última, habitualmente
logran usar la comunicación oral.1
Los efectos de la sordera son diversos y pueden producir atrasos de diversos grados
en el desarrollo del lenguaje, el desarrollo cognitivo y en las habilidades sociales. En
niños puede retrasar su aprendizaje escolar, en adultos puede obstaculizar la obtención
o manutención de un empleo y en ambos puede constituir un motivo de estigma social
y de aislamiento. Según la OMS, en 2005, había cerca de 278 millones de personas
con defectos de audición moderados o profundos, siendo que el 80% de ellas vivían en
países de ingresos bajos y medianos.2 El estudio de Morales Peralta (2004: 21),
menciona que en los “países desarrollados se ha demostrado que la prevalencia de la
sordera aumenta de forma dramática con la edad, afectando aproximadamente a uno
de cada 1000 niños, al 4% de las personas menores de 40 años, y al 36% de los
individuos mayores de 75 años de edad. Se calcula que aproximadamente 25% de la
población general tiene algún tipo de problema auditivo”.3
La sordera es considerada la disfunción neurológica más frecuente. Puede poseer
causas hereditarias – para lo cual vienen siendo desarrolladas técnicas de diagnóstico
e intervención prenatal –; por problemas durante el nacimiento (asfixia perinatal, parto
prematuro); infecciones en la madre (sífilis, rubeola), o enfermedades en el niño
(ictericia, otitis, meningitis, parotiditis, sarampión). Por otro lado, se considera una
causa frecuente de pérdida de capacidad auditiva la exposición a ruidos extremos
(música a alto volumen, maquinarias, explosiones.
1
Sordera y Efectos de Audición. Nota descriptiva No. 300. Organización Mundial de la Salud. 2010
Ver página web de la Organización Mundial de la Salud. Disponible en:
http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs300/es/
3
Artículo: La Genética y la Comunidad de sordos. In Revista Elementos: Ciencia y Cultura, vol 11,
número 53, pg: 19-23. Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, México. 2004.
2
2
Según la audióloga Mery Reina, en Colombia la pérdida auditiva ocupa el primer puesto
entre las enfermedades ocupacionales.4 Según los datos obtenidos en la encuesta del
DANE en Colombia, el número de personas con alguna limitación pasó de 593.000
personas (1.85%) en 1993 a 2,647.000 personas (6.47%) en 2005 y entre éstas,
456.642 personas (17,3%) poseen limitaciones para oír aun con aparatos especiales.5
Los defectos de audición pueden convertirse en cargas sociales y económicas tanto
para las personas que las padecen, como para sus familias e inclusive para los países.
Para muchos, los sordos son considerados minusválidos y ni siempre se llegan a
identificar modelos capaces de atender los requerimientos específicos de esta
población.
Basados en los dicho anteriormente, profesionales de distintas áreas del conocimiento
como los son: la medicina, la pedagogía, la psicología, la genética, la sociología, la
tecnología, la ingeniería y el servicio social; empiezan a cuestionarse acerca de la
creación de mecanismos que permitan que las personas con discapacidad auditiva
perciban los sonidos, mejorando la calidad de vida de estas personas. Estas no son
preguntas recientes, por el contrario, integran las preocupaciones de médicos y
anatomistas desde hace varios siglos atrás.
Ya desde el Renacimiento, médicos y anatomistas se preocuparon por conocer la
fisiología interna del oído (Ver Hachmeister, 20036; Gitter, 19907).
Entre los
anatomistas más destacados pueden ser mencionados Alessandro Achillini (14631512), quien descubrió el yunque y el martillo del oído; Philippus Ingrassia (1510-1580)
que descubrió la conductividad sonora de los dientes; Julius Casserius (1561-1616),
proporcionó una comparación anatómica del oído y la laringe; 8 la cóclea fue
descubierta en 1552 por Bartholomeus Eustachius (1500-1574) – más conocido por su
contribución en el estudio de la estructura que lleva su nombre, la trompa de Eustaquio
– y llamada de esa forma en 1561 por Gabriel Falloppio (1523-1562) quien además
aportó en el conocimiento del tímpano y del oído interno, y en 1672 Thomas Willis
postuló los diferentes tonos que pueden excitar las diferentes fibras del nervio acústico
(Gitter, 1990). En general, fue en el siglo XVI que el órgano auditivo fue descrito en
detalle, pero fue entre ese siglo y el XVIII que se perfeccionó el conocimiento del oído
4
Hacia una revisión de la conceptualización metodológica para calificar pérdidas auditivas por exposición
al ruido ocupacional. In Revista de Otorrinolaringologia. Disponible en:
http://www.encolombia.com/medicina/otorrino/otorrino30302-haciaunarevision.htm
5
Para obtener informaciones sobre las características de la población sorda en Colombia, consultar el
site
de
la
Federación
Nacional
de
Sordos
de
Colombia
(FENASCOL):
http://www.fenascol.org.co/index.php?option=com_content&view=article&id=13&Itemid=33&limitstart=5
6
An abbreviated history of the ear: from Renaissance to present. In Yale Journal of Biology and
medicine. 2003; 76(2), pg 81-86. Artículo completo disponible en el site de la PubMed (US National
Library of Medicine National Institutes of Health): http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2582694/
7
A short history of hearing research. II. Renaissance. In: Laryngorhinootologie. 1990. Septiembre, 69(9),
pg 495-500. Disponible en el site de la PubMed (US National Library of Medicine National Institutes of
Health): http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/2242190
8
Información disponible en el site de la American Academy of Otolaryngology-head and neck surgery:
http://www.entnet.org/museum/Anatomists.cfm
3
interno y en el siglo XIX que nuevos avances tecnológicos permitieron la descripción de
las estructuras y las células que constituyen la cóclea (Hachmeister, 2003), entre los
importantes avances de este momento, se encuentra la fundación de la psicofísica
auditiva liderada por el doctor Alfred M. Mayer.9
Dispositivos existentes
A partir de los descubrimientos anteriormente expuestos, médicos, anatomistas,
fonoaudiólogos, otorrinolaringólogos en unión a ingenieros han trabajado en el diseño y
construcción de aparatos para posibilitar la audición de personas que sufren esa
discapacidad.
Los audífonos han sido el dispositivo más utilizado y perfeccionado por la ciencia. A
grandes rasgos, entre los audífonos más conocidos encontramos: audífonos de caja,
que se ubican detrás de la oreja (pueden ser retroauriculares o de oído abierto), intraauriculares o de concha, diseñados a la medida de cada paciente y ubicados dentro de
la oreja del mismo; intracanales, también diseñados a medida y ubicados dentro del
canal del oído; aparato auditivo CROS/BI-CROS, usado especialmente en personas
que sufren una pérdida auditiva mayor en uno de los dos oídos; las gafas auditivas
actualmente en desuso.10 Entre los dispositivos más modernos se encuentra el
audífono retroauricular digital, el cual “amplifica sólo las frecuencias en que hay pérdida
auditiva, con una ganancia predeterminada para cada banda, evitando las molestias
ocasionadas por la distorsión acústica de los audífonos tradicionales”. 11
Cuando la utilización de audífonos por vía aérea es imposible, se ha hecho uso de
otras técnicas. Las más conocidas son los implantes cocleares, prótesis que requiere
de intervención quirúrgica para su implantación en el casco craneal. Como explica
García Hilares (2008): éstas “transforman la energía acústica en energía eléctrica, lo
que estimula las terminaciones nerviosas aferentes al nervio coclear y desencadena
sensaciones auditivas en el sujeto”.12 Implantes de tronco cerebral, creados para
estimular directamente las neuronas de segundo orden (Ibid).
También han sido utilizadas técnicas que se valen de la vibración como método de
conducción de sonidos, y en ese sentido son relevantes antecedentes para el proyecto
aquí presentado. Entre éstas, en las prótesis óseas, el altavoz es substituido por un
vibrador óseo implantado en el hueso mastoides. Igualmente, las prótesis implantables
9
Sobre Alfred M. Mayer ver la página Web Physics and Engineering Physics del Stevens Institute of
Technology: http://www.stevens.edu/ses/physics/about/news/single_news.php?news_events_id=1738
10
Información disponible en: http://www.clevelandclinic.org/health/sHIC/html/s4233.asp
Ver también el texto llamado Prótesis auditivas en pacientes hipoacúsicos. Disponible en:
http://www.slideshare.net/davidparrare/protesis-auditivas-para-el-congreso-2008-presentation
11
En: Guía para la Atención Educativa de Alumnado con Deficiencia Auditiva. Disponible en:
http://www.doredin.mec.es/documentos/009200320024.pdf
12
En: Prótesis auditivas en pacientes hipoacúsicos (Ibid).
4
de oído medio, tienen como fin originar una vibración en cadena osicular para poder
estimular el oído interno.
Una de las investigaciones más relevantes en este sentido fue realizada por Dean
Shibata, doctor neuroradiólogo de la Universidad de Washington.13 Según Shibata, el
cerebro de los sordos readapta su estructura para suplir la deficiencia que impone la
sordera. Así, tanto los sordos como quienes no lo son muestran actividad en las zonas
del cerebro que procesan las vibraciones. Pero los sordos muestran, además, una
especial actividad en el córtex de la audición, aunque esa área sólo debería entrar en
funcionamiento durante la estimulación auditiva. Para él, este sería el motivo por el cual
dichas personas pueden escuchar música e incluso interpretarla. Siguiendo el
argumento del doctor Shibata, así como todos aquellos estudios que han enfatizado en
la vibración como conductora de sonidos,14 sería posible explicar porqué Ludwig Van
Beethoven pudo componer diversas sinfonías a pesar de su problema auditivo, pues
como mucho se ha dicho, él solía apoyar su cabeza contra el piano mientras tocaba
para poder sentir la vibración de las teclas cuando golpeaban las cuerdas.
La vibración ha sido clave para la creación de dispositivos que tienen como objetivo la
transmisión de la música a personas con discapacidad auditiva, como es también el
objetivo de este proyecto. Gracias a ellos, se ha buscado que esas personas puedan
interpretar el ritmo, las intensidades, las velocidades e incluso las melodías de una
canción, siendo capaces de manifestarlo también a través de la danza. Entre ellos
encontramos: aparatos de estimulación sensorial táctil (manillas, cinturones o anillos de
dedo); audífonos vibratorios y pistas de baile vibratorias (como es analizado en los
Antecedentes de esta tesis).
Sobre el dispositivo
Este proyecto tiene como objetivo enfatizar en la percepción vibratoria mediante el
diseño y construcción de un dispositivo vibratorio portátil que ayude a personas con
discapacidad auditiva a percibir mejor las vibraciones que genera la música con el fin
de que puedan disfrutarla y simultáneamente aumentar su interacción con personas
que no padecen ese tipo de dificultad.
Para la presentación y diseño final del dispositivo fueron realizadas pruebas de
funcionamiento de forma objetiva y subjetiva. La prueba subjetiva fue posible con una
población de personas que padecen de diferentes grados de discapacidad auditiva
vinculadas al Colegio para niños sordos Federico Weisser con sede en la ciudad de
Buenaventura (Valle/Colombia).
13
Ver explicaciones más detalladas sobre la investigación del doctor Dean Shibata en los Antecedentes
de esta tesis.
14
En los antecedentes de esta tesis es elaborada una lista y análisis de dichos estudios, tanto a nivel
médico como ingenieril.
5
Pese a que el dispositivo desarrollado en este proyecto originalmente estuvo dirigido a
las personas con hipoacusia perceptiva y sobretodo conductiva que padecen de
pérdidas leves y moderadas de hasta 50 decibeles; la prueba subjetiva indicó un
alcance superior del dispositivo, funcionando también para personas con pérdidas
auditivas superiores a 70.
En el transcurso de esta tesis será explicado en detalle el diseño del dispositivo, el
cual, a grandes rasgos, se divide en tres etapas. La primera hace parte del
procesamiento de la señal, donde ésta se divide en tres partes para que dos pasen por
un filtro pasa altas y el tercero pase por un filtro pasa bajas. Todos los filtros tienen
como frecuencia de corte 400 Hz. Luego, las señales pasan a la etapa de amplificación
que es la segunda parte del procesamiento de la señal donde se aumentan en amplitud
utilizando la conexión estéreo bridge del TDA7377; las dos señales que pasaron por los
filtros pasa altas se convierten en una señal estéreo, y la tercera señal que tiene
énfasis en los sonidos bajos va por la salida bridge para cumplir la función de
subwoofer. Finalmente, la señal procesada llega a la tercera etapa que es la de salida
por medio de los transductores. La señal estéreo llega a los vibradores que se ubican
en la articulación temporomandibular y en el mastoides, es decir, justo delante del oído
y detrás de éste en la parte baja respectivamente. La señal del subwoofer va a un único
vibrador que se ubica como una vía central y se localiza justo debajo del hueso
occipital transmitiendo los sonidos bajos y haciendo que la vibración resuene en el
cráneo. Además de esta conexión, se utilizan audífonos para la reproducción por vía
aérea para maximizar la audición con la ayuda de la escucha residual y para personas
con pérdidas perceptivas.
6
1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.1 ANTECEDENTES
En diversos lugares del mundo se han adelantado estudios sobre la capacidad de
captación de sonidos entre las personas sordas y su potencial para escuchar e incluso
interpretar música. Éstos han sido efectuados especialmente en dos áreas del
conocimiento: la salud y la ingeniería. A continuación son presentados los estudios más
relevantes que sirvieron de antecedentes para la elaboración de este proyecto.
Antecedentes de estudios en salud
El artículo Feeling the music philosophy. A new approach in understanding how people
with sensory impairment perceive and interpret music, publicado em 1997,15 expone la
experiencia de su autor, Russ Palmer, en rehabilitación con personas sordas y
sordomudas usando la música como una terapia y ayudándolas en la percepción de los
sonidos usando como elemento principal la vibración que ésta genera. Russ Palmer
desarrolla esta terapia al hacer exámenes a sí mismo, ya que sufre de discapacidad
auditiva y paulatinamente al convertirse en músico percibió la importancia de la
vibración para la percepción de la música.
En su estudio desarrolló el término “residual hearing” que traducido al español significa
“escucha residual”. Argumenta que usando la escucha residual como refuerzo de la
sensación de la vibración que genera la música, se puede mejorar la percepción de una
persona con problemas auditivos. Él personalmente une esta escucha residual a la
función de sus audífonos para poder discriminar los tonos y frecuencias de una canción
o un instrumento. El artículo también habla del uso del cuerpo para sentir las
vibraciones que la música genera, explicando que las personas con diferentes niveles
de discapacidad auditiva pueden sentir de muy buena forma las vibraciones en su
cuerpo ya que las funciones neurológicas corporales readaptan su estructura y se
vuelven más sensibles para poder percibir de mejor manera las vibraciones que se dan
en el medio. Esto más adelante es confirmado por los estudios del Profesor Dean
Shibata el cual habla sobre la readaptación del cerebro y su plasticidad en personas
sordas, como será mostrado más adelante en este texto.
El libro llamado Alteraciones visuales y auditivas de origen genético 16 de Marta Lucía
Tamayo Fernández y Jaime Bernal Villegas (1997) reúne una serie de artículos que
15
Disponible en http://www.russpalmer.com/feeling.html
Disponible en: http://derechoaladesventaja.org/documentos/alteraciones_de_origen_genetico.pdf#page=21
16
7
tratan de aspectos audiológicos, oftalmológicos y genéticos. Entre ellos fue destacado
el artículo Anatomía y fisiología del oído de Olga Clemencia Arango y Vicente
Rodríguez el cual explica como al analizar la fisiología del oído y su funcionamiento
frente a una perturbación sonora, se entiende que el sonido que llega de forma aérea al
oído, pasa como un mensaje encriptado en una vibración, la cual es atenuada en el
oído externo por protección y amplificada en el oído medio subiendo su intensidad
aproximadamente unos 26 decibeles para una buena comprensión del sonido en el
oído interno. En este proceso de amplificación intervienen los huesecillos del oído
medio que son el martillo, yunque y estribo. La contextura neumática del hueso
temporal, específicamente el mastoideo en el que se encuentra el oído, ayuda para la
amplificación del sonido que se decodificará en el oído interno y en el cerebro.
Esta investigación hecha en el instituto de genética humana de la Universidad Nacional
muestra la importancia de la vibración en el proceso de escucha, ya que desde que el
sonido sale de su fuente es vibración y sigue de esta forma en el oído. En base a esto,
se entiende que para que el sonido llegue al oído interno es necesario utilizar la
vibración y con el dispositivo creado en esta tesis se lograría eso utilizando como
medio de conducción el hueso temporal y las terminaciones nerviosas que están cerca
al occipital ya que la forma neumática de este hueso ayuda para la conducción y
aunque no sería igual al oído externo y medio, habría un proceso de amplificación
antes de que llegue al proceso de percepción en el cerebro.
El cerebro de los sordos se adapta para oír música llevó como título una materia
publicada en diferentes periódicos, websites y blogs de diversos lugares de América
Latina, entre ellos el diario La voz del Interior (Córdoba, Argentina) y el Sitio de sordos
del mismo país.17 La materia revela el estudio liderado por Dean Shibata (profesor de
radiología de la Universidad de Washington) y explica como los sordos pueden llegar a
sentir las vibraciones en la misma región del cerebro que las personas de escucha
normal usan para oír. Según Shibata, el cerebro de los sordos readapta su estructura
para suplir la deficiencia que le impone su discapacidad. Para su prueba utilizó un
escáner que mostraba imágenes del cerebro de las personas estudiadas y los sitios
donde se generaba actividad al aplicar un estimulo. En esta investigación tuvo como
pacientes 10 personas sordas y 11 personas con audición normal, siendo que cada uno
sostenía en sus manos dispositivos que emitían vibraciones intermitentes. Se pudo
notar que entre los sordos el escáner registró una importante actividad en una zona del
cerebro conocida como cortéx de audición, en cambio en el cerebro de las personas
con audición normal no se registró ninguna actividad en esa misma zona. Como
conclusión Dean Shibata argumenta que el cerebro de los sordos ha aprovechado esta
área que no funciona para estímulos auditivos y la utilizó para las vibraciones que se
perciben, dando validez a la idea de trabajar con percepción vibratoria en el desarrollo
de esta tesis.
17
Disponible en: http://www.sitiodesordos.com.ar/cerebro_sordos.htm y en
http://www.sordonautas.com/noticias-sordos/investigaciones/3306-qel-cerebro-de-los-sordos-se-adapta-para-oirmusicaq
8
En el artículo titulado Musicoterapia y el niño sordo (2003), Valeska Sigren
(musicoterapeuta del Centro de audición, aprendizaje y lenguaje Comunica, de la
Universidad de Chile), define la musicoterapia como un tipo de comunicación no verbal
con el individuo que contribuye en la mejoría de pacientes con diversos grados de
enfermedad. En dicho centro, desde 1993 vienen trabajando la música como una
terapia dirigida al progreso de los aspectos psicológicos, psicomotrices y físicos de los
niños, su población privilegiada. Su método consiste en tocar un piano intentando que
los niños puedan escuchar y discriminar las notas musicales, pero no todos ellos
poseen el mismo grado de pérdida auditiva, oscilan entre una hipoacusia moderada,
severa, profunda, y sordera total. No obstante, la mayoría de instrumentos que existen
en este centro son de percusión debido a que éstos no se desafinan con facilidad y
además la vibración que generan es más fuerte ayudando a una mejor comprensión de
la música por parte de dichos niños.
Valeska Sigren argumenta en su artículo que inclusive los niños con pérdidas más
profundas logran sentir y oír las vibraciones. Explica:
Los niños con hipoacusia severa pueden discriminar sin audífono. Aquellos con
hipoacusia profunda lo pueden hacer con audífono, y los que padecen de bipoacusia
total, deberían de sentir las vibraciones a través de sus audífonos, teniendo en cuenta,
sí, de que al tocarlos se haga especialmente fuerte. Sabemos además que, los oídos
que han sido dañados por alguna dolencia, tienen dificultad para diferenciar distintos
sonidos. A mayor deficiencia auditiva, menor es la discriminación. Pero curiosamente,
la discriminación de patrones rítmicos es posible en todos los niños hipoacúsicos,
cualesquiera sea ella su intensidad. El niño totalmente sordo puede percibir información
rítmica pero no información melódica.
El artículo concluye que la música es un elemento indispensable para el desarrollo
integral de los niños, un medio de expresión lúdico que lo conecta con el mundo pese a
sus deficiencias. En lo relativo a este proyecto de investigación, el estudio de Valeska
Sigren es valioso en el sentido que corrobora que los niños con pérdidas auditivas
profundas y los totalmente sordos perciben mucho mejor el ritmo que la melodía, ya
que las vibraciones son mucho más notorias y clasificables en el ritmo. En base a eso,
en este proyecto se hace énfasis en la vibración y en la percepción del ritmo de las
personas con discapacidad auditiva.
El artículo titulado Deficiencias Auditivas (2006) revisado por el doctor Robert C.
O’Reilly y publicado en Teenshealth (website miembro del Center for Children's Health
Media) describe la anatomía del oído y las causas que pueden ocasionar algún tipo de
deficiencia auditiva. El artículo explica que la sordera es la anomalía congénita más
común y analiza sus tipos, estableciendo la siguiente clasificación: sordera de
transmisión, neurosensorial, mixta, congénita y adquirida. De una manera detallada, el
artículo muestra la región del oído en la que se presentan los problemas de
discapacidad y la forma de tratar a las personas que padecen ese problema.
Para este proyecto el artículo en cuestión contribuyó para la comprensión de las
regiones que se afectan en el aparato auditivo, lo cual es importante en la medida de
que nos ofrece una proyección acerca del tipo de personas a la que se llegará con el
9
dispositivo creado en esta tesis. Debido a que enfatiza la percepción vibratoria, el
dispositivo será diseñado específicamente para personas que tengan pérdidas
auditivas parciales de tipo perceptivas, pero sobre todo, personas con hipoacusia
conductiva.
El artículo Anatomía y fisiología de la audición (Medina, 2008)18 está dividido en tres
partes: una en la que explica de manera minuciosa la anatomía del oído, una segunda
en la cual explica de forma técnica el funcionamiento del oído en su proceso de
audición, es decir, una fisiología de la audición, y la tercera reservada a los trastornos
de la misma.
La primera se concentra en la explicación de la composición y función del oído, sus
partes: el oído externo, medio e interno. Las dos primeras partes se encargan de
recoger las ondas sonoras para conducirlas al oído interno y excitarlas una vez aquí a
los receptores de origen del nervio auditivo. En el oído interno se hace la depreciación
de frecuencias y se lleva la información de las ondas sonoras percibidas al cerebro.
Todo esto tiene un proceso en el cual participan muchos elementos para la recolección
de datos, amplificación y percepción de las ondas sonoras. En la conclusión de su
artículo, la autora explica el proceso de la audición en pocas palabras:
La audición comienza por el oído externo. Cuando se produce un sonido fuera del oído
externo, las ondas sonoras, o vibraciones, ingresan al conducto auditivo externo y
golpean el tímpano (la membrana timpánica). Éste produce vibraciones que pasan por
la cadena de huesecillos del oído medio. Estos amplifican el sonido y llevan las ondas
sonoras al oído interno y a la cóclea. Al llegar al oído interno, las ondas sonoras se
convierten en impulsos eléctricos que el nervio auditivo lleva al cerebro, el cual traduce
estos impulsos a sonido.
Para el proyecto aquí presentado fue fundamental la lectura de este artículo pues
permitió una comprensión total del funcionamiento del órgano de la audición y en ese
sentido permitió saber cómo crear el dispositivo y de qué forma debe funcionar
teniendo en cuenta el funcionamiento del oído.
La doctora cubana Marisol Bravo Salvador publicó en 2008 un estudio auspiciado por el
Ministerio de Educación de ese país, denominado En un mundo de sonidos ¿Cómo
estimular a su niño sordo? En él habla sobre la importancia de la estimulación
temprana y la crianza de los niños que padecen problemas auditivos, ya sean parciales
o cófosis, para que puedan tener un mejor desarrollo. Además, el artículo enfatiza en el
estímulo visual ya que para que el niño pueda integrarse a la sociedad, necesita
desarrollar el lenguaje de señas. Aunque este artículo está más directamente dirigido al
área de la educación, fue importante para este proyecto en la medida en que hace
hincapié en la vibración, método que es utilizado para instruir a los niños con
problemas auditivos a comunicarse y por medio del cual les enseñan a conocer
diferentes sonidos para poder clasificarlos llegando a disfrutar más adelante de una
18
Disponible en: http://www.monografias.com/trabajos63/anatomo-fisiologia-audicion/anatomo-fisiologiaaudicion.shtml
10
canción o teniendo percepción de diferentes tipos de sonidos que se crean en el medio,
ayudándolos a determinar los objetos que lo rodean.
El artículo escrito por Alfredo Enrique Gil Rondón y titulado Deficiencia sensorial
auditiva,19 elabora una definición de la hipoacusia – o disminución de la capacidad de
oír y entender los sonidos. Elabora igualmente una clasificación de las deficiencias
auditivas a partir de cuatro criterios: la parte del oído afectada, la etiología, el momento
de aparición y el grado de pérdida auditiva. Según la parte del oído afectada existen las
hipoacusias de transmisión (o conductiva, o sea cuando la lesión se encuentra en la en
la zona del oído encargada de la transmisión de la onda sonora), neurosensorial (o
perceptiva, cuando la lesión se asienta en el oído interno y/o en la vía auditiva) y la
mixta.
El artículo explica también las hipoacusias existentes según los tres criterios restantes,
las diversas causas de esta discapacidad y las edades en las que se presenta. Así, el
aporte del artículo para esta tesis consiste en la definición de la pérdida auditiva, sus
nombres técnicos y lo que sucede en cada clase de pérdida auditiva, dando la idea de
utilizar vibración ósea para personas con perdida conductiva, y audífonos para
personas con perdida perceptiva, para así abarcar más de la población que sufre esta
discapacidad.
Para la reproducción de la música y su entendimiento por medio de los vibradores, para
este proyecto es necesario estudiar el cráneo y sus partes. Por tal motivo, acudimos a
la publicación Anatomia y fisiología, huesos del cráneo publicado por el doctor Carlos
Azareño (2008).20 Allí es explicada minuciosamente la conformación del cráneo y la
función de cada una de sus partes. Gracias al nivel de detalle de este estudio, – el cual
es rico en representaciones gráficas – se logró determinar los puntos de conexión del
dispositivo de reproducción en la cabeza de las personas con discapacidad auditiva.
Así, los puntos escogidos se ubican en los huesos temporales y en el occipital que son
los que se encuentran en las partes laterales y posteriores del cráneo respectivamente.
El artículo Fisiología de la articulación temporomandibular: Anomalías y deformidades
de Rafael Martín-Granizo López (del hospital clínico San Carlos en Madrid)21 analiza la
estructura, función y generalidades de las articulaciones para hacer énfasis en las
características de las articulaciones temporomandibulares (ATM), en la fisiología de los
movimientos mandibulares y en las anomalías y deformidades de las ATM.
Uno de los puntos de conexión de los vibradores óseos con la cabeza del usuario del
dispositivo es la región preauricular, la cual está situada justo delante de los oídos. En
esta zona se encuentra la región de articulación temporomandibular, donde se une el
cráneo con la quijada. Esta zona se encuentra cerca del hueso temporal que en el
19
Disponible en: http://www.monografias.com/trabajos82/deficiencia-sensorial-auditiva/deficienciasensorial-auditiva.shtml y también publicado en la Revista Escuela País (de distribución gratuita en
Colombia).
20
Disponible en el Blog Anatomía Aplicada: http://carlosvirtual.wordpress.com/2008/04/17/anatomiaaplicada-huesos-del-craneo/
21
Artículo publicado por la Sociedad Española de Cirugía Oral y Maxilofacial (SECOM) y disponible en:
http://www.sld.cu/galerias/pdf/sitios/rehabilitacion-logo/articulacion_temporomandibular.pdf
11
mastoideo guarda toda la conformación de los oídos y se escogió como punto de
conexión para la recolección de información debido a su cercanía con el oído interno.
En esta publicación se recolecta información valiosa sobre la fisiología de esta zona de
la cabeza y sus funciones, logrando así las bases para la escogencia de uno de los
sitios en el cual se ubicarán transductores vibratorios para la transmisión de la
reproducción musical al oído interno.
Fueron consultados diversos artículos médicos de revistas científicas para la mejor
comprensión de los mecanismos de la conducción sonora por vía ósea y en esa
medida fueron de alta relevancia para esta investigación:
Entre ellos, el artículo Bone Conduction Thresholds and Skull Vibration Measured on
the Teeth during Stimulation at Different Sites on the Human Head (Ito, et. all, 2011)
explica que la estimulación vibratoria de la audición o conducción ósea transmite
información al oído interno por medio de la estructura ósea y no ósea de la cabeza,
pero la contribución de las diferentes vías de la cabeza aun no se tienen claras. En este
estudio se analiza la respuesta desde el umbral de la conducción ósea usando la
estimulación en distintos puntos de la cabeza, incluyendo los dientes delanteros y el
ojo. En la medición, los mayores puntos de sensibilidad fueron en el mastoides y en el
hueso temporal, en los dientes también hubo muy buena sensibilidad sobretodo en la
frecuencia de 1KHz y las adyacentes a ésta. Además, significativas vibraciones óseas
fueron medidas en diferentes vías de la conducción ósea como tejido blando y óseo
entre las frecuencias de 3 y 4 KHz. Ampliando la forma de conducción por medio del
hueso al uso del músculo y otros componentes de la cabeza también como
transmisores.
En la investigación titulada Mechanisms, testing, and implementation of bone
conduction hearing: clinical and experimental investigations (2008) su autor, Osama
Majdalawieh, habla a respecto de la tecnología Baha utilizada en pacientes con
discapacidades auditivas y los alcances de la misma. Este estudio explica que la
conducción ósea se ha utilizado por muchas décadas como tecnología para la
rehabilitación del oído. Sin embargo es difícil de entender un mensaje por conducción
ósea y su mecanismo interior, comparado a la conducción aérea, todavía no es claro y
un poco difícil de entender. Pacientes con hipoacusia conductiva se les aplica
frecuentemente un sistema subcutáneo de transmisión del sonido por conducción ósea
llamado Baha. El dispositivo Baha usa un pilar de titanio que es quirúrgicamente
implantado detrás de las orejas dentro del mastoideo para transmitir el sonido
directamente al hueso. Hasta la época no se ha podido medir las vibraciones que el
dispositivo genera en el cráneo en personas vivas, y como la vibración del cráneo no se
refleja en la piel que la cubre. El tema principal de esta tesis es determinar las
características de la audición por medio de la conducción ósea usando varios
experimentos en la cabeza de personas vivas para mejorar la inteligibilidad de la
audición por vía ósea.
Las mediciones en diferentes procesadores de Baha mostraron que cada dispositivo
difiere en la aceleración de salida que ellos pueden lograr con diferentes cargas. Hay
diferencias significativas en la respuesta de la cabeza de una persona viva y una
12
cabeza de plástico. La cabeza de las personas mostraba una respuesta más suave con
amortiguación en las múltiples pequeñas resonancias vistas en la cabeza de plástico.
Comparando la conducción ósea con la conducción aérea y su umbral de frecuencia, la
forma de cada individuo parece ser concordante, sugiriendo que el umbral es
determinado por la respuesta interna de la cóclea, aunque también participan las vías
de transmisión del cráneo, además de los músculos que existen en esta zona hasta el
cuello. Este estudio probó que la mejor zona de transmisión es el mastoides por la
cercanía a la cóclea y muestra mayor sensibilidad para la transmisión ósea. Además,
demostró que funcionan mejor dos implantaciones de Baha en vez de sólo una.
Los doctores Marco Algarra y Morant Ventura publicaron en 2008 el artículo titulado
Physiology of bone conduction acoustic stimulation and the importance of highfrequency bone conduction. Este estudio explica que el fenómeno del sonido
transmitido por conducción ósea no sólo envuelve la vibración de los huesos del cráneo
para inducir movimiento del fluido del laberinto. Esta energía mecánica se distribuye en
el oído externo, medio e interno. Pero identificar la contribución precisa de cada una de
estas partes es difícil. La inercia del fluido de la cóclea es uno de los factores que más
contribuyen en la audición por conducción ósea, la inercia de los huesecillos juega un
rol importante en la conducción de frecuencias medias, mientras que la compresión de
las paredes de la cóclea participa en la conducción de frecuencias altas.
El artículo Bone conduction reception: head sensitivity mapping, de M. McBride; T.
Letowski y P. Tran (2008) tuvo como premisa identificar la localización craneal que
posee mayor sensibilidad para la conducción ósea (BC de su sigla en inglés, bone
conduction) y recepción de señales que puede ser utilizada para el diseño de un set de
comunicación radial militar. En este estudio se elaboraron dos experimentos, en el
primero fueron transmitidos tonos y señales vía conducción ósea en 11 localizaciones
craneales diferentes usando 14 voluntarios ubicados en un ambiente silencioso. En el
segundo experimento, fueron transmitidas las mismas señales a nueve localizaciones
craneales en 12 voluntarios ubicados en un ambiente con ruidos de 60 decibeles. Así,
fueron medidos niveles para cada señal en las locaciones. En un ambiente silencioso,
el cóndilo tuvo el umbral más bajo para todas las señales seguida por el ángulo de la
quijada, el mastoides y el vértice. En la medición con ruido blanco, el cóndilo también
tuvo el menor umbral seguido por el mastoides, vértice y el templo. El análisis de los
resultados finales fue muy similar dando como resultado el cóndilo como la locación
más efectiva.
Antecedentes en ingeniería: dispositivos
La búsqueda a la pregunta sobre cómo construir aparatos que puedan transmitir
sonidos a personas con discapacidades auditivas no es reciente.
Ya en 1980 aparecieron los audífonos osteointegrados, los cuales en ese momento se
convirtieron en una alternativa médica importante dirigida a los pacientes que padecían
de problemas como agenesias o atresias de conducto auditivo externo y deficiencias en
el oído medio. Estos fueron el BAHA (Bone-Anchored Hearing Aid), creado por
13
Hakaansson, Tjellstrom y sus colaboradores y el TBS (Temporal Bone Stimulator) que
entró en desuso. Los audífonos osteointegrados son aquellos que se adaptan por
medio de implantación ósea, como podemos ver en la siguiente imagen:
Imagen 1. Lugar de implantación de audífonos BAHA.
22
Anteriormente a su creación, los pacientes con dichas deficiencias utilizaban otro tipo
de audífonos, también de vía ósea, pero por medio de una diadema y un vibrador óseo.
Sin embargo, como explica un artículo en la Revista de Otorrinolaringología, “la
amplificación no era efectiva y la posición del transductor afectaba el reconocimiento
del lenguaje, además en pacientes crónicos el utilizar audífonos de vía aérea por
oclusión del conducto auditivo externo puede causar una otorrea constante y favorecer
un daño mayor en la audición”.23
Otro importante antecedente remite a un aparato para transducción táctil de señales
acústicas recibidas desde el televisor, inventado en los Estados Unidos por los
ingenieros David Franklin, Michael Wollowitz e John Simpson, patentado en 1991. Este
consistía “en la utilización de un transductor táctil usando la señal proveniente de un
televisor. Los transductores de banda ancha de baja frecuencia (desde 50 Hz hasta
aproximadamente 800 Hz)”.24 Estas señales que se transformaban en vibraciones
mecánicas pueden ser percibidas por el cuerpo del beneficiario mediante el principio de
transmisión ósea, típicamente en una mano o un dedo. Este Transductor, como
aparece explicado en el artículo publicado y que relata los detalles de la patente, fue
experimentado tanto en un pequeño imán permanente y una bobina móvil de un altavoz
eliminando el diafragma y el cono para reducir al mínimo la generación de sonido,
como con la utilización de un pequeño motor girado en direcciones alternas a través de
pequeños ángulos correspondientes a la señal de amplitud. Las vibraciones se pueden
aplicar a las manos del usuario, a través de un caso de mano con la vibración del
motor, o de un dedo a través de un contacto de extender fuera el caso del motor.
En páginas anteriores fue mencionada la investigación de Russ Palmer (1997)
denominada Feeling music. Feeling the music philosophy. A new approach in
understanding how people with sensory impairment perceive and interpret music. 25 Este
22
Fuente: infoaudifonos.net
Disponible en: http://www.encolombia.com/medicina/otorrino/otorrino30202supl-ampli3.htm. Ver
también: Revista de Implante Coclear, Integración, Nº 25, enero 2003.
24
David Fanklin, Michael Wollowitz, John Simpson, Audiological Engineering Corporation, Somerville,
Mass, Junio 19, 1991.
Para ver los detalles del aparato y de la patente:
http://www.google.de/patents?id=LpwCAAAAEBAJ&printsec=abstract&zoom=4&source=gbs_overview_r
&cad=0#v=onepage&q&f=false
25
Disponible en: http://www.russpalmer.com/feeling.html
23
14
trabajo habla a respecto del diseño del generador de las vibraciones de la música que
Russ Palmer utiliza. Este aparato es un tipo de plataforma vibratoria, es portátil, y su
diseño no es difícil: se usa una superficie plana como una mesa o algo parecido y lleva
parlantes de bobina móvil de buen tamaño o motores vibradores que se puedan
conectar a un sistema de reproducción musical para su funcionamiento. Estos
transductores se adhieren a la superficie y esto hace que vibre al ritmo del transductor
que va al compas de la música. Así, la persona que se encuentre parada sobre el
aparato sentirá las vibraciones de lo que se esté reproduciendo. El diseño de dicho
sistema guarda cierta similitud al dispositivo desarrollado en este proyecto pero a una
escala mucho mayor.
Fue consultado un artículo en internet que desafortunadamente no posee fuentes
bibliográficas completas y carece, inclusive, del nombre de su autor. No obstante, su
información es importante para esta investigación. Se titula Estimulación Sensorial y el
papel del nervio neumogástrico, método que tiene raíces en el trabajo del
otorrinolaringólogo francés Alfred Tomatis, conocido mundialmente por sus estudios
sobre tratamientos a dificultades de audición y lenguaje, teorías conocidas como el
Método Tomatis o Audio-Psico-Fonología.26 El método en cuestión se usa para
tratamientos de tipo espiritual y mental. Pero su relevancia para este proyecto radica en
la forma en que es generada la estimulación sensorial: mediante medios electrónicos
usando un reproductor de ruidos y música que tiene unos audífonos que usará el
paciente, sumado a unos vibradores que reproducen lo mismo que suena por vía
binaural que se conectan en el abdomen del paciente estimulando así el nervio
neumogástrico que va directo al tímpano y a la rama auricular llegando al oído interno y
al cerebro, usando así la estructura ósea del cuerpo humano como conductor del
sonido además del nervio neumogástrico.
Esta técnica, explica el artículo, busca una mejoría mental en los pacientes y usa
frecuencias bajas para la relajación de la persona haciendo que su cuerpo expulse
serotonina, el cual es un fluido neurotransmisor asociado con estados de tranquilidad,
calma y razón. Luego con sonidos agudos, se pretende que el cuerpo expulse otro
fluido llamado dopamina que se asocia con estados de euforia, gran motivación y
dirección hacia un objetivo, logrando así un balance energético y una mejor aptitud
física en el paciente.
El texto denominado TDA7377. 2 x 30W Dual/Quad Power Amplifier for Car Radio, del
año 1998, realmente no es un artículo sino un manual de conexión para el TDA7377
hecho por la compañía Coetec Micro-Technology creadora de este amplificador, donde
muestra todas sus especificaciones y propiedades.27 Este tipo de amplificadores es de
tipo AB, logrando una gran salida de potencia utilizando poco voltaje para su
funcionamiento. Para este proyecto es de gran importancia el uso de este manual ya
que el amplificador que se usó fue de esta referencia escogiendo el modo
estéreo/bridge, el cual consta de una entrada y salida estéreo (izquierda y derecha), y
una entrada y salida monofónica (subwoofer). La base del amplificador que se usó en
26
Sobre Alfred Tomatis la bibliografía es extensa, para tener una noción amplia de su vida y obra se
recomienda consultar: http://es.wikipedia.org/wiki/Alfred_Tomatis
27
Disponible en: www.futurlec.com/Philips/TDA7377.shtml
15
esta tesis fue la nombrada anteriormente la cual viene con algunos cambios como por
ejemplo el aumento de unos filtros pasa bajas y pasa altas y el cambio de los
condensadores en la salida por unos de mayor conductancia. Este amplificador puede
funcionar con una fuente de alimentación mínima de 8 voltios generando muy buena
potencia para el movimiento de los transductores, en este caso se utilizarían 7
transductores para la reproducción de la música, de los cuales la señal pasará por el
amplificador para 5 de estos que son los vibradores óseos.
Otro significativo antecedente fue ofrecido por Chad Gray, quien acopló la transducción
táctil a un sistema
Dolby Surround, dándole una sensación extra mediante
transducción ósea al espectador. Para eso utilizo un subwoofer y el Transductor táctil
ejecutando el REC tiene “un sub en el canal izquierdo, y el Transductor táctil en el
canal derecho. Ajustando la izquierda / derecha el control; el transductor táctil tiene el
mismo principio de un parlante pero se elimina el cono y diafragma para dar más
vibración que sonido”.28
La tecnología BAHA ha ido cambiando y mejorando con el paso del tiempo y de los
avances tecnológicos médicos e ingenieriles. Los nuevos modelos de BAHA presentan
representativas mejorías por lo cual son también antecedentes claves. Dentro de ese
abanico de posibilidades, vale la pena destacar el Phonak, sistemas FM y audífonos de
última tecnología. La FM es una tecnología de comunicación inalámbrica. Consiste en
un transmisor que capta la voz del orador y la envía mediante ondas de radio, sin
cables, directamente al pequeño receptor de FM, el cual está conectado al implante
coclear o BAHA del usuario. Los sistemas FM de Phonak combinados con su audífono
le permiten beneficiarse en todas las situaciones donde la persona tiene dificultades
para oír y entender sólo con sus audífonos.
Asimismo, los doctores J. Freijanes Otero, E. Gil-Carcedo y L.Mª Gil-Carcedo (2003)
analizaron el primer receptor miniaturizado para usuarios de BAHA. El receptor
MicroLink BAHA le otorga por primera vez a los usuarios de BAHA acceso a los
beneficios de un sistema miniaturizado de FM. Provee mayor inteligibilidad del habla,
especialmente en situaciones auditivas difíciles, como las conversaciones telefónicas,
momentos en que la tecnología FM actúa en la restitución de la audición.
Un dispositivo altamente representativo y relevante para este trabajo remite a los
audífonos para sordos diseñados por Pierre–Antoine Bouzar y comercializados desde
el año 2008:
28
Chad Gray, articulo de DIY Proyect #4, Junio, 1997
16
Imagen 2. Audífonos vibratorios diseñados por Pierre-Antoine Bouzar.
29
Éstos recurren a un sistema de vibraciones que siguiendo el ritmo de la música,
transmiten la sensación musical, es decir, los auriculares no emiten sonido en sí, pero
tratan de reproducir la sensación que produce, lo cual se consigue con el sistema de
vibraciones que varían de acuerdo al tipo de música y hacen temblar los nervios de las
orejas. Para aumentar aún más esa sensación, el dispositivo fue creado para ser usado
en la parte trasera de la cabeza con el fin de que las vibraciones repiquen en el cráneo.
En el año 2011 se inauguró en España la primera discoteca adaptada para sordos,
recibida por el mundo como una novedad. El recinto, denominado Equal Friendly, ha
sido el sitio de encuentro de personas con diferentes grados de discapacidad auditiva
desde su exitosa inauguración. La transmisión del sonido se hace por vía estructural
usando la vibración como principal elemento de comunicación. Esto se hizo por medio
de grandes transductores de bobina móvil que van por vía aérea y por vía estructural
ya que van pegados al piso y a las paredes del recinto. Además, para la comunicación
del mensaje, se usa un método visual con televisores que muestran personas
traduciendo las canciones por medio del lenguaje de señas. La principal influencia de
este invento para esta tesis consiste en la transmisión por vibración de la música la
cual se usará en este proyecto con transductores mucho más pequeños debido a que
son portátiles.
También en el año 2011 el ingeniero electrónico argentino Luis Campos creó un
sistema táctil que permite que personas con pérdidas auditivas graves y profundas
puedan percibir los sonidos.30
29
Fuente: http://www.gadgetos.com/noticias/1927/shak e-up-un-prototipo-de-auriculares-para-sordos/
Luis Campos ha dedicado 25 años de su vida al servicio de la invención de aparatos para la mejora de
las condiciones de los discapacitados. Entre sus inventos encontramos: una silla de ruedas que funciona
con la respiración, una batería de dispositivos tecnológicos que permite a los cuadripléjicos escribir y
movilizarse y a los sordos comunicarse por teléfono. Fuente: Diario Página 1. La Plata, 31 de octubre de
2003.
30
17
Imagen 3. Dispositivo táctil creado por Luis Campos
31
Por el hecho de ser un invento reciente, aún no existen artículos científicos que
expliquen detalladamente su funcionamiento. No obstante, el ingeniero dedicó 8 años a
esta investigación y actualmente cuenta con el auspicio del Instituto de Neurociencias
de la Universidad de Guadalajara, en México. Sobre el dispositivo, él explica: “toma el
sonido ambiente y lo traduce en vibraciones de modo que la persona con discapacidad
auditiva bilateral severa pueda decodificarlo (…) Se trata de un descubrimiento a nivel
científico bastante importante ya que cambió el paradigma del oír porque este
dispositivo, que es un sistema táctil que va sobre el dedo índice, permite que los sordos
profundos severos perciban los sonidos como si estuvieran oyendo".32 Actualmente el
ingeniero pretende investigar sobre el funcionamiento del dispositivo a nivel cerebral, y
anuncia que a diferencia de determinados implantes que sólo actúan en ciertos tipos de
sordera, su dispositivo es útil para todos los tipos de discapacidad auditiva. Compara
su artefacto con el lenguaje del braile debido al sistema táctil como sensor: El ciego ve
por el dedo, lee un texto a través de ellos. Entonces, así como el ciego lee por su dedo
índice como si estuviera mirando, el sordo escuchará”.33
A su vez, en Colombia se han desarrollado pocas pero significativas investigaciones
que apuntan a la construcción de artefactos de estimulación auditiva por medio de la
vibración para personas con esa discapacidad.
La primera a enumerar se trata del proyecto “Discoteca para estudiantes sordos y
oyentes” desarrollado en el Colegio Distrital San Carlos de la localidad de Tunjuelito, en
Bogotá. El proyecto tuvo como finalidad desarrollar habilidades en los estudiantes con
discapacidad auditiva que le permitieran solucionar problemas de su entorno y mejorar
la convivencia, permitiendo la integración de personas sordas y personas oyentes que
comparten un mismo espacio social. Éste se desarrolló por alumnos y profesores
usando tecnologías de la electrónica, la eléctrica, el diseño gráfico y la física y participó
de la Feria Expociencia Expotecnología 2008. La base del proyecto fue la conducción
por vibración, motivo por el cual es relevante para este trabajo. En un reportaje
elaborado por el website de la Alcaldía Mayor de Bogotá a respecto de esta discoteca,
se explica su funcionamiento: “El proceso se inició en la clase de desarrollo artístico.
31
Fuentes de las imágenes: : http://www.9reyes.net/foro-libre/748596-todo-sobre-luis-campos-ingenieroargentino.html. Y en http://www.colonbuenosaires.com.ar/semanariocolondoce/cgibin/hoy/archivo/2010/00002942.html
32
Fuente: InfoRegión. Diario del Área Metropolitana de Buenos Aires. Disponible en:
http://www.inforegion.com.ar/vernota.php?id=223933&dis=1&sec=
33
Ibíd.
18
Inicialmente se exploró la percepción que tenía la población sorda a través de
vibraciones, posteriormente se aplicaron pruebas para determinar cómo funcionaban
los pisos en madera, buscando obtener calidad frente a la acústica, luego el salón se
aisló con cajas de huevo para mejorar el sonido y se habilitaron marionetas al rededor
de la sala para que los sordos asimilarán sus movimiento y empezarán a bailar”.34
La más relevante de las investigaciones hechas en Colombia en relación al tema de
esta tesis fue hecha en el área de la ingeniería mecatrónica por las alumnas de la
Universidad Javeriana de Bogotá, Alicia Ávila y Martha Liliana Navarrete en el año
2009. Basadas en el principio de vibración ósea, crearon un Dispositivo portátil de
estimulación sensorial táctil para la percepción musical en personas con discapacidad
auditiva. Este dispositivo consta de una manilla y un cinturón inalámbrico que permite a
las personas con dicha discapacidad percibir el ritmo de una canción y a su vez
seleccionar el tiempo, permitiéndoles el desarrollo lúdico en actividades como la danza.
Imagen 4. Primer prototipo del artefacto
35
Imagen 5. Diseño definitivo creado por Alicia Ávila y Liliana Navarrete
36
Por medio de vibraciones, el dispositivo envía a los usuarios la información del ritmo y
del tempo de una canción. El módulo de Tx ubicado en el equipo realiza el envío de
una señal digitalizada con la información del ritmo y del tempo tanto a la manilla como
al cinturón, traduciendo la señal digital y convirtiéndola en vibraciones mecánicas,
actuando así como un transductor de música y vibraciones.
Para utilizar este dispositivo la canción debe ser convertida en vibraciones. Se hace
uso de un algoritmo implementado en Matlab para procesar la canción creando un
34
Disponible en: http://www.bogota.gov.co/portel/libreria/php/frame_detalle.php?h_id=28019&patron=01.
35
Fuente de las imágenes: Tesis de grado Dispositivo portátil de estimulación sensorial táctil para la
percepción musical en personas con discapacidad auditiva (Ávila y Navarrete, 2009)
36
Fuente de las imágenes: Tesis de grado Dispositivo portátil de estimulación sensorial táctil para la
percepción musical en personas con discapacidad auditiva (Ávila y Navarrete, 2009)
19
archivo de extensión .wav que los usuarios del dispositivo pueden copiar para
reproducir desde cualquier equipo de audio. En seguida el transmisor se conecta a la
salida de audífonos del equipo el cual analiza y envía los datos de modo inalámbrico al
receptor que queda en la manilla y el cinturón. Así, los circuitos receptores analizan la
señal convirtiéndola para que el artefacto vibre al tempo y ritmo de la canción.
Ávila y Navarrete realizaron la prueba del dispositivo con un grupo de niños y jóvenes
sordos y sordociegos que cantan en el lenguaje de señas llamado Voces del Silencio.
El dispositivo les permitió reconocer el momento en que comienza y termina una
canción, así como de diferenciar ritmos, velocidades e intensidades de las diversas
músicas que interpretaban manifestándolo por medio de la danza. En pocas palabras,
los jóvenes del grupo Voces del Silencio pudieron marcar el ritmo y el tempo de cada
canción que interpretaron, bailar al ritmo de diferentes músicas y memorizar con mayor
facilidad ritmos y coreografías, todo esto asociando las vibraciones con diferentes
ritmos.
Finalmente, en la Universidad de San Buenaventura de Bogotá, los estudiantes de la
carrera de ingeniería de sonido, Alex Amaya Ruiz y Jorge Mario Hernández Perilla
desarrollaron un proyecto llamado “Diseño y construcción de un sistema de monitoreo
para bajistas mediante un transductor táctil”, el cual fue sustentado en el año 2010. La
pregunta principal de dicha investigación fue: Cómo lograr un sistema óptimo de
monitoreo para bajistas, basado en el principio de transmisión de sonido por vibración.
El diseño de este dispositivo se dividió en dos partes: el amplificador y el transductor. El
aporte de esta tesis al proyecto es el diseño del transductor, ya que maneja un principio
parecido al que se usa en el dispositivo portátil usando como fuente de reproducción un
transductor táctil que trabaja bajo los principios de bobina móvil. Aunque la diferencia
es el gran tamaño, el uso de una superficie para la transducción final de la vibración
hacia el usuario y el punto de contacto con el individuo, los dos dispositivos manejan
grandes semejanzas en la forma de la transmisión del sonido. Justamente por el uso de
este dispositivo vibratorio para su sistema, el trabajo de Amaya y Hernández constituye
uno de los principales antecedentes de esta investigación.
1.2 DESCRIPCION Y FORMULACION DEL PROBLEMA
¿Cómo lograr que una persona con discapacidad auditiva disfrute y capte la música
mediante un dispositivo que le permita percibir las vibraciones de las ondas sonoras?
Colombia es un país que adolece de avances tecnológicos en diversos campos para
las personas con discapacidades, y perceptiblemente en el campo auditivo. Los
avances conseguidos son aún insuficientes y no han llegado a la sociedad de forma
masiva debido a los altos costos que conllevan, a la falta de un cumplimiento efectivo
de políticas públicas dirigidas a esta población y, en algunos casos, a la poca difusión
que se hace de esas soluciones.
20
Las personas con discapacidades tienden a relegarse del resto de la sociedad debido a
que su cuerpo les limita el ejercicio de ciertas acciones. En el caso especifico de la
discapacidad auditiva, su interacción social se ve reducida por las dificultades de
comunicación o entonces queda restringida a ser efectuada entre personas que
conocen el Lenguaje de las Señas, por lo cual han sido considerados una minoría
lingüística (Moreno Angarita, 2004: 4).
Pero si es posible considerar la música como un lenguaje universal capaz de crear
vínculos interpersonales pese a las diferencias culturales, surge como un imperativo
social el crear mecanismos que permitan que las personas con discapacidades
auditivas puedan disfrutarla y participar de actividades y espacios de interacción social
como conciertos, discotecas o simplemente el disfrute individual de una canción.
El dispositivo diseñado y sustentado en este proyecto tiene como propósito contribuir a
un nivel tecnológico en la creación de mecanismos que puedan mejorar las condiciones
de vida de las personas con dicha discapacidad, y por lo tanto, la contribución se
efectuaría también a un nivel social.
1.3 JUSTIFICACION
La Ley 324 de 1996 en Santafé de Bogotá, firmada el 11 de octubre en la presidencia
de Ernesto Samper Pizano decretó la formación de nuevas y mejores condiciones para
la población colombiana que padece de discapacidades auditivas. Entre éstas se
encuentran: la creación de centros de rehabilitaciones; la vinculación laboral de un
porcentaje de personas con discapacidad auditiva a los establecimientos o empresas
del orden nacional, departamental, distrital y municipal; la intervención de intérpretes de
lengua de señas en los canales nacionales de televisión abierta y en oratorias del
Estado, y subsidios para comprar equipos de apoyo electro-acústicos que puedan
mejorar las capacidades de desarrollo de esas personas.37
No obstante la existencia de estas leyes, de su paulatina incorporación social y del
cumplimiento de algunas de ellas,38 se percibe que los niveles de alfabetización,
integración social, laboral y educativa de las personas sordas en Colombia aún es
insuficiente.
37
Ver artículos 4,5,8,9 de la Ley 324 de 1996. Ver también el artículo 67 de la Ley 361 de 1997 y el artículo 13 de la
Ley 982 de 2005. Documento disponible en: www.elabedul.net/Documentos/Leyes/1996/Ley_324.pdf
38
Ver Marisol Moreno Angarita. Inclusión social, medios y discapacidad: el caso de la comunidad sorda
colombiana. Departamento de la Comunicación Humana, Universidad Nacional de Colombia. Disponible
en: www.portalcomunicacion.com/dialeg/paper/pdf/190_angarita.pdf
21
Igualmente, el artículo VII de la Declaración de los Derechos de las Personas Sordas,
promulgado durante el VI Congreso Mundial de Sordos que se celebró en Paris en el
Palacio de l2a UNESCO, decreta:
Es necesario asegurar a la persona sorda en especial las posibilidades de
comunicación, eliminando las barreras que se interpongan, ya sea mediante la
instrucción permanente y, si es posible, mediante instrumentos acústicos subsidiarios, ya mediante adecuadas adaptaciones gráficas o visuales, subtitulación de
películas y transmisiones de televisión y servicios de interpretación en lenguaje de
signos.
El parágrafo b del Artículo IX proclama:
Asimismo, es necesario que los gobiernos y Asociaciones internacionales
procedan a asegurar un intercambio constante de experiencias, informaciones e
innovaciones científicas.39
La existencia de dichas leyes y el énfasis que los gobiernos, las instituciones para
sordos, áreas de la salud y la tecnología y una porción de la sociedad civil colocan en
ellas, dan peso al propósito de este proyecto y justifican la urgencia de creación de
dispositivos – como el aquí presentado – que permitan a las personas con
discapacidad auditiva desarrollar sus habilidades de escucha y mejorar su integración
social.
De los cinco sentidos, el oído es uno de los más importantes para que los seres
humanos se conecten al mundo que los rodea. Los sonidos del entorno sirven para
relacionarnos con los demás de una manera que sólo la visión no consigue. Para las
personas que se ven afectadas de manera considerablemente negativa al momento de
desarrollar actividades en campos como la música o la danza, el desarrollo de este
dispositivo busca disminuir las limitaciones y a la vez propiciar una mayor interacción
entre ellos y las personas que no poseen ese tipo de discapacidad.
De acuerdo con el estudio Calidad de vida y acceso a servicios sociales de la población
con discapacidad de la comunicación, realizado por el Ministerio de Educación
Nacional y la Universidad Javeriana, durante los años 1996 y 1997 en estratos 1,2, y 3,
de 36 municipios, se reporta que de la muestra el 4.6% de la población presenta
deficiencia auditiva.40 Ya en la encuesta realizada por el DANE en 2005, la población
colombiana con discapacidad auditiva estaba en torno de 456.642 personas.41
39
Ver Declaración completa en:
http://www.fenascol.org.co/index.php?option=com_content&view=article&id=13&Itemid=33&limitstart=2
40
Datos extraídos de la página de INSOR (Instituto Nacional para Sordos). Disponible en:
http://www.sordoscolombianos.com/oldweb/webpagefilesold01/julioagostoseptiembre2004/pareorejaalasaludau
ditivaycomunicativadeloscolombianos.html
41
Dato disponible en la página de FENASCOL:
http://www.fenascol.org.co/index.php?option=com_content&view=article&id=13&Itemid=33&limitstart=4
22
Revertir estas cifras o por lo menos, brindar mejores opciones de vida para estas
personas, precisa de un trabajo interdisciplinario donde la tecnología y el desarrollo
ingenieril jueguen un papel destacado en el diseño de dispositivos. En el dispositivo
aquí presentado se incorporó conocimiento de la electrónica con el fin de efectuar las
respectivas aplicaciones y desarrollo en el instrumento tratado, teniendo como objetivo
también una futura manipulación por parte de los estudiantes de la Universidad San
Buenaventura.
1.4. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACION
1.4.1 Objetivo General

Diseñar y construir un dispositivo vibratorio portátil de percepción musical para
personas con discapacidad auditiva.
1.4.2 Objetivos



1.5.
Específicos
Determinar el tipo de Transductor y la potencia necesaria a utilizar.
Diseñar y construir el Amplificador de Potencia del Transductor.
Realizar pruebas de funcionamiento de forma objetiva y subjetiva del dispositivo
final.
ALCANCES Y LIMITACIONES DEL PROYECTO
1.5.1 Alcances
Generar un impacto social y así disminuir la brecha entre las personas que poseen esta
discapacidad y las que no la padecen.
1.5.2 Limitaciones




Costos que puedan llegar a generar el desarrollo del dispositivo.
Su posible implementación y distribución en la sociedad.
Búsqueda de algunos accesorios necesarios para su creación.
No existen normativas de tipos de medición para este tipo de dispositivos
23
2. METODOLOGIA
2.1 ENFOQUE DE LA INVESTIGACIÓN
El enfoque del proyecto se puede describir como un método empírico-analítico porque
se hace un examen de lo que se pretende lograr con este proyecto de acuerdo a las
necesidades imperantes en las personas que tienen una discapacidad auditiva y sus
necesidades de disfrutar de la música. Así, al desarrollar un dispositivo que permita
percibir las vibraciones será de gran ayuda, pues el usuario podrá utilizar esta
herramienta para percibir las vibraciones y así poder disfrutar de los sonidos y ritmos
del entorno.
2.2. TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN
2.2.1 RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN BIBLIOGRÁFICA
Esta etapa comprende específicamente la recopilación de información existente sobre
el tema referido en los distintos medios de información, entre ellos: Anatomía y
Fisiología del Sistema Auditivo, Anatomía de los Huesos Temporales y Occipital,
Funcionamiento del Cerebro en Personas con Discapacidad Auditiva (Cortex Auditivo),
Efectos de la Música en el Ser Humano, Clases de Transductores, Tutoriales,
Proyectos de Grado, Artículos Científicos sobre el Oído y Dispositivos de Transmisión
Ósea, Tipos de Amplificadores, tipos de transductores, etc.
Esta investigación se basó en la bibliografía de la biblioteca de la Universidad de San
Buenaventura, la Biblioteca Luis Ángel Arango, y las referencias médicas son de la
empresa SALUDO ubicada en la ciudad de Buenaventura, especializada en salud
ocupacional, además de la consulta con profesionales en la salud, en la estadística e
ingenieros de sonido, electrónicos y mecatrónicos.
Además de estos medios también se encontró mucha bibliografía en la internet
teniendo especial cuidado con la información comprobando la veracidad de estos. Por
este medio se descargaron muchos libros virtuales y artículos los cuales fueron de gran
importancia para la recolección de datos necesaria para el proyecto de grado.
Para la mayoría de los artículos en salud que se utilizaron en antecedentes, fue de gran
ayuda la colaboración de la Fisiatra Natalia Gutiérrez que entrego muchas
publicaciones de la revista médica PubMed a la cual ella tiene acceso, logrando con
esto el entendimiento del cerebro al impulso auditivo y las diferentes formas de abordar
la pérdida auditiva por medio de la vibración ósea.
24
En las tablas 1 y 2 se muestra la base de datos de los textos más relevantes para el
proyecto realizado.
Tabla 1. Base de datos en salud de textos más importantes para el proyecto.
PUBLICACIONES EN SALUD
Physiology of bone conduction acoustic stimulation and the
importance of high-frequency bone conduction
Perception of rhythmic and sequential pitch patterns by
normally hearing adults and adult cochlear implant users
Bone Conduction Thresholds and Skull Vibration Measured on
the Teeth during Stimulation at Different Sites on the Human
Head
Music perception of cochlear implant users compared with that
of hearing aid users
Current Research on Music Perception in Cochlear Implant
Users
Mechanisms, testing, and implementation of bone conduction
hearing: clinical and experimental investigations
Bone conduction reception: head sensitivity mapping
Acoustic and physiologic aspects of bone conduction hearing
AUTOR
Algarra,
Marco J.
Gfeller, K;
Woodworth,
G & Robin,
DA
Ito, T
Looi, V &
She, J.
Limb, Charles
J&
Rubinstein,
Jay T.
Majdalawieh,
Osama
Mcbride, M;
Letowski T. &
Tran, P.
Stenfelt, S.
TIPO
Artículo
Artículo
Artículo
Artículo
Artículo
Tesis
Artículo
Artículo
Tabla 2. Base de datos en ingeniería de textos más importantes para el proyecto.
PUBLICACIONES EN INGENIERIA
Diseño y construcción de un sistema de monitoreo para
bajistas mediante un transductor táctil
Dispositivo portátil de estimulación sensorial táctil para la
percepción musical en personas con discapacidad
auditiva
Method and apparatus for tactile transduction of acoustic
signals from television receivers
Audífonos de fijación osteointegrada (BAHA)
Conversores conmutados: circuitos de potencia y control
Discoteca para sordos
Amaya Ruiz, Alex &
Hernandez Perilla,
Jorge
Ávila, Alicia &
Navarrete, Martha
Liliana
Franklin, David;
Wollowitz, Michael &
Simpson, John
Freijanes Otero, J;
Gil-Carcedo, E. & GilCarcedo, L. M.
Garcerá, G.; Figueres,
E. & Abellán, A.
N/S
Tesis
Tesis
Artículo
Artículo
Libro
Artículo
25
TDA7377. 2 x 30W Dual/Quad Power Amplifier for Car
Radio
Precision Microdrives
Coetec Ltd.
Pico Vibe
Libro
Libro
2.2.2. MEDICIÓN Y ANÁLISIS DEL DISPOSITIVO
El dispositivo hecho en este proyecto está conformado por dos partes: El amplificador y
los transductores. Para la recolección de datos de este dispositivo se utilizaron varios
métodos.
2.2.2.1 MEDICIÓN OBJETIVA
El primer método fue la medición de los transductores vibratorios mediante un
acelerómetro para analizar su respuesta en frecuencia. Esto se logró mediante la
excitación de estos vibradores óseos utilizando un amplificador alternativo y un
generador de señales, para luego medir la vibración y excitación con el acelerómetro.
Ya teniendo los datos se logra hacer el análisis de su funcionamiento.
Para la medición del amplificador se utilizó un multimetro, una fuente DC, un generador
de señal y un osciloscopio, midiendo la señal de entrada y de salida para calcular la
ganancia; se mide la corriente en el circuito y teniendo el voltaje se calcula la potencia
disipada por el amplificador para después comparar los datos de este con los
necesitados por los vibradores.
Para terminar el análisis de datos objetivos se hace una última medición del dispositivo
final utilizando un transductor piezoeléctrico para la captura de la señal y así hacer un
último análisis de respuesta de respuesta en frecuencia.
2.2.2.2 MEDICIÓN SUBJETIVA
PROTOCOLO DE MEDICION
Adquisición de la información
Esta prueba se hizo en las instalaciones del CLUB DE LEONES DE BUENAVENTURA,
lugar en el que opera la ESCUELA DE NIÑÓS SORDOS FEDERICO WAISSER. Esta
escuela cuenta con 45 personas y para la prueba se utilizo una muestra de 27
personas con edades entre 5 y 55 años, teniendo a la mayoría de las personas entre
los 16 y 24 años. La mayoría de las personas son de raza negra, todos pertenecientes
a estratos uno y dos. 25 participantes de la muestra tienen problemas de
analfabetismo, manejando solamente el lenguaje de signos, y su grado de pérdida van
desde los 70 decibeles (pérdida severa, severa-profunda y profunda). Para la medición
26
subjetiva del dispositivo de reproducción para personas con pérdidas auditivas se
utilizó un computador para la reproducción de la señal enviada a las personas que
participaron en la prueba. Este computador va conectado al dispositivo el cual consta
de un amplificador con múltiples salidas para el vibrador mono, el vibrador estéreo y los
audífonos que se colocan en las posiciones escogidas en la cabeza del paciente para
el desarrollo de la medición. Esta medición se hizo con la colaboración de la
fonoaudióloga encargada de las personas del instituto, siendo idónea para este trabajo
debido a sus años de acercamiento con la muestra logrando que estas personas se
sientan más confiadas en la prueba, su profundo conocimiento sobre lenguaje de
señas, y el manejo en cuanto a pruebas aplicadas a personas con pérdidas auditivas.
Al terminar la medición, el paciente procede a llenar una encuesta en la cual habla
sobre su tipo de pérdida y el desempeño del aparato en él. Finalmente, al obtener
todos los datos requeridos, se hace un estudio estadístico usando los datos obtenidos
en la medición.
Para el análisis de los datos obtenidos de la medición se utilizó el software de medición
estadística SPSS VERSION 20. Para esto se pasan todos los datos a números y se
extraen los datos necesarios para el estudio de la prueba, utilizando los métodos
pertinentes de la estadística descriptiva, cruzando y obteniendo datos de las encuestas
realizadas anteriormente.
MANUAL DE PROCEDIMIENTO
Método de medición subjetiva de dispositivo vibratorio de percepción musical para
personas con discapacidad auditiva.
I.
Se ubica al individuo en una silla y junto a una persona que sabe comunicarse
por lenguaje de señas se le explica el procedimiento de la medición.
II. Se prende el dispositivo para empezar la medición.
II.I Se reproduce la canción llamada "Mi Buenaventura" de Petronio Álvarez. Esta
canción se escogió debido a que se necesitaba una canción muy conocida para el
reconocimiento de esta por parte de las personas que participaron en la medición.
II.II La primera prueba se hace con los audífonos para ver si pueden lograr percibir
la canción por vía conductiva. La persona que está usando los auriculares le
comunica a la persona que está haciendo la medición si puede escuchar la canción,
en el oído derecho, izquierdo o los dos y a qué nivel lo puede percibir.
II.III Al terminar la medición con los audífonos, estos se desconectan y empieza la
medición con los vibradores óseos por posición. Esta medición se hace primero en el
oído derecho y luego en el oído izquierdo.
27
II.III.I En la primera posición se ubica el vibrador en la región pre auricular que es
justo delante del oído. El paciente al igual que en la prueba con los audífonos
informa acerca de su percepción.
II.III.II La segunda posición es en el mastoideo que es justo detrás de la oreja; se
ubica el vibrador en esta zona y el paciente indica su nivel de percepción en esta
región.
II.III.III Para la tercera posición el vibrador se coloca en la región occipital que es en
la parte trasera de la cabeza, debajo del hueso, en la parte blanda. Al igual que en
las posiciones anteriores, el paciente debe informar el nivel de percepción que tuvo
en esta zona.
II.IV Al haber completado estos puntos, se utiliza otra canción con el sujeto de
prueba y se repite el procedimiento. Se uso la canción "La Agonía" de Los Hermanos
Lebrón debido a que era fácil al reconocimiento de melodía y es un género diferente
al de la primera canción de la medición, esto para estudiar la capacidad de
clasificación y percepción entre un género y otro de los participantes de la medición.
III. Concluidos estos puntos, el participante debe llenar una encuesta para valorar el
desempeño del dispositivo. Para este punto es necesario tener una persona que
sepa leer y escribir y comunicarse por medio de señas (lenguaje para sordos). Esta
persona es necesaria para explicarle al sujeto de prueba lo que necesite y también
si este tiene problemas de analfabetismo.
III.I Las primeras preguntas son el nombre del participante, la fecha de la medición,
el sexo, el tipo de pérdida y el nivel de la pérdida (leve, moderada, severa o
profunda). Luego deben responder la edad en la que empezó la pérdida y la causa
de la pérdida.
III.II. Los siguientes puntos de la encuesta ya tienen que ver con la calificación que
cada participante le da al dispositivo según su percepción. En este punto de la
encuesta la persona encargada de ayudar a los participantes con la encuesta debe
explicarles la forma de calificar el dispositivo.
III.II.I. Los puntos de calificación del dispositivo tienen para marcar como respuesta
cinco números (1, 2, 3, 4 y 5). 1 es la calificación más baja que se le da al dispositivo
significando que no percibieron nada; y 5 es la más alta, lo cual significa que
entendieron perfectamente el mensaje. Las preguntas que se usaron fueron.
III.II.I.I Percepción de los audífonos
1
2
3
4
5
III.II.I.II Percepción de los vibradores
1
2
3
4
5
28
III.II.I.III Los siguientes puntos son sobre la percepción en los diferentes puntos de
medición que se usaron con los vibradores.
Posición 1
1
2
3
4
5
Posición 2
1
2
3
4
5
Posición 3
1
2
3
4
5
III.III Se le pregunta al sujeto de prueba que canciones eran las que se usaron en la
medición y que genero eran y él debe responder. Con esto se concluye si la persona
entendió el mensaje lo cual se le pregunta a la persona.
III.IV Finalmente la persona tiene un espacio de observaciones por si quiere agregar
algo más a la encuesta que tenga que ver con el funcionamiento del dispositivo. y de
esta forma concluye la participación del individuo que se utilizó en la que se le
agradece por haber hecho la prueba.
2.3. VARIABLES
2.3.1 Variables Independientes



La respuesta que presenta la gente con discapacidad auditiva ante el dispositivo.
La forma de percepción de una composición musical para una persona con
discapacidad auditiva.
El grado de satisfacción de los usuarios frente al dispositivo.
2.3.2 Variables Dependientes




Respuesta en frecuencia.
Amplitud.
Potencia salida.
Impedancia
29
3. LINEA DE INVESTIGACION DE LA UNIVERSIDAD
3.1 LINEA DE INVESTIGACIÓN INSTITUCIONAL: Tecnologías Actuales y Sociedad
JUSTIFICACIÓN
En el mundo actual se requiere de conocimientos y equipos tanto científicos como
técnicos que vayan a la vanguardia para la solución de muchos problemas que se
presentan o que van apareciendo con respecto al tiempo. Todo este tipo de avances
ayudan para crear una mejor calidad de vida dentro de la sociedad. En este caso, es
muy importante usar tecnología que integre a las personas con discapacidad,
específicamente, gente con pérdidas auditivas al resto de la sociedad. Es por esto que
se hace necesaria la actualización y creación de dispositivos en diferentes áreas como
las comunicaciones, equipos electrónicos, informática, etc., con el fin de lograr las
adaptaciones necesarias para la solución de los problemas y la satisfacción de las
necesidades que tenga el mundo en el presente.
3.2 LINEA DE INVESTIGACION DE LA FACULTAD: Análisis y Procesamiento de
Señales
JUSTIFICACIÓN
De acuerdo con el desarrollo del proyecto, se ubica análisis y procesamiento de
señales como campo temático del programa debido al diseño del dispositivo y su
función. Este dispositivo recibe una señal de audio que es generada por un reproductor
común, como por ejemplo, un reproductor mp3 o un computador, y se hace un proceso
de filtrado y de amplificación antes de que la señal llegue a los transductores donde se
convierte en señal acústica y mecánica que se transmite al sistema auditivo para la
percepción de las personas con pérdidas auditivas. La sustentación de esta tesis
además de su funcionamiento con las personas con discapacidad en la escucha, tiene
sus bases en todo el proceso electrónico que se le hizo para que luego con la
manipulación de la señal, ésta pueda llegar a los transductores para la transmisión al
individuo.
3.3 CAMPO TEMÁTICO DEL PROGRAMA: Diseño de Sistemas de Sonido
JUSTIFICACIÓN
El campo de investigación de Diseño de Sistemas de Sonido requiere de un alto valor
formativo en Ingeniería, que suministran las ciencias básicas aplicadas a las temáticas
específicas del espectro de posibilidades de la Ingeniería de Sonido. En este campo de
investigación, el Ingeniero de Sonido se apropia del conocimiento desarrollando
30
habilidades y destrezas que le permiten asumir cada una de las aplicaciones
requeridas y estar abiertos a nuevas aplicaciones a través del trabajo interdisciplinario.
Se escoge diseño de sistemas de sonido debido a lo que se debe entregar en esta
tesis, el diseño y construcción de un dispositivo de percepción musical para personas
que tengan pérdidas auditivas.
31
4. MARCO DE REFERENCIA
4.1. MARCO TEÓRICO
En este punto del trabajo se entregaran los conceptos y definiciones de los elementos
pertenecientes o relacionados con el proyecto desarrollado.
4.1.1. SALUD Y ANATOMÍA
La primera división de este marco tiene que ver con los conceptos anatómicos y
fisiológicos de la audición. A continuación la definición y funcionamiento de estos.
4.1.1.1. ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA DEL OÍDO
En el oído se encuentran los órganos del equilibrio y de la audición. El oído según la
histología se divide en tres partes: oído externo, oído medio y oído interno.42
Imagen 6. Anatomía del oído.
43
4.1.1.1.1 OÍDO EXTERNO
Esta sección del oído está formada por el Pabellón Auricular y el Conducto Auditivo
Externo.44
42
Arredondo, Marcela. Iñiguez, Rodrigo. Caro, Jorge. Anatomía y Fisiología del Oído. Pontifica Universidad católica
de Chile. Escuela de Medicina.
43
Fuente: http://www.slideshare.net/enarm/hipoacusia-482850
44
Córdoba, Darío. Toxicología. Segunda edición. 1991
32


Pabellón Auricular: Se ubica detrás de la articulación temporomandibular y
delante de la mastoides. Está formado por cartílago que a su vez está cubierto
por la piel.
Conducto Auditivo Externo: Como su nombre lo indica este es un conducto
que comunica el pabellón auricular con la membrana timpánica, mide entre 25 y
30 milímetros y está formado por cartílago en su parte externa y por una porción
ósea en la interna.
4.1.1.1.2 OÍDO MEDIO
Está ubicado entre el oído externo y el oído interno. Está compuesto por la cadena de
huesecillos: martillo, yunque y estribo. Se encuentran también en esta parte la trompa
de Eustaquio, la caja timpánica y el antro mastoideo y el sistema neumático del hueso
temporal.45




45
Trompa de Eustaquio: Este conducto comunica el oído medio con la
nasofaringe y se encarga de equilibrar el gradiente de presiones entre el interior
y el exterior del tímpano.
Caja Timpánica: Es un espacio el cual está limitado por la membrana timpánica
y la pared medial del oído medio. Es como un cuarto donde se encuentra la
cadena de huesecillos que comprende seis paredes: Pared superior, pared
inferior, pared anterior, pared posterior, pared lateral y pared medial. Entre estas
paredes se encuentra la cadena de huesecillos, limitando con la trompa de
Eustaquio, el cráneo y sobre todo con las cavidades mastoideas comunicándose
por medio de una abertura ancha encontrada en ese sitio.
Cadena de Huesecillos: Está formada por el martillo, yunque y estribo. Al
martillo estar unido o adherido con la membrana timpánica, al moverse está
membrana se mueve el martillo. La articulación del martillo con el yunque y de
este con el estribo son rígidas, esto quiere decir que la estimulación que sufra la
membrana timpánica se transmite al estribo que a su vez está conectado a la
ventana oval.
Antro Mastoideo y Sistema Neumático del Hueso Temporal: En el hueso
temporal, principalmente en la región mastoidea, la cual se encuentra detrás del
oído, existen muchos espacios llenos de aires que se les llaman celdillas
mastoideas. Estas celdas están intercomunicadas
y poseen una gran
variabilidad en su distribución. El antro mastoideo es la celdilla de mayor tamaño
la cual se encuentra en el centro, con la que todas las demás se comunican y
además es la única cavidad mastoidea constante. El aire necesario para este
proceso se consigue por la trompa de Eustaquio.
Arredondo, Marcela. Iñiguez, Rodrigo. Caro, Jorge. Anatomía y Fisiología del Oído. Pontifica Universidad católica
de Chile. Escuela de Medicina.
33
4.1.1.1.3 OÍDO INTERNO
El oído interno se encuentra en un espacio del hueso temporal de la región del hueso
petroso; a este espacio le llaman laberinto óseo y a su parte membranosa se le llama
laberinto membranoso. En el oído interno se encuentran dos órganos: el coclear
(cóclea o caracol), y el órgano del equilibrio o vestibular. La región vestibular está
detrás de la región coclear. El laberinto coclear es un conducto de dos vueltas y media
en relación a una estructura central y contiene en su interior al órgano de Corti; este
contiene a las células ciliadas las cuales están conectadas al ganglio espiral y la unión
de estas terminaciones nerviosas forman el nervio coclear que se dirige al cerebro por
medio de Conducto Auditivo Interno.
Cuando un impulso sonoro llega a la ventana oval, en el oído interno la perilinfa
produce un movimiento que genera una onda viajera que estimula alguna parte de la
cóclea. Dependiendo de la frecuencia, la cóclea produce reacciones en una parte
determinada de las espirales de dos vueltas y media de la cóclea. Las frecuencias altas
estimulan mejor la base de la cóclea en la membrana basal y las frecuencias bajas
estimulan más el ápice de la cóclea.
Además de esto, ocurre un fenómeno de transducción de la señal mecánica en la que
llega el sonido al oído interno a señal eléctrica por medio de las células ciliadas. Con la
onda vibratoria son estimulados los cilios que entran en contacto con la membrana
tectoria del órgano de Corti, generando de esta forma impulsos para estímulos
nerviosos.
4.1.1.2. HUESOS DEL CRÁNEO (TEMPORAL Y OCCIPITAL)
En esta parte se hablara de la anatomía de las dos partes del cráneo que están
involucradas con la transmisión vibratoria que tiene como misión el dispositivo de este
proyecto. Teniendo una idea de la formación y características de estos huesos se
encuentran las razones por las que fueron escogidas para la transmisión de la música
por medio de estos, ya que su complexión, contextura y ubicación ayudan para la
transmisión deseada en las personas con pérdidas auditivas.
Imagen 7. Ubicación de los huesos del cráneo.
46
46
Fuente: http://cuerpohumanocuerpo.blogspot.com/2011/01/dibujos-de-los-huesos-del-craneo.html
34
4.1.1.2.1. HUESO TEMPORAL
El hueso temporal es un hueso par, es decir, que son dos y se encuentra cada uno
situado a un lado de la cabeza, específicamente en la parte lateral e inferior del cráneo
por debajo del parietal y delante del occipital. El hueso temporal que es de una
estructura neumática, está dividido en tres porciones, la porción escamosa, la porción
mastoidea y el peñasco, los cuales están unidos por unas suturas.47
Imagen 8. Anatomía hueso temporal.
47
48
48

Porción Escamosa: Esta porción tiene dos caras que son la exocraneal y la
endocraneal, además, esa región posee un borde semicircular. En esta porción
se encuentran el cóndilo temporal y la cavidad glenoidea. Esta parte se articula
con el maxilar inferior.

Porción Mastoidea: Esta porción que se encuentra en la parte baja y posterior
del hueso temporal, al igual que la escama posee dos caras que son la
exocraneal
y
la
endocraneal,
donde
se
fijan
los
músculos
Esternocleidomastoideo, Occipital, Esplenio y el agujero mastoideo.

Peñasco: Tiene la forma de una pirámide cuadrangular. Posee cuatro caras,
una base y un vértice. En la base de esta porción del hueso temporal se
encuentra el orificio del conducto auditivo externo.
http://www.monografias.com/trabajos35/anatomia-cabeza-cuello/anatomia-cabeza-cuello.shtml
Fuente: http://www.slideshare.net/m.hidalgo/anatoma-hueso-temporal
35
4.1.1.2.2. HUESO OCCIPITAL49
Imagen 9. Hueso occipital, parte posterior.
50
El hueso occipital es un hueso impar en el cráneo, es decir, que a diferencia del hueso
temporal este es un hueso único y está situado en la parte posterior de la cabeza y es
la mitad de la base de ésta. Este hueso está dividido en cuatro porciones, la basilar, las
masas laterales y la escama occipital.
Imagen 10. Hueso occipital. Parte interior.
51
49
Córdoba, Darío. Toxicología. Segunda edición. 1991.
Fuente:
http://www.monografias.com/trabajos82/huesos-del-neuroccraneo/huesos-delneuroccraneo2.shtml
50
51
Fuente:
neuroccraneo2.shtml
http://www.monografias.com/trabajos82/huesos-del-neuroccraneo/huesos-del-
36

Porción Basilar: Esta porción tiene forma cuadrilátera, consistiendo en dos
caras y cuatro bordes: Cara exocraneal, endocraneal, bordes laterales, borde
anterior y borde posterior. En esta parte se encuentran los músculos del cuello,
el agujero occipital y limita con las masas laterales.

Masas Laterales: Estas caras presentan dos caras, dos bordes y dos
extremidades: Cara exocraneal, endocraneal, borde interno y externo y
extremidad anterior y posterior. Se presentan la fosita condílea anterior y una
superficie de la carilla yugular, además, esta se una a la porción escamosa del
hueso temporal.

Escama del Occipital: Esta porción del occipital tiene forma de romboide. Tiene
dos caras y cuatro bordes: Cara exocraneal y endocraneal y bordes superior e
inferior. En esta parte se encuentra la hoz del cerebelo y las líneas nucales
superior e inferior.
4.1.1.3. PÉRDIDA AUDITIVA O HIPOACUSIA
La pérdida auditiva o hipoacusia ocurre cuando hay algún tipo de problema en los
oídos o en alguna parte del sistema auditivo, esto ocurre cuando la persona pierde
capacidad auditiva en mayor o menor grado. Una persona que posea deficiencia
auditiva es capaz de oír algunos sonidos, aunque también puede no oír absolutamente
nada. La pérdida hipoacusica en los recién nacidos es un problema bastante común ya
que este actualmente se presenta en 3 de cada 1000 bebes; si esta es detectada lo
antes posible se podría facilitar el desarrollo del lenguaje en estos niños mediante un
proceso de rehabilitación a temprana edad. Porque permite iniciar un proceso de
rehabilitación temprano que facilita el desarrollo del lenguaje. Para el estudio de la
hipoacusia es necesario clasificarlas de la siguiente forma:
4.1.1.3.1. CLASIFICACIÓN CUANTITATIVA
La calificación cuantitativa se refiere a la cantidad de pérdida de audición que pueda
llegar a tener el individuo. Los niveles que esta maneja son:52




52
Hipoacusia Leve: Pérdida que va hasta los 40 decibeles afectando sobretodo
las frecuencias centrales.
Hipoacusia Moderada: Esta pérdida se encuentra entre los 40 y 70 decibeles.
Hipoacusia Severa: Esta comprendida entre los 70 y 90 decibeles.
Hipoacusia Profunda: Maneja pérdidas mayores a los 90 decibeles.
Alegret, Joana. Alumnado con pérdida auditiva. 2010.
37
4.1.1.3.2. CLASIFICACIÓN TOPOGRÁFICA
Esta clasificación tiene que ver con el lugar donde se presenta la lesión que produce la
pérdida.53



Hipoacusia de conducción: Esto ocurre cuando la deficiencia se presenta en el
oído externo o medio haciendo que no llegue el mensaje en el oído interno. La
mayoría de los niños con hipoacusia conductiva tienen deficiencia leve que a
veces es temporal porque en gran parte de los casos se puede tratar
médicamente. Algunas causas de esta pérdida son cera en el canal del oído,
líquido en el oído medio o un hoyo en el tímpano.
Hipoacusia sensorial: En este tipo de pérdida la cóclea no está funcionando
correctamente porque las pequeñas células pilosas que conforman este órgano
están dañadas o destruidas. Esto hace que la persona no sea capaz de sentir la
vibración de los sonidos como una persona de escucha normal lo hace. La
hipoacusia sensorial casi siempre es permanente y puede influir negativamente
sobre el habla del niño.
Hipoacusia neural: Cuando existe un problema en la conexión que une la
cóclea con el cerebro. Neural significa relativo a los nervios, es decir que en
este tipo de hipoacusia el nervio que envía el mensaje desde la cóclea hacia el
cerebro está dañado.
4.1.1.4. MALEABILIDAD NEURONAL
Según estudios y avances científicos acerca del cerebro, han quedado en el pasado las
separaciones entre lo físico y lo mental, entre los procesos biológicos y los procesos
mentales.
Muchos de los expertos reconocen que el cerebro humano es un órgano el cual su
composición está en una evolución perpetua y cada cambio o reacción tiene mucho
que ver no sólo con su propio anatomía natural sino también con el funcionamiento del
resto del cuerpo que a su vez también es influido por el cerebro; esto hace que
cualquier cambio que tenga este órgano lleve a cambios en el funcionamiento de la
persona en todos los aspectos de su vida. Para Kandel, “Es éste un equilibrio químico
sumamente complejo, en la que intervienen enormes moléculas orgánicas, afectadas
por reacciones ininterrumpidas en las que intervienen múltiples elementos; esa
estructura bioquímica es a su vez elemento de otras estructuras superiores, fisiológicas
y en última instancia filogenéticas, también en equilibrio dinámico”.
Las neuronas son elementos del cerebro muy especializados, estas están formadas en
redes ya distribuidas que experimentan cambios dinámicos a lo largo de la vida del
individuo. Los cambios en la conectividad funcional de estas redes neurales pueden
53
Córdoba, Darío. Toxicología. Segunda edición. 1991.
38
seguirse de cambios estructurales más estables. Por lo tanto, el cerebro está
continuamente sometido a una remodelación plástica.
"La plasticidad no es un estado ocasional del sistema nervioso, sino el estado de
normalidad del sistema nervioso durante toda la vida”54. No es posible comprender el
funcionamiento psicológico normal, ni las manifestaciones o consecuencias de la
enfermedad, sin considerar el concepto de plasticidad cerebral. Los cambios plásticos
del sistema nervioso no necesariamente dan lugar a ventajas comportamentales.
La conducta humana depende de los cambios ambientales, las modificaciones
fisiológicas y las experiencias vividas. Y como el cerebro es responsable del
comportamiento del cuerpo humano, tiene la capacidad para cambiar de forma
dinámica cuando se le presente algún tipo de estimulo o cambios en el medio. Sin
embargo, las neuronas, individualmente son muy complejas y sus elementos se han
perfeccionado, esto hace que su capacidad de cambio sea muy limitada.
Afortunadamente, estas trabajan de manera integrada en redes neuronales que
garantizan la estabilidad funcional, al tiempo que proporcionan la base necesaria para
una adaptación rápida a cambios futuros.55
Partiendo de esto, el cerebro readapta su estructura para suplir algún tipo de
discapacidad como lo es la sordera, logrando así que se puedan crear dispositivos que
puedan llegar a servir a estas personas a una mejor percepción de los sonidos. Según
un estudio realizado por investigadores japoneses que se publica en "Nature", se
encuentra que la misma región cerebral que controla la audición es la que utilizan las
personas sordas de nacimiento para procesar el lenguaje de signos.
4.1.2. CONCEPTOS INGENIERILES Y CIENTÍFICOS
En esta parte del marco teórico se definen los diferentes conceptos ingenieriles que
hicieron parte del dispositivo creado en este proyecto.
4.1.2.1. LA VIBRACIÓN
La vibración es la oscilación de un cuerpo sobre su punto de equilibrio. "La vibración de
un objeto es causada por una fuerza de excitación”56.Esta fuerza puede ser originada
por una fuente exterior o puede ser originado desde adentro del elemento que está
vibrando.
Todas las partículas poseen una señal de vibración en la cual se modelan todas sus
características. Esto quiere decir que los cuerpos o sistemas presentan una señal
54
Pascual-Leone y Tormos Muñoz, 2009, Caracterización y modulación de la plasticidad del cerebro
humano.
55
Sitiodesordos "Los sordos "escuchan" las vibraciones". 2011. Fuente:
http://www.sitiodesordos.com.ar/escuchan.htm
56
White, Glen. Introducción al Análisis de Vibraciones
39
propia de oscilación y en esta se plasma toda la información de cada uno de los
elementos que la conforma, entonces, "una señal de vibración capturada de una
máquina significa la suma vectorial de la vibración de cada uno de sus componentes.57
La vibración tiene como características principales la frecuencia y su amplitud; "la
frecuencia es el número de veces por segundo que se realiza el ciclo completo de
oscilación y se mide en Hercios (Hz) o ciclos por segundo"[Mancera Ruiz, 2005].58
La vibración simple o armónica
Cuando se habla de vibración simple o armónica se refiere a las ondas sinusoidales
como una oscilación pura sin algún tipo de distorsión o adición de alguna señal
diferente en amplitud o frecuencia.
La vibración compuesta
Como su nombre lo dice, este tipo de vibración es un conjunto de dos o más
vibraciones simples que cuando se suman crean una señal compuesta con un
comportamiento resultante.
Vibración aleatoria
Este tipo de vibración no cumple con un patrón específico de repetición o es demasiado
difícil de determinar dónde comienza un ciclo y donde termina. Este tipo de vibraciones
está asociado generalmente a aparatos con ruidos aleatorios como por ejemplo la
turbina de un avión, contacto de metal con metal, etc.
Figura 1. Representación de señal de vibración simple, compuesta y aleatoria.
57
59
"Amaya Ruiz, Alex. Hernandez Perilla, Jorge Mario. 2010. Diseño y Construcción de un sistema de
monitoreo para bajistas mediante un transductor táctil.
58
Mancera Ruiz, Juan. Seguridad y salud en el trabajo. Artículo sobre vibraciones. 2005
59
Fuente: monografias.com
40
La vibración y la señal que esta genera poseen diferentes características, las cuales
son:
Magnitud: La magnitud o amplitud se puede definir como la distancia entre los
extremos que la señal u objeto alcanzo durante su oscilación (valor pico-pico), también
se puede definir como la distancia desde un punto central o de equilibrio y la desviación
máxima alcanzada (valor pico). Con frecuencia, la amplitud se define como el valor
promedio de la aceleración en este caso de la vibración, pero también puede usarse
esta definición para otro movimiento oscilatorio, esta última definición se refiere al valor
cuadrático medio o a lo que comúnmente se llama valor RMS [Griffin, S.N.].60
Los desplazamientos que tiene un objeto de forma oscilatoria obtienen una velocidad
en una dirección y luego una velocidad en una dirección opuesta. Este cambio de
velocidad significa que el objeto presenta una aceleración constante, primero en una
dirección y luego en la dirección opuesta. "La magnitud de una vibración puede
cuantificarse en función de su desplazamiento, su velocidad o su aceleración"[Griffin,
S.N.].
Para una oscilación sinusoidal, la aceleración (a) que tiene unidades de metros sobre
segundo cuadrado (m/ ), puede calcularse por medio de la frecuencia (f) y su
desplazamiento (d):
Esta ecuación también se puede usar para convertir medidas de aceleración en
desplazamientos, pero solo funciona si se toma una sola frecuencia.
Frecuencia: Se expresa como el número de ciclos que se cumplen por unidad de
tiempo, el cual se mide generalmente en ciclos por segundo o Hercios (Hz). Esta
característica es inversamente proporcional al periodo que usualmente es representado
por la letra T, y este es el tiempo que se usa para que algún objeto cumpla un ciclo
completo, las unidades que se usan son los segundos (s, seg).
"La relación entre el desplazamiento y la aceleración de un movimiento depende
también de la frecuencia de oscilación" [Riesgos Generales, Vibraciones, Cap. 50,
S.N.]. Un desplazamiento de una distancia tan corta como un milímetro muestra una
aceleración muy pequeña en frecuencias bajas, pero muy grande en frecuencias altas;
el desplazamiento de una vibración que pueda ser visible por el ojo humano no aporta
una buena determinación de la aceleración que da la vibración.
60
Griffin, Michael J. Enciclopedia de salud y seguridad en el trabajo. Cap. 50. Vibraciones.
41
Dirección: Las vibraciones se pueden generar en tres direcciones lineales y tres
rotacionales. Las vibraciones generalmente se miden en la interface entre el cuerpo y
las vibraciones. Los ejes lineales de la vibración son:



Eje x (longitudinal.
Eje y (lateral).
Eje z (vertical).
Las rotaciones que se presentan alrededor de los ejes lineales son:


(Balanceo).
(Cabeceo).

(Deriva).
Duración: La vibración de la duración tiene que ver con el tiempo de oscilación que
maneja un objeto, esta duración utiliza cualquier unidad de tiempo, comúnmente se
usan los segundos. Si las especificaciones de la vibración de un objeto no cambian en
el tiempo, el valor cuadrático medio de la vibración brinda una medida adecuada en su
magnitud promedio [Griffin, S.N.].
4.1.2.1.1. MEDICIÓN DE LAS VIBRACIONES
Al medir el nivel de ruido en un lugar, lo que se obtiene es el nivel de presión sonora.
En las vibraciones lo que se mide es la aceleración, el desplazamiento o la velocidad
de la vibración, obviamente si se mide la aceleración, las unidades son metros sobre
segundo cuadrado (m/s²).61
El instrumento que sirve para medir las vibraciones se llama vibrómetro o acelerómetro.
Este aparato convierte la vibración de un objeto en una señal eléctrica que mediante un
indicador determina los valores de dicha vibración. Para esta medición debe colocarse
el objeto a medir junto al acelerómetro para tomar los datos requeridos.62
Las etapas consecutivas que se usan para medir y analizar una vibración, que hacen
parte de la cadena de medición son:




61
Etapa transductora
Etapa de acondicionamiento de la señal
Etapa de análisis y/o medición
Etapa de registro
Saavedra, Pedro. La medición y análisis de las vibraciones como técnica de inspección de equipos y
componentes, aplicaciones, normativas y certificación. Universidad de Concepción. Chile.
62
Águila Soto, Antonio D. Procedimiento de Evaluación de Riesgos Ergonómicos y Psicosociales.
42
TÉCNICAS DE ANÁLISIS DE VIBRACIONES
a. Análisis Espectral
La función del análisis espectral es descomponer la señal que viene del transductor
vibratorio en el dominio del tiempo en sus propios componentes espectrales en
frecuencia. En el caso de las maquinas que necesitan ser medidas en cuanto a su
vibración, el análisis espectral permite, "correlacionar las vibraciones medidas
generalmente en sus descansos, con las fuerzas que actúan dentro de ella".63
b. Análisis de la Forma de Onda
El análisis de la forma de la onda, puede brindar información adicional al análisis
espectral. Este se usa sobre todo para hallar problemas como: Impactos, truncaciones,
modulación en amplitud y frecuencia o algún tipo de rozamiento intermitente.
c. Análisis de Fase de Vibraciones
El análisis de fase de las vibraciones consiste en definir la diferencia de fase que
pueda haber entre dos vibraciones que posean la misma frecuencia como por ejemplo,
la diferencia en tiempos o grados en donde estas tengan su punto máximo y mínimo, o
su valor cero.
d. Análisis de Demodulaciones
Este análisis trabaja en amplitud y con él se puede analizar la envolvente de la señal
temporal de una señal modulada, permitiendo determinar la periodicidad de las
modulaciones.
e. Transformadas Rápida de Fourier
Para analizar las señales en el dominio de la frecuencia se usa una gráfica de amplitud
contra frecuencia. Esta es una gran herramienta para la medición de vibraciones de un
sistema o elemento. Esta transformada creada por el matemático Jean Baptiste
Fourier64 representa una señal compleja en el dominio del tiempo por medio de series
de curvas sinusoidales con valores de amplitud y frecuencia específicos. Lo que hace
un analizador de espectro que trabaje con la FFT (Transformada rápida de Fourier) es
capturar una señal de un sistema, calcular todas las series de señales sinusoidales que
contiene la señal compleja y por último mostrarlas de forma individual en una gráfica de
espectro.
63
Saavedra, Pedro. La medición y análisis de las vibraciones como técnica de inspección de equipos y
componentes, aplicaciones, normativas y certificación. Universidad de Concepción. Chile.
64
(1768 - 1830) Matemático y físico francés conocido por sus trabajos sobre la descomposición de
funciones periódicas en series trigonométricas convergentes llamadas Series de Fourier.
43
4.1.2.2.
EL ACELERÓMETRO
El acelerómetro realmente es un transductor y su función es medir la aceleración de
objetos o sus cambios en velocidad. Es decir, el acelerómetro mide la frecuencia y la
amplitud de las vibraciones en todos sus ejes, por lo que servirá para medir la
respuesta en frecuencia del vibrador óseo. El más común de los acelerómetros es el
piezoeléctrico por compresión. A este cuando se le comprime un objeto cristalino
piezoeléctrico, se produce una carga eléctrica proporcional a la fuerza que se le aplico.
El principio básico del acelerómetro tiene que ver con un sistema que consiste en
masas y resortes en la cual, según la ley de Hooke, "la fuerza de resistencia o la
fuerza para establecer la posición de equilibrio en un resorte, es proporcional a la
cantidad de fuerza al estirarlo o comprimirlo".
Figura 2. Componentes de un acelerómetro piezoeléctrico.
65
El acelerómetro piezoeléctrico es el transductor estándar para medición de
vibración en máquinas. En este aparato la masa sísmica está agarrada a la base
con un eje, que a su vez está apoyado en un resorte. El componente
piezoeléctrico está entre la base y la masa. El elemento cristal suele ser cuarzo.
Cuando se mueve el acelerómetro, la fuerza requerida para mover la masa
sísmica esta soportada por el elemento que se está midiendo. La fuerza sobre el
cristal produce la señal de salida que es proporcional a la aceleración del
transductor. Los acelerómetros son lineales en el sentido de la amplitud, logrando
que estos tengan un rango dinámico muy largo.
4.1.2.3
TRANSDUCTORES DE BOBINA MÓVIL
En esta parte del proyecto se hablara sobre los transductores que se usaran para el
dispositivo que se va a diseñar y construir.
4.1.2.3.1
DEFINICIÓN
La función de un transductor es transformar algún tipo de energía en otro diferente. En
este caso, un parlante de bobina móvil lo que hace es transformar la energía eléctrica
65
Fuente: www.DLIengineering.com
44
que le llega a este en energía acústica la cual es escuchada por el oído humano. El
parlante como se dijo anteriormente convierte un mensaje que puede ser una voz o
música o algún tipo de sonido que viene convertida en una señal eléctrica, en una
señal audible para el ser humano, usando el rango de frecuencias audible por
humanos, es decir, desde 20 Hz hasta 20 KHz. Aunque el parlante es simplemente una
parte de todo un sistema, ya que existe una previa amplificación de la señal; y si es una
señal grabada, primero hay un transductor (micrófono) que convierte la señal acústica
en eléctrica. Y ya después de todo este proceso el mensaje llega al parlante para ser
transportado a los receptores [Giordano, 2003].
4.1.2.3.2 FUNCIONAMIENTO
Mediante el uso de una bobina que pueda deslizarse axialmente y la implementación
de imanes, el parlante puede reproducir un mensaje en un mayor rango de frecuencias
sonoras a una gran potencia y con menos distorsión.
La salida de voltaje que tiene un amplificador va con las variaciones de sonido que
tiene el mensaje a enviar. Al conectar el amplificador con el parlante de bobina móvil, la
corriente que circula lleva las variaciones correspondientes al sonido que se está
reproduciendo. Esto es debido a un principio de la Naturaleza (Ley de Ampére), "la
corriente en la bobina genera un campo magnético con las variaciones de la señal de
interés"66.
Si la bobina móvil está en un lugar con campo magnético, existirán fuerzas atractivas y
repulsivas entre la bobina y el imán, esto es debido al campo variable de la bobina y al
campo estático del imán. Si el imán está fijo, las fuerzas generadas harán que la bobina
que es la parte móvil del transductor se desplace. Ya para lograr una señal acústica en
el transductor se agrega un cono a la bobina que mueva el aire que lo rodea.
Las partes de un parlante de bobina móvil son:
Figura 3. Parlante de bobina móvil y sus partes.
66
67
Giordano, José Luis. El parlante de bobina móvil. Artículo. 2003
Fuente: coib.webatu.com
67
45
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Cono o diafragma
Chasis
Yugo o en algunos casos disco posterior
imán permanente anular
bobina móvil cilíndrica
Tapa de retención de polvo
Hilos de conexión de la bobina
Bornes de conexión
La corriente eléctrica que esta variando con la música interactúa con el campo estático
y esto produce una fuerza magnética sobre la corriente que llega a la bobina. "La
magnitud de esta fuerza es proporcional a la intensidad del campo estático y a la
intensidad de la corriente"68. Además debido a la fuerza de Lorentz (fuerza ejercida por
el campo electromagnético que recibe una partícula cargada o una corriente eléctrica)
que es perpendicular a la interacción de direcciones que crean las corriente y el campo
magnético; la bobina se mueve solo de forma longitudinal y según las variaciones que
tenga la corriente. Finalmente el cono que está pegado a la bobina se mueve con la
bobina hacia atrás y adelante desplazando el aire; esto genera las ondas acústicas
reproduciendo así el mensaje enviado como señal eléctrica al parlante entre el rango
audible (20Hz a 20KHz).
4.1.2.4 VIBRADORES
El vibrador consta de dos bobinas que están inmersas en una región con campo
magnético, existirán fuerzas atractivas y repulsivas entre las bobinas y el imán, debidas
al campo variable de la bobina y al campo estático del imán. Como el imán está fijo,
estas fuerzas producirán el movimiento del oscilador. La forma de obtener una señal
acústica de esto es logrando que el oscilador se mueva y genere las vibraciones que se
generan por la señal de entrada
Las partes del vibrador son:
Figura 4. Composición de los vibradores.
6
68
Giordano, José Luis. El parlante de bobina móvil. Artículo. 2003
46
1.
2.
3.
4.
5.
6.
imán permanente anular
bobinas
Hilos de conexión
Entrada de señal
Aro conector (hilos y bobinas)
Oscilador (motor descentrado)
El movimiento de estos vibradores maneja un principio muy parecido a los
transductores de bobina móvil, la diferencia en estos es que la salida que en la de una
parlante es un cono, en los vibradores es un oscilador descentrado que gira
dependiendo de las variaciones de la corriente. Es decir, la corriente eléctrica variable
interactúa con el campo estático que hay dentro del vibrador, esto produce una fuerza
magnética sobre la corriente y las bobinas. La magnitud de la fuerza es proporcional a
la intensidad del campo estático y a la intensidad de la corriente haciendo que la bobina
siga las variaciones de corriente y por último que el oscilador empiece a moverse
según la música y sus cambios. Finalmente por la vibración de este, la música llega
como vibración transformada en señal acústica al oído interno para que sea percibido
el mensaje por el ser humano.
4.1.2.5 AMPLIFICADORES
Un amplificador es un aparato que con la alimentación de energía, eleva la amplitud de
una señal. Hay distintos tipos de amplificadores como por ejemplo mecánicos,
neumáticos o hidráulicos. Para este proyecto se trabajará con un amplificador
electrónico de potencia de clase AB.69
 La Impedancia: La impedancia es la magnitud resultante del cociente entre el
voltaje y la corriente. Si la corriente varía en el tiempo, la impedancia y el voltaje
se describen como números complejos o funciones del análisis armónico, en el
cual, la parte real es la resistencia y la parte imaginaria es la reactancia.
 La Potencia: Es la cantidad de energía que se puede introducir en la etapa de
potencia antes de llegar a la distorsión70. Potencia máxima eficaz, o potencia
media a régimen continuo es la potencia eléctrica real verificable con
instrumentos que puede proporcionar la etapa de salida durante un minuto a una
frecuencia de 1 kHz (kilo hertzio) sobre la impedancia nominal especificada por
el fabricante (normalmente 4, 6 u 8 Ohmios) y viene dada por la expresión Po=
Vo (rms)²/Zo.71
69
Coetec Micro-technology Co. Ltd. TDA7377. 1998.
Rumsey, Francis & McCormick, Tim. Sonido y grabación. Introducción las técnicas sonoras. IORTV.
2004 (2ª edición).
71
[Honda, J. and Cerezo. J. “Class D Audio”: Application note. Internacional Rectifier, 2003.
70
47
4.1.2.6
FILTROS
Un filtro es eléctrico es un elemento que discrimina una frecuencia o un rango de
frecuencias de una señal eléctrica que pasa por él cambiando su amplitud y su fase.
Los filtros pueden ser pasivos o activos. Los filtros pasivos son constituidos
generalmente por resistencias, condensadores o bobinas. se usan para usar un rango
de frecuencias separándolas del resto del espectro, no poseen ganancia en potencia y
existe cierta dificultad para sintonizarlos. Los filtros activos necesitan de
condensadores, resistencias y amplificadores operacionales, también se usan para
separar frecuencias pero a diferencia de los filtros pasivos, estos si tienen ganancia en
potencia y son fáciles de sintonizar. Los filtros pasivos generalmente constan de un
pequeño y sencillo circuito RC (Resistencia - condensador) o RL (Resistencia Bobina). Los filtros activos por su parte son el conjunto de un circuito RC con un
dispositivo activo. Estos filtros permiten el paso de frecuencias que están dentro del
rango que se calculó atenuando el resto de frecuencias. Dependiendo del número de
células usadas se determina el orden del filtro, así como su respuesta y calidad.72




Filtro de primer orden: atenúa 6dB/octava fuera de la banda de paso.
Filtro de segundo orden: atenúa 12dB/octava fuera de la banda de paso.
Filtro de tercer orden: atenúa 18dB/octava fuera de la banda de paso.
Filtro de orden n: atenúa (6n) dB/octava fuera de la banda de paso.
Filtro Pasa Bajas: Son aquellos que permiten el paso a las frecuencias que son
menores que una determinada, llamada frecuencia de corte. Las frecuencias que son
mayores que la de corte se atenúan fuertemente.
Filtro Pasa Altos: Este filtro permite el paso de las frecuencias mayores a la
frecuencia de corte y atenúa las que son menores a dicha frecuencia.
Filtro Pasa Banda: En este filtro existen dos frecuencias de corte, una primera
frecuencia que toma el límite inferior y una segunda que toma el límite superior, y su
función es dejar pasar las frecuencias que están entre el rango de los dos límites
atenuando el resto.
72
Garcerá, G. y otros: “Conversores conmutados: Circuitos de potencia y control”, vol.1. Valencia,
Servicios de Publicaciones de la Universidad Politécnica de Valencia, 1998.
48
5. DESARROLLO INGENIERIL
El dispositivo creado está dividido en dos partes: La etapa de procesamiento de señal y
la etapa de transducción de la señal. Cronológicamente, la etapa de transducción fue
primero, así que para la explicación del desarrollo ingenieril del aparato se empezara
por esta etapa y luego se explicara la siguiente.
Figura 5. Distribución de las dos etapas del dispositivo.
5.1 ETAPA DE TRANSDUCCION
Esta etapa está conformada por los transductores que se usaron en el diseño del
dispositivo: Audífonos y vibradores óseos. Se hará énfasis en los vibradores ya que
fueron los que tuvieron un proceso de selección y un mayor enfoque en el proyecto.
5.1.1 SELECCION DEL TRANSDUCTOR TACTIL
Para determinar el transductor a utilizar en el proyecto se tomaron en cuenta varios
factores. Las primeras características de este transductor fueron su peso y su tamaño,
ya que al ser un dispositivo portátil el cual va en la cabeza del usuario, tiene que ser
ligero y pequeño. En este primer filtro los transductores seleccionados fueron los de
bobina móvil, piezoeléctricos y vibradores eléctricos. La tabla 3 muestra las
dimensiones de estos tres transductores.
Tabla 3. Diámetro, grosor y peso de transductores escogidos.
El siguiente factor que se tuvo en cuenta fue la respuesta en frecuencia de estos
transductores, ya que para este proyecto es importante la transmisión de las
frecuencias bajas y medias debido a dos factores. Primero, por la transmisión del ritmo
como mensaje primario para llevar los compas de una canción, ya que los instrumentos
49
que llevan el ritmo en la música suelen ser los de percusión y el bajo y estos trabajan
en frecuencias bajas y medias. Segundo, es más fácil para las personas con pérdidas
auditivas identificar las frecuencias bajas debido a la vibración que estas generan y así
lograr determinar el estilo o ritmo de la música que se escucha73 En la investigación se
estudia la respuesta en frecuencia de estos transductores descartando así los
piezoeléctricos ya que no tienen buena respuesta en frecuencias bajas:
Figura 6. Respuesta en frecuencia de transductores piezoeléctricos.
74
Ya después de pasar por estos estudios solo quedaban los transductores de bobina
móvil y los vibradores eléctricos. El último aspecto que se tuvo en cuenta para la
determinación del transductor a usar fue la capacidad de vibración de cada transductor.
Este aspecto es sumamente importante ya que según muchos estudios muestran que
para una buena vibración en el contacto óseo logra una mejor transmisión del mensaje
enviado a las personas que tienen pérdidas en la parte externa y media del oído75
Esta medición se hizo con un acelerómetro enviando tonos puros a tercio de octava
para analizar su comportamiento en la vibración de cada uno. Los resultados de dos de
esas frecuencias en las imágenes 11 y 12.
Imagen 11. Datos de Amplitud vs Frecuencia de vibrador óseo a los 80Hz.
73
74
75
Maudale, Paul. El Método Tomatis y la Música.
Extraído de audioplanet.biz
Sitiodesordos "Los sordos "escuchan" las vibraciones".2001.
50
Imagen 12. Datos de Amplitud vs Frecuencia de vibrador óseo a los 315Hz.
En la medición del pequeño parlante de bobina móvil el acelerómetro no pudo tomar
datos ya que la vibración del transductor era totalmente despreciable, así que este
prueba final hizo que se descartara el parlante dinámico teniendo como única opción
los vibradores eléctricos que aunque tienen un funcionamiento muy similar a los
transductores dinámicos, estos tienen un disco descentrado que gira dependiendo de
las fluctuaciones de corriente a las que se someta logrando así una mayor vibración y
por tanto una mejor transmisión del mensaje para las personas con discapacidad
auditiva, esto afirmado anteriormente.
5.1.2 OBTENCIÓN DE DATOS DE VIBRADORES
Al haber seleccionado el transductor a utilizar, primero se hizo una medición de su
respuesta en frecuencia. Para esto se utilizó un acelerómetro tomando los datos de la
Transformada Rápida de Fourier utilizando un amplificador alternativo, un generador de
tonos y el acelerómetro que a su vez iba conectado a un software tipo DAW el cual
entregaba los datos de la amplitud según la frecuencia generada. A continuación un
diagrama de bloques de la conexión de esta medición:
Figura 7. Diagrama de conexión para medición de respuesta en frecuencia del vibrador óseo.
Luego de la medición de la respuesta en frecuencia de los vibradores se obtuvieron los
datos de voltaje, corriente y potencia a las que operan estos transductores. Estos datos
51
fueron extraídos del catálogo de productos de la empresa PRECISION MICRODRIVES
LTD 76 Los datos de este vibrador en la tabla 4.
Tabla 4. Datos relevantes de valores del vibrador óseo
Figura 8. Dimensiones del vibrador óseo.
77
Imagen 13. Foto de un vibrador óseo recubierto de material termo encogible.
5.1.3 ENSAMBLE ESTÉREO Y MONO DE TRANSDUCTORES VIBRATORIOS
En esta etapa del proyecto se unieron los vibradores a un conector de 3.5mm para la
conexión al amplificador, teniendo semejanza a transductores binaurales, es decir,
transmitiendo información a los dos lados de la cabeza. Se hicieron tres modelos para
el diseño del dispositivo los cuales son:
76
77
Precision Microdrives Limited. Canterbury Court, 1-3 Brixton Road. Londres, Reino Unido.
Fuente: Pico Vibe. Product Datasheet. Precision MIcrodrives. 2011.
52
El primer modelo tiene un vibrador a cada lado, conectado a un plug estéreo por medio
de un cable de doble vía (estéreo). Ver Figura 9.
Figura 9. Dibujo del primer modelo estéreo de los vibradores.
El segundo modelo tiene dos vibradores por lado conectado de la misma forma que el
primero, teniendo como ventaja el uso de cuatro puntos para la transmisión ósea. Este
modelo también es estéreo. Ver Figura 10.
Figura 10. Dibujo del segundo modelo estéreo de los vibradores
El último modelo simplemente tiene un único vibrador conectado a un plug monofónico
de 1/8 por medio de un cable de una sola vía y cumple la función de subwoofer . Ver
Figura 11.
Figura 11. Dibujo del modelo monofónico del vibrador.
53
5.1.4 POSICIONES DE LOS TRANSDUCTORES
Para la posición de los transductores primero se hizo una revisión bibliográfica de
varios artículos que hablan acerca de la vibración ósea como transmisión del sonido al
cerebro. Uno de estos textos guías para determinar la posición de los vibradores fue el
antecedente de Pierre-Antoine Bouzar el cual había creado unos audífonos para sordos
que funciona por vibración ósea 78 El hueso temporal debido a su estructura
neumática y su posición, ya que dentro de este están las diferentes partes del
oído, es de gran importancia en cuanto a la transmisión de señales por vía
ósea, porque los mensajes que se envíen por medio de este hueso vibraran
hasta llegar directamente a el oído interno para el proceso y percepción del
sonido79
Imagen 14. Ubicación del hueso temporal.
80
Según estos datos y la afirmación de las referencias anteriores, los
transductores fueron ubicados en tres partes.
La primera posición fue justo delante de la oreja, esta posición es justo en la
articulación temporomandibular que pertenece a la región pre auricular. Esta zona se
escogió debido a la cercanía con el sistema auditivo, sobre todo con el oído interno,
además por la estructura neumática del hueso temporal que ayuda a la conducción de
la señal enviada81. La segunda posición va detrás del oído, exactamente en el
mastoideo, esta de todas las posiciones fue escogida desde la revisión bibliográfica ya
que según muchos textos y publicaciones, esta es una de las zonas más sensibles
78
Gadgetos, P i e r r e A n t o i n e B o u z a r , “Shake Up: un prototipo de auriculares para
sordos".2008.
79
Hueso Temporal. 2010. OCW-Universidad de Salamanca.
80
81
Fuente: energíasacrocraneal.com
Granizo Lopez, Rafael. Fisiología de la articulación temporomandibular: Anomalías y deformidades.
Hospital Clínico San Carlos. Madrid.
54
cuando se trata de conducción ósea, sus razones son muy parecidas a las de la
primera posición, pero hay que sumarle que el sistema auditivo se encuentra en mayor
contacto con esta zona ya que en esta parte del hueso temporal es donde se encuentra
el oído y todos sus componentes. Y la tercera posición es en la parte trasera de la
cabeza, justo debajo de la región occipital del cráneo, en esta zona se piensa ubicar el
subwoofer del dispositivo usando la vibración de las frecuencias bajas para hacer
resonar toda la cabeza, esta zona fue tomada del dispositivo Shake up creada por
Pierre-Antoine Bouzar, el cual es uno de los antecedentes de este proyecto.
Imagen 15. Posición de los vibradores óseos
Este dispositivo trabaja con audífonos y vibradores óseos al tiempo para tratar
de abarcar dos tipos de hipoacusia. El primero es la pérdida perceptiva, estos
no sienten las vibraciones del cuerpo, pero si pueden escuchar por vía
conductiva; y lo segundo es la pérdida conductiva, los cuales no pueden
escuchar por problemas en el oído externo o medio, pero si pueden llegar a
percibir las vibraciones que se generan 82. Este dispositivo está pensado que
funcione para pérdidas de hasta 40-45 dB, debido a los datos de fabricante que
habla sobre su valor máximo de ganancia, el cual es el tope de este proyecto 83.
Esto abarca pérdidas leves que van desde 10 hasta 40 decibeles y parte de pérdidas
medias que van desde 40 a 70 decibeles.84
5.2. ETAPA DE PROCESAMIENTO DE SEÑAL
Esta etapa consta de dos partes: Filtrado y amplificación. En la Figura 12 se
puede ver cómo está constituida esta etapa.
82
Córdoba, Dario. Toxicología. Segunda edición. 1991
Precision Microdrives Limited. Canterbury Court, 1-3 Brixton Road. Londres, Reino Unido
84
Córdoba, Dario. Toxicología. Segunda edición. 1991.
83
55
Figura 12. Distribución de etapa de procesamiento de señal.
5.2.1 FILTROS
Para los filtros se optó por unos de tipo pasivo RC. Esto se hizo debido a que los filtros
de tipo pasivo a diferencia de los activos no tienen ganancia en potencia y además no
necesitan de un operacional haciendo que el circuito final del dispositivo sea más
grande contradiciendo la finalidad portátil del aparato85
Se usaron dos filtros pasa altas, uno para cada lado de la salida estéreo (izquierdo y
derecho). Y se usó un filtro pasa bajas para la salida mono en la que va el vibrador que
van en canal central en función de subwoofer. La frecuencia de corte escogida para
estos filtros fue de 400 Hz y su cálculo fue el siguiente.
Donde:
Fc: Frecuencia de corte del filtro.
R: Valor de la resistencia.
C: Valor del condensador.
Ya sabiendo que frecuencia de corte usar, se le dio un valor al condensador usando
uno de valor comercial para hallar la resistencia, después de varios cálculos, se
encontró un valor comercial en las resistencias. Al despejar la ecuación quedo de la
siguiente forma.
85
Garcerá, G. y otros: “Conversores conmutados: Circuitos de potencia y control”, vol.1. Valencia,
Servicios de Publicaciones de la Universidad Politécnica de Valencia, 1998.
56
Esto dio como resultado.
El resultado de los filtros en la Figura 13.
Figura 13. Circuitos de filtro pasa altas y pasa bajas respectivamente.
5.2.2 DISEÑO Y CONSTRUCCION DEL AMPLIFICADOR
En esta etapa del proyecto, empieza la búsqueda de un amplificador que
cumpla con los requisitos necesarios para el funcionamiento óptimo de este
dispositivo. Antes de llegar al amplificador final se pasó por otro tipo de
amplificadores que finalmente no servían para las necesidades de este
proyecto.
Los primeros requisitos para el amplificador fueron su tamaño y su voltaje de
alimentación; estos dos aspectos tienen que ser pequeños debido a la
portabilidad de el aparato. En este proceso entraron dos amplificadores: LM386
y TDA7377.
El primer amplificador seleccionado fue el LM386. En ese momento fue
escogido por el tamaño del ensamble ya que era pequeño y además porque
podía ser alimentado por 3 voltios mínimo, se hizo un primer diseño y no
funcionó muy bien. El gran problema de este amplificador fue su única salida
monofónica, al cual para lograr que funcionara con una salida estéreo de
vibradores y una monofónica, se debía construir tres amplificadores para cada
vía (izquierda, derecha y central
57
Para no cometer el error que se tuvo con el LM386, se empezó una búsqueda
exhaustiva de un amplificador que tuviera una salida estéreo y que además se sumara
otra salida monofónica y que también no tuviera problemas en la amplificación en todas
estas vías. Finalmente se construye un amplificador con el TDA7377. La ventaja que
tiene este con respecto al LM386, es su salida múltiple, ya que se puede configurar
para que pueda amplificar de forma estéreo y además tener una salida bridge
monofónica, la cual es totalmente necesario para el funcionamiento de los vibradores.
Figura 14. Circuito de amplificador TDA7377.
86
Su montaje fue ligeramente cambiado al original ya que, los condensadores de salida
se quitaron y se pusieron otros de mayor valor para una mejor reproducción del
sonido87 La resultante de este circuito se puede ver en la Figura 14.
A continuación, en la Tabla 5 se comparan los valores de potencia disipada, etc. de
amplificadores LM386 y TDA7377.
Tabla 5. Datos generales de desempeño de amplificadores.
Finalmente se construye el amplificador TDA7377 en configuración estéreo bridge para
el dispositivo junto a unos filtros RC de tipo pasivo. Su medición se hizo con una fuente
86
Fuente: TDA7377 Datasheet. Coetec Micro-Technology Co., Ltd.1998.
87
ediciones CEAC. Equipos de sonido "Cassettes, audio y amplificadores". 2001.
58
DC enviando 18 voltios, un generador de señal funcionando a 200mVrms que es lo que
generalmente envía un reproductor portátil de música y un osciloscopio determinando
su potencia, voltaje, etc. Esto se hizo para determinar su funcionalidad en el dispositivo
para luego comparar estos datos con los de los vibradores.
Figura 15. Diagrama de conexión de medición del amplificador.
El diseño final de la etapa de procesamiento de señal se describe en la Figura 16.
Figura 16. Etapa de procesamiento de señal.
59
5.3 MEDICION OBJETIVA
Para la medición del dispositivo final no se pudo utilizar el acelerómetro que se usó en
la primera etapa de la construcción del dispositivo, ya que el rango de medición de éste
solo llega hasta los 500 Hz y es necesario saber hasta qué frecuencia puede llegar a
funcionar el dispositivo final. Para esto se usó un transductor piezoeléctrico como
capturador de la señal, este a su vez estaba conectado a una interfaz que iba a un
software tipo DAW para la medición de respuesta en frecuencia haciendo una FFT en
las señales medidas. Esta medición se hizo enviando tonos puros desde un generador
de tonos a un tercio de octava desde 40 Hz hasta 10 KHz. Se usó como software de
medición CUBASE, el cual es muy confiable por su bajo porcentaje de error según las
características mostradas en el manual de uso de este software.
Figura 17. Diagrama de conexión para medición final del dispositivo.
5.4 MEDICION SUBJETIVA
La medición subjetiva fue realizada en el Club de Leones de Buenaventura, lugar
donde se reúnen las personas vinculadas al Colegio para niños sordos Federico
Waisser de esta ciudad. La realización de la prueba contó con la colaboración de la
Fonoaudióloga Martha Triana, persona muy bien calificada debido a sus años de
experiencia e interacción con personas que poseen discapacidad auditiva. La medición
fue realizada con una muestra de 27 personas con pérdidas severas (70 a 90) y
profundas (+90). Los participantes cuentan con edades entre 5 y 55 años, siendo 14
personas de la muestra del sexo masculino y 13 del sexo femenino; pertenecientes a
estratos 1 y 2. Dos personas son de raza blanca y veinticinco son de raza negra. Solo
dos personas saben leer y escribir, por lo que la mayoría tiene problemas de
analfabetismo, pero todas las personas de la prueba saben comunicarse por lenguaje
de señas.
60
Se consideró que, al realizar la medición en un grupo de personas con pérdidas
superiores a 50 dB y obtener las mediciones positivas que se muestran a continuación,
los resultados han sido superiores a lo esperado inicialmente por la presente
investigación.
En la parte de metodología se explica paso a paso el desarrollo de la medición,
justamente en el Protocolo de Medición y en el Manual de Procedimiento. En la prueba
se reprodujeron dos canciones y los participantes en primer lugar usaban los audífonos
para comprobar si lograban percibir la canción por vía conductiva. Luego se
desconectaban los audífonos y empezaban las pruebas con los vibradores y las tres
posiciones escogidas con anterioridad.
La primera posición fue justo delante de la oreja, esta posición es justo en la
articulación temporomandibular. La segunda posición va detrás del oído, exactamente
en el mastoideo. Y la tercera posición es en la parte trasera de la cabeza, justo debajo
de la región occipital del cráneo.
Luego de la prueba con el dispositivo, la muestra calificó el funcionamiento del
dispositivo en ellos por medio de una encuesta validada por la Fonoaudióloga Martha
Triana y la Psicóloga María del Socorro Granja, ambas con experiencia en pruebas
experimentales hacia personas. Esta encuesta se encuentra en el anexo 1 de este
proyecto junto a la carta de aprobación.
Para el estudio estadístico de esta prueba, fue necesario el asesoramiento de una
persona experimentada en el tema. Por lo que se utilizó estadística descriptiva en el
análisis de los datos recogidos en la medición. Los datos estadísticos son
referenciados del libro "Probabilidad y Estadística Para Ingenierías y Ciencias 88 y de
"Distribuciones de Probabilidad89.
Para el análisis estadístico se utilizó el software SPSS versión 20. Este elemento fue
necesario para el estudio de los datos adquiridos en la medición con la muestra
utilizada en la prueba subjetiva. El primer paso fue hacer una tabla de datos generales
(tabla 6) donde se encontraba todo lo que estaba en las encuestas que hicieron los
participantes de la prueba.
88
89
Devore, Jay L. Probabilidad y Estadística Para Ingenierías y Ciencias. Sexta Edición
Distribuciones de Probabilidad. Artículo. pdf. extraído http://dxsp.sergas.es.
61
Tabla 6. Datos generales de la medición subjetiva.
Teniendo los datos generales de la encuesta se recodifican las variables que se
utilizaron en la medición mediante el siguiente criterio.
62
Tabla 7. Abreviaturas y significados de las variables.
ABREVIATURA
GPOD
GPOI
CP
EP
PA
PVP1
PVP2
PVP3
PVT
NOMBRE COMPLETO DE LA VARIABLE
GRADO DE PERDIDA OIDO DERECHO
GRADO DE PERDIDA OIDO IZQUIERDO
CAUSA DE LA PERDIDA
EDAD DE LA PERDIDA
PERCEPCION CON AUDIFONOS
PERCEPCION CON VIBRADORES POSICION
1
PERCEPCION CON VIBRADORES POSICION
2
PERCEPCION CON VIBRADORES POSICION
3
PERCEPCION DE VIBRADORES TOTAL
Para los grados de pérdida tanto en el oído derecho, como en el izquierdo, se
trabajaron tres niveles de pérdida: Severa (70 a 85 decibeles), severa-profunda(85-90
decibeles) y profunda (mayor a 90 decibeles). Estos datos se pasaron a números de la
siguiente forma.
Tabla 8. Codificación de datos según grado de pérdida auditiva en ambos oídos.
CODIGO
1
2
3
GPOD/GPOI
PROFUNDA
SEVERA
SEVERAPROFUNDA
La Causa de la pérdida se clasificó en tres elementos, los cuales son causas
prenatales, neonatales y postnatales, su codificación fue la siguiente.
Tabla 9. Codificación de datos según causa de la pérdida.
CODIGO
1
2
3
CP
PRENATAL
NEONATAL
POSTNATAL
Como las causas de la pérdida eran diferentes para muchos participantes de la
muestra, se clasificó la causa en las tres variables que se ven en la Tabla 9. Pero
63
dentro de esas variables, se encuentran las causas de cada participante de la muestra.
Su clasificación fue la siguiente (tabla 10).
Tabla 10. Clasificación de las causas de pérdida según su variable.
PRENATAL
CONGENITO
PREMATUREZ
VIRAL EMBARAZO
HEREDITARIA
TRAUMATISMO
FETAL
ANOXIA PERINATAL
POSTNATAL
NEONATAL
MENINGITIS
HIDROCEFALEA
MEDICAMENTO
OTOTOXICIDAD
La edad de la pérdida y el sexo de cada participante fue codificado de la siguiente
forma.
Tabla 11. Codificación de datos según edad de la pérdida y sexo.
CODIGO
1
2
3
EP
NACIMIENTO
DE 0 A 5 AÑOS
MAYOR DE 5
AÑOS
SEXO
MASCULINO
FEMENINO
En cuanto a la calificación de la percepción, se utilizaron ítems del 1 al 5, calificando el
número 1 como "No escucha", y el 5 como una percepción "Excelente". Dentro de esta
calificación, entran las variables: Percepción de los audífonos, percepción de los
vibradores en posición 1, percepción de los vibradores en percepción 2, percepción de
los vibradores en posición 3, percepción de los vibradores total.
Tabla 12. Codificación de datos según las variables de percepción.
CODIGO
1
2
3
4
5
PA/PVP1/PVP2/PVP3/PVT
1-NO ESCUCHA
2-REGULAR
3-BUENO
4-MUY BUENO
5-EXCELENTE
Para la percepción total de los vibradores, se toma un estimado de lo que sería la
sumatoria total de las tres posiciones vibratorias. Y según la tala 7, como cada posición
64
de vibración arroja un dato de percepción que va del 1 al 5. Para la percepción total se
tienen tres números que representan a cada posición de conducción ósea, que
finalmente se convierte en un solo número. Para esta variable, se tomaron las
calificaciones hechas por los participantes de la prueba en cuanto a las tres posiciones
de vibración y se tomó el siguiente criterio para encontrar la PVT.
Tabla 13. Criterio de calificación de PVT según la calificación de las 3 posiciones de vibración.
Las calificaciones de MALO y MUY MALO corresponden al ítem NO ESCUCHA en la
tabla 7 y a la calificación de la percepción.
Finalmente, se recodifican las variables: Entendió el mensaje y mensaje decodificado.
Estos últimos en donde los participantes de la prueba muestran si pueden reconocer el
género y las canciones comunicando su entendimiento de la señal y su nivel. Su
codificación fue la siguiente.
Tabla 14. Codificación de los datos según el entendimiento del mensaje.
CODIGO
1
2
3
4
ENTENDIO EL
MENSAJE
SI
NO
MENSAJE
DECODIFICADO
SI
REGULAR
SOLO RITMO
NO
La recodificación de los datos fue necesaria para la simplicidad en el uso del software
convirtiendo todos los datos a números y abreviaturas. Al haberlo recodificado, la tabla
de datos generales queda de la siguiente manera.
65
Tabla 15. Tabla de datos generales recodificada.
Los resultados del análisis descriptivo del funcionamiento del dispositivo en la muestra
se muestran en la Presentación y Análisis de Resultados en la parte de datos de la
muestra.
66
6. PRESENTACION Y ANALISIS DE RESULTADOS
A continuación los resultados de todas las mediciones hechas como test de
desempeño del dispositivo portátil.
6.1. MEDICIONES OBJETIVAS
En este punto del proyecto se dan a conocer los resultados de las mediciones
del dispositivo hechas de forma objetiva.
6.1.1 MEDICION DE LOS VIBRADORES OSEOS
Los primeros datos son de la medición del vibrador óseo con el acelerómetro. La
medición hecha a un tercio de octava llega solo hasta los 500 Hz debido al rango de
medición de este aparato. Los resultados expuestos a continuación en las imágenes 16
a y b son de la frecuencia más baja y más alta capturada por el acelerómetro, el resto
de las gráficas están en el anexo 2:
Imagen 16a. FFT vibrador óseo a 63 Hz.
Imagen 16b. FFT vibrador óseo a 500 Hz.
67
Tabla 16. Datos obtenidos de gráficas de medición de respuesta en frecuencia de vibradores óseos,
unidad de los vibradores en aceleración (G).
Gráfica 1. Datos de la medición aceleración vs frecuencia.
En esta gráfica se puede notar la respuesta en frecuencia de los vibradores hasta los
500 Hz, tienen una buena respuesta de vibración, sobre todo en las frecuencias entre
63 y 80 Hz. Esto es muy bueno para la transmisión del ritmo de una canción ya que
como se dijo en el desarrollo ingenieril, es importante la transmisión de las frecuencias
bajas para las personas con pérdidas auditivas.
6.1.2 MEDICION DEL AMPLIFICADOR
La medición del amplificador se usó para determinar si podía llegar a los valores
necesarios para la excitación de los transductores. En la Tabla 14 a y b se muestran los
datos de voltaje, ganancia y potencia de cada salida. Las salidas tienen el nombre del
transductor al que el amplificador dirige la señal. Los datos de esta medición fueron las
siguientes:
Corriente del circuito: 180 mA.
Voltaje de alimentación: 18 voltios.
Voltaje de entrada: 1 voltio rms.
Impedancia: 13.74 Ohmios en el subwoofer y 21.21 Ohmios en salidas estéreo.
68
Tabla 17a. Datos de la medición del amplificador, salida del subwoofer.
SUBWOOFER
VOLTAJE RMS
POTENCIA
RMS
GANANCIA
63Hz
4.02
125Hz
4.02
250Hz
3.88
500Hz
3.88
1KHz
2.47
2KHz
1.41
725mW
4
725mW
4
699mW
3
699mW
3
445mW
2
254mW
1
Tabla 17b. Datos de la medición del amplificador, salida de vibradores estéreo.
ESTÉREO
VOLTAJE RMS
POTENCIA
RMS
GANANCIA
250Hz
3.67
500Hz
3.74
1KHz
3.81
2KHz
3.95
4KHz
3.95
8KHz
4.02
10KHz
4.1
661mW
3
674mW
3
687mW
3
712mW
3
712mW
3
725mW
4
738mW
4
Los datos de las Tablas 17a y 17b nos muestra el comportamiento en la salida del
amplificador TDA7377 que se utilizo tanto en la salida del subwoofer, como en la salida
estéreo, se puede ver, los filtros están funcionando como deben, teniendo como
frecuencia de corte 400Hz, teniendo una pendiente suave según los resultados de la
medición. Para determinar su funcionamiento según los datos que requieren los
vibradores, la forma más fácil es compara datos requeridos contra los datos
encontrados en la anterior tabla. Para eso, primero se muestra una tabla de datos de
los vibradores, a continuación en la Tabla 15.
Gráfica 2. Curva de voltaje vs frecuencia de la salida del amplificador.
4.5
4
3.5
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0
SUBWOOFER V
6.3k
2.5k
1.25k
630
315
160
80
40
20
ESTÉREO V
En la gráfica 2 se puede notar la respuesta en frecuencia de las salidas del
amplificador, mostrando el funcionamiento de los filtros usados en la etapa de
procesamiento de señal, teniendo una curva de decaimiento de forma moderada.
69
Tabla 18. Datos de los transductores.
TRANSDUCTORES IMPEDANCIA POTENCIA
SUBWOOFER
24
190mW
AUDIFONOS
32
25mW
24 IZQ/24
VIBRADORES 2
DER
280mW
12 IZQ/12
VIBRADORES 4
DER
560mW
VOLTAJE
3V
200mV
3V
3V
A la izquierda se indica que tipo de transductor es el que se mide. teniendo los datos
que necesitan los transductores para moverse; se toman los datos del amplificador que
puedan excitar a los vibradores con la señal, teniendo en cuenta los valores de máximo
voltaje que es en el rango de frecuencias que funciona el amplificador según la salida y
el filtro que use, la resultante de esto, es la Grafica 3.
Grafica 3. Comparación entre voltaje de salida del amplificador y voltaje necesario de transductores.
4.5
4
3.5
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0
Transductores
Salida Amplificador
Subwoofer
Audifonos
Vibradores 2
Teniendo la grafica como comparación, se puede ver la diferencia en voltajes que hay
entre la necesitada por los transductores y la generada por el amplificador,
concluyendo el buen funcionamiento del dispositivo.
70
Grafica 4. Comparación de datos de potencia entre transductores y amplificador
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
Transductores
0.3
Salida Amplificador
0.2
0.1
0
Subwoofer Audifonos Vibradores Vibradores
2
4
Al igual que en la grafica de voltaje, la potencia disipada por amplificador es mucho
mayor que la necesitada por los transductores, haciendo que el dispositivo trabaje de
forma optima para los fines requeridos.
6.1.3. MEDICION OBJETIVA DEL DISPOSITIVO FINAL
Para esta medición se utilizó un transductor piezoeléctrico para la captura de la señal
para así realizar la última medición de respuesta en frecuencia del dispositivo. Los
datos resultantes a continuación.
6.1.3.1 VIBRADOR SUBWOOFER
A continuación, en la imagen 17a, 17b y 17c, las graficas de tres frecuencias de la
medición del subwoofer. La frecuencia reproducida más baja, la más alta y la
frecuencia de corte. El resto de las frecuencias en el anexo 3.
Imagen 19a. Gráfica de señal de 50 Hz. Frecuencia reproducida más baja.
71
Imagen 19b. Gráfica de señal de 400 Hz. Frecuencia de corte.
Imagen 17c. Gráfica de señal de 1KHz. Frecuencia reproducida más alta.
Gráfica 5. Datos generales de la medición del subwoofer
72
6.1.3.2 VIBRADORES ESTÉREO
A continuación, en las imágenes 18a, 18b y 18c, las graficas de tres frecuencias de la
medición de los vibradores estéreo. La frecuencia reproducida más baja, la más alta y
la frecuencia de corte. El resto de las frecuencias en el anexo 4.
Imagen 18a. Gráfica de señal de 200 Hz. Frecuencia reproducida más baja.
Imagen 18b. Gráfica de señal de 400 Hz. Frecuencia de corte.
73
Imagen 18c. Gráfica de señal de 10 KHz. Frecuencia reproducida más alta.
Gráfica 6. Datos generales de la medición del vibrador estéreo
Con los datos obtenidos tanto de las gráficas del subwoofer, como del vibrador estéreo,
se puede notar que los vibradores junto a su amplificador funcionan en gran parte del
rango de frecuencias audible, ya que según la medición, este dispositivo generó tonos
desde 50 Hz hasta casi 10KHz y fueron capturados por el sistema de medición
utilizado. Además, la gráfica general muestra el trabajo de los filtros pasas altas y pasa
bajas que se introdujeron en el circuito, demostrando su funcionamiento correcto
mostrando la pendiente de caída desde los 400 Hz que es la frecuencia de corte para
los dos tipos de filtro usados. El problema de esta medición tiene que ver con la captura
de los tonos, ya que no se presenta de forma uniforme en las gráficas 5 y 6; esto es
debido a que no se podían unir totalmente los vibradores al piezoeléctrico porque se
74
generaba un ruido que hacía que se perdiera la señal. Esto ocurrió porque el vibrador
al ser tan pequeño, cuando se adhiere a alguna superficie de forma fuerte, el motor
rotatorio no tiene la suficiente fuerza para generar una vibración transmisora que haga
que se vean los picos de los tonos en forma clara, y esta es realmente la única forma
de medir la respuesta en frecuencia de algo tan pequeño porque los acelerómetros que
disponibles no pueden medir este dispositivo debido al tamaño que tiene.
6.2. MEDICION SUBJETIVA
En esta parte del trabajo se entregan los datos adquiridos en la medición subjetiva que
se hizo en el Colegio de Niños Sordos Federico Waisser en la ciudad de Buenaventura.
6.2.1 ANALISIS DESCRIPTIVO DE LOS DATOS
Teniendo en cuenta lo dicho en la metodología y en el desarrollo ingenieril del trabajo,
a continuación se presentan las tablas de frecuencias extraídas de la tabla general de
datos. Las siguientes tablas de frecuencia presentan el GPOI y el GPOD de la
medición.
Tabla 19. Tabla de Frecuencia y porcentaje de la muestra en GPOI y GPOD.
GPOD
PROFUNDA
SEVERA
SEV - PROF
TOTAL
GPOI
PROFUNDA
SEVERA
SEV - PROF
TOTAL
FRECUENCIA
21
4
2
27
FRECUENCIA
12
9
6
27
PORCENTAJE
77.8
14.8
7.4
100
PORCENTAJE
44.4
33.3
22.2
100
Para la comparación la tabla 16 entre el oído derecho y el oído izquierdo, se genera la
gráfica 6. Comparando el mayor número de pérdidas entre los oídos derechos e
izquierdo.
75
Gráfica 7. Grado de pérdida y frecuencia de personas entre el oído derecho e izquierdo
30
25
20
15
GPOI
10
GPOD
5
0
En la Gráfica 7 se puede apreciar que la mayoría (21), correspondiente al 77.8%
presentan pérdida auditiva profunda en el oído derecho, 14.8% severa y sólo el 7.4%
presenta pérdida severa – profunda; en el oído izquierdo 12, correspondiente al 44.4%,
33.3% y 22.2% respectivamente. Según estos datos, las personas presentan un mayor
número de pérdidas profundas en el oído derecho que en el izquierdo, pero en pérdidas
severas y severas-profundas, se presentan mayores cantidades de pérdidas en el oído
izquierdo.
En la tabla 20 se muestran la distribución de sujetos de acuerdo con la causa y la
Gráfica 7 la edad que el individuo tenía cuando sufrió la pérdida auditiva.
Tabla 20. Frecuencia y porcentaje de causa de la pérdida en la muestra.
CP
PRENATAL
NEONATAL
POSTNATAL
TOTAL
FRECUENCIA
16
1
10
27
PORCENTAJE
59.3
3.7
37
100
76
Gráfica 8. Distribución de la edad de la pérdida auditiva.
EDAD DE PERDIDA
AUDITIVA
20
15
10
5
EDAD
0
Haciendo análisis de la Tabla 18 y la Gráfica 8, se puede notar que de las 27 personas
de la muestra, 16 personas equivalentes al 59.3%, sufrieron su pérdida en la etapa
prenatal por diferentes causas como la anoxia perinatal o problemas virales en el
embarazo, etc.; la etapa postnatal fue la siguiente con mayores pérdidas contando con
10 personas, equivalente a; 37% de la muestra, teniendo como causa mayor la
meningitis, causado por medicamentos ototóxicos y ototoxicidad.
Tabla 18. Tabla de frecuencia de la percepción de los audífonos.
AUDIFONOS FRECUENCIA PORCENTAJE
NO
ESCUCHA
8
29.6
REGULAR
1
3.7
BUENO
4
14.8
MUY
BUENO
5
18.5
EXCELENTE
9
33.3
TOTAL
27
100
77
Gráfica 9. Distribución de la muestra según su percepción con los audífonos.
35
30
25
20
15
10
5
0
FRECUENCIA
PORCENTAJE
La Tabla 18 y la Gráfica 9 muestran que 8, correspondientes al 29.6% personas no
escucharon la señal por vía conductiva y 1 sola persona escucho muy poco la señal.
Pero la mayoría pudo escuchar en buena forma la señal, teniendo mayor frecuencia las
personas que le dieron calificación excelente a la percepción de la señal, indicando que
aunque sus grados de pérdida son muy altas, por vía conductiva la mayoría puede
escuchar la señal utilizando el acceso binaural.
Tabla 19a. Distribución de calificación la muestra según posición 1 de vibración.
POSICION 1
NO
ESCUCHA
REGULAR
BUENO
MUY
BUENO
EXCELENTE
TOTAL
FRECUENCIA PORCENTAJE
8
1
2
29.6
3.7
7.4
6
10
27
22.2
37
100
Tabla 19b. Distribución de calificación de la muestra según posición 2 de vibración.
POSICION 2
NO
ESCUCHA
REGULAR
BUENO
MUY
BUENO
EXCELENTE
TOTAL
FRECUENCIA PORCENTAJE
5
3
8
18.5
11.1
29.6
5
6
27
18.5
22.2
100
78
Tabla 19c. Distribución de calificación de la muestra según posición 3 de vibración.
POSICION 3
NO
ESCUCHA
REGULAR
BUENO
MUY
BUENO
EXCELENTE
TOTAL
FRECUENCIA PORCENTAJE
8
7
2
29.6
25.9
7.4
5
5
27
18.5
18.5
100
Con los datos de las Tablas 19 a, b y c de las posiciones de vibración, se generan las
Gráficas 10 a, b y c respectivamente para la comparación de la calificación que la
muestra le dio a las tres posiciones utilizadas.
Gráfica 10a. Distribución de calificación de la muestra según posición 1 de vibración.
40
35
30
25
20
15
10
5
0
FRECUENCIA
PORCENTAJE
Gráfica 10b. Distribución de calificación de la muestra según posición 2 de vibración.
35
30
25
20
15
10
5
0
FRECUENCIA
PORCENTAJE
79
Gráfica 9c. Distribución de calificación de la muestra según posición 3 de vibración.
35
30
25
20
15
10
5
0
FRECUENCIA
PORCENTAJE
Los resultados de la primera posición de la medición de los vibradores en comparación
a los datos obtenidos en la percepción de los audífonos son bastante parecidos, la
cantidad de personas que no escucharon fue la misma (8 personas) y hubo un
aumento en las personas que tuvieron una percepción muy buena y excelente (59%).
En la segunda posición se genera un cambio de los datos en comparación a la posición
1 y a la percepción de los audífonos. Aunque la cantidad de personas que tuvieron una
percepción excelente de la señal disminuyó (6 personas), la cantidad de personas que
no escucharon también bajó (5 personas), logrando un crecimiento en la zona media de
la gráfica, sobretodo en la cantidad de personas que calificaron su percepción de forma
buena (29.6%). Según los datos obtenidos, la posición 3 es la posición de menor
sensibilidad en cuanto a la percepción de la señal enviada; en esta medición las
personas que no escucharon son la mayoría con un total de 8 personas (29.6%),
seguida de las personas que percibieron de forma regular (25.9%), y las personas que
calificaron su percepción de forma excelente y muy buena fueron 5, en cada ítem,
correspondiendo al 18.5% respectivamente.
Tabla 20. Percepción total de las tres posiciones de vibración.
PVT
NO
ESCUCHA
REGULAR
BUENO
MUY
BUENO
EXCELENTE
TOTAL
FRECUENCIA PORCENTAJE
6
4
7
22.2
14.8
25.9
6
4
27
22.2
14.8
100
80
Gráfica 11. Percepción total de las tres posiciones de vibración.
30
25
20
15
10
FRECUENCIA
5
PORCENTAJE
0
La mayor cantidad de personas se encuentran en zona media, siendo las calificaciones
de Bueno y Muy bueno, las personas que no escucharon fueron 6 en total y 4
escucharon de forma excelente, esto puede deberse a que en la conducción ósea
aunque se puede lograr una buena percepción, la inteligibilidad no es tan clara como la
conducción aérea, pero es una buena alternativa para personas con problemas
conductivos. Teniendo en cuenta esto, en comparación con la percepción de los
audífonos que tiene sus picos en sus extremos (no escucha y percepción excelente),
la percepción de los vibradores se logra en ritmo y parte de la melodía teniendo
algunos problemas en la inteligibilidad excelente de la palabra.
Para finalizar en la Tabla 21 y Gráfica 12, se mostraran la tabla y gráfica de frecuencia
que indican a las personas que pudieron entender el mensaje, los que percibieron de
forma regular, los que solo percibieron el ritmo y las personas que no pudieron
entender el mensaje, el resultado fue el siguiente.
Tabla 21. Distribución del entendimiento del mensaje.
SI
REGULAR
SOLO
RITMO
NO
TOTAL
FRECUENCIA PORCENTAJE
20
74.1
3
11.1
1
3
27
3.7
11.1
100
81
Gráfica 12. Distribución del entendimiento del mensaje.
80
70
60
50
40
30
20
10
0
FRECUENCIA
PORCENTAJE
Según la Tabla 21 y la Gráfica 12, el 74.1% de las personas que participaron en la
muestra, es decir, 20 participantes pudieron entender el mensaje reconociendo la señal
enviada en la medición, tres personas escucharon de forma regular, esto significa que
tanto la percepción de la señal, como la inteligibilidad fue difícil de reconocer tanto de
forma conductiva como perceptiva; una sola persona solo entendió el ritmo, pudiendo
reconocer el género de las canciones, pero sin poder saber que canciones eran. Y solo
tres personas no pudieron ni escuchar ni percibir la señal en ningún nivel.
6.2.2 TABLAS DE CONTINGENCIA Y GRAFICAS
Para obtener datos más específicos del funcionamiento del dispositivo en la muestra de
la medición, se utilizaron tablas de contingencia por medio de datos cruzados. A
continuación los resultados de un análisis más a fondo del aparato frente a las 27
personas que participaron en la medición.
Tabla 22. Tabla cruzada entre los grados de pérdida en el oído derecho e izquierdo.
GPOD
PROFUNDO
SEVERO
SEV - PROF
TOTAL
PROFUNDO
10
2
0
12
GPOI
SEVERO
6
2
1
9
SEV - PROF
5
0
1
6
TOTAL
21
4
2
27
La Tabla 22 muestra los datos cruzados de los grados de pérdidas entre los oídos
derechos e izquierdos. Diez personas muestran pérdidas profundas en los dos oídos.
De 11 personas que presentan hipoacusia profunda, 6 tienen pérdida severa y 5
severa-profunda en el oído izquierdo. Dos personas tienen pérdida severa en los dos
oídos y dos personas con pérdida severa en el oído derecho tienen hipoacusia
82
profunda en el oído derecho. En cuanto a pérdida severa-profunda, solo una persona
posee este grado en los dos oídos y otra persona con pérdida severa-profunda en el
oído derecho tiene pérdida severa en el oído izquierdo. Teniendo en cuenta estos
datos, la mayoría de las personas de la muestra presentan hipoacusia profunda
teniendo mayor cantidad en el oído derecho, y el grado con menor cantidad de
personas fue la pérdida severa-profunda.
La tabla 23 muestra la percepción de los audífonos según el grado de perdida en el
oído derecho (GPOD) e izquierdo (GPOI).
Tabla 23. Distribución percepción de audífonos según grado de perdida en los dos oídos.
PVT
NO ESCUCHA
REGULAR
BUENO
MUY BUENO
EXCELENTE
TOTAL
PVT
NO ESCUCHA
REGULAR
BUENO
MUY BUENO
EXCELENTE
TOTAL
PROFUNDO
4
2
5
1
0
12
PROFUNDO
5
4
4
5
3
21
GPOI
SEVERO
TOTAL
1
0
1
3
4
9
SEV - PROF
1
2
1
2
0
6
TOTAL
1
0
3
0
0
4
SEV - PROF
0
0
0
1
1
2
GPOD
SEVERO
6
4
7
6
4
27
6
4
7
6
4
27
Los datos de la percepción de los audífonos son muy parecidos entre los dos oídos.
Aunque los datos totales son iguales, sus diferencias están entre los grados de pérdida
y la percepción. En el oído izquierdo, las personas con pérdidas profundas que
escucharon de forma excelente fueron 6 y con pérdida severa solo fueron dos, en
cambio, las personas que escucharon de forma excelente en el oído derecho fueron
solo dos, pero las personas con pérdidas severas que también escucharon de forma
excelente aumentaron a 5. Además, teniendo en cuenta que las personas desde la
calificación de Bueno, pueden identificar el mensaje, se puede notar que en los dos
oídos la mayoría pudo percibir en buena forma la señal enviada.
En la grafica 13, se muestra la distribución de personas entre percepción de audífonos
y percepción total de vibradores en el oído derecho e izquierdo y que escucharon de
forma Muy Buena. El resto de tablas y graficas se encuentran en el anexo 5.
83
Grafica 13. Percepción audífonos vs percepción total de vibradores. Personas dentro del ítem Muy
Bueno. Oído izquierdo y derecho respectivamente.
2
1.5
1
0.5
0
PVT PROFUNDO
MUY BUENO
PVT SEVERO
MUY BUENO
PVT SEV-PROF
MUY BUENO
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0
PVT PROFUNDO
MUY BUENO
PVT SEVERO
MUY BUENO
PVT SEV-PROF
MUY BUENO
La diferencia entre los oídos izquierdo y derecho de las personas que participaron en la
medición es muy poca, teniendo una mayor cantidad de personas entre las
calificaciones de Bueno y Muy Bueno en la percepción total de la vibración, en estas
gráficas, al igual que en las tablas (Anexo 5), se puede notar que hubo personas que
aunque no escucharon por vía aérea, pudieron escuchar por vía ósea y viceversa,
logrando así una buena integridad del dispositivo en la prueba con la muestra utilizada.
Grafica 14. Porcentaje de distribución sobre entendimiento del mensaje.
ENTENDIÓ EL MENSAJE
11%
4%
11%
NO
SI
74%
REGULAR
SOLO RITMO
84
Finalmente se entrega el porcentaje final de las personas que entendieron el mensaje.
El resultado arrojo un 74% entre personas que si entendieron el mensaje. Un 11% para
las personas que escucharon de forma regular, es decir, que percibieron el mensaje,
pero no pudieron identificar ni el género, ni las canciones que escucharon en la prueba.
Un 4% solo escucho el ritmo con el que podía identificar el género pero difícilmente
puede identificar las canciones. Y el 11% restante, pertenece a las personas que no
percibieron absolutamente nada en la señal. De las tres personas que no percibieron
nada, dos sufren de pérdidas profundas, y la otra persona sufre de pérdida severa en
los dos oídos. La mayoría de las personas que no están dentro del grupo de los
participantes que no escucharon sufrieron el daño auditivo en la etapa prenatal, solo
una persona de etapa postnatal hace parte de este grupo debido a medicamentos
ototóxicos. Teniendo estos resultados, el dispositivo funcionó para la mayoría de esta
muestra, siendo una medición satisfactoria, aunque, por los datos de la prueba, es
difícil encontrar una causa definitiva para las personas que no escucharon, ya que
aunque la mayoría de personas se encuentran en patrón, existen otras que no se
encuentran en esta, haciendo difícil determinar un objeto o un porque la falta de
funcionamiento para algunas personas. El resto de tablas y graficas en anexo
85
7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
7.1
CONCLUSIONES.


Se desarrolló un dispositivo capaz de reproducir la música por medio de las
vibraciones para personas que sufran pérdidas auditivas.
Pese a que los transductores de bobina móvil vibran mucho más que otro tipo de
parlantes como por ejemplo el piezoeléctrico, no son adecuados para aplicar en
este tipo de proyecto en donde la vibración es primordial para la percepción de
las personas con discapacidad auditiva.

La reproducción sobretodo de las frecuencias bajas es muy importante ya que
son la que más se sienten y contribuyen a que las personas con pérdidas
auditivas perciban mejor el ritmo de una canción.

El dispositivo presenta un pequeño grado de distorsión de las frecuencias bajas.
No obstante, esa característica fue positiva en la medición debido a que
aumentó la movimiento de los vibradores y ayudó en la percepción del mensaje.
Debe resaltarse además que el tamaño de los vibradores no puede ser superior
ya que posee un diseño para uso portátil y fácil de cargar.

La unión de los vibradores y los audífonos se reveló acertada ya que así se logró
abarcar tipos de pérdida como la conductiva y la perceptiva. Eso quedó
demostrado con los resultados de la medición subjetiva porque hubo quienes no
percibieron por la vibración pero sí con los audífonos o viceversa.

El uso de las tres proporciones da mayor integridad a la conducción ósea del
dispositivo ya que en la comparación entre los puntos de medición, aunque se
encontró mayor sensibilidad en la posición dos, los otros puntos
complementaron la percepción de la señal siendo de gran ayuda cuando la
persona no podía percibir en algún punto.

La posición tres de percepción de la señal por conducción ósea en la medición
subjetiva, que se tomo desde la revisión de antecedentes debido al diseño del
dispositivo Shake Up creado por Pierre-Antoine Bouzar. Para la muestra que si
pudo percibir la señal en ese punto; se tuvo una mejor percepción, no en el
medio de la región occipital, sino, debajo de este hueso. Como teoría se podría
decir que se percibe mejor en este punto debido a que la señal se encuentra con
la viscosidad del medio y la parte superior de la columna sirviendo este como
medio de transmisión neural para su percepción.

Los vibradores electrónicos poseen muy buenas características en cuanto a
tamaño, respuesta en frecuencia y amplitud de la vibración. Estos pequeños
86
motores sirven para la conducción ósea, siempre y cuando se trate de
dispositivos portátiles que vayan en las posiciones expuestas en este proyecto.
7.2

La selección del amplificador fue debido a la necesidad del proyecto, ya que su
configuración cuenta con la oportunidad de crear varias salidas, logrando una
especie de sistema SIMO (una sola entrada y múltiple salida). Además, debido a
que es un dispositivo portátil, es muy importante que use muy poco voltaje en su
alimentación y una buena amplificación de la señal. Todo esto se logro con este
amplificador de tipo AB. Al igual que con los vibradores óseos, se recomienda el
uso de este amplificador, solo para el uso del dispositivo creado y sus
características.

La curva de atenuación de los filtros, decae de forma leve, esto pasa porque son
filtros pasivos RC de primer orden, atenuando no más de 6 decibeles por octava.
Pero para el objetivo necesitado, los filtros son los adecuados ya que se
necesitaba para los vibradores estéreo la reproducción de frecuencias por
encima de 200 Hercios, mejorando la inteligibilidad de la señal por las
distorsiones creadas en frecuencias menores a la frecuencia de 200 Hz; y en la
reproducción del subwoofer se necesitaba la reproducción de bajas frecuencias
para la maximización del ritmo de las canciones generadas.

Se realizaron las pruebas subjetivas recibiendo pruebas altamente satisfactorias
que superaron las expectativas iniciales del proyecto. Así, es importante
enfatizar que el dispositivo funcionó satisfactoriamente en el 74% de personas
de la muestra (20 personas), siendo que el 11% de la misma (3 personas) afirma
haber entendido el mensaje de forma regular, otro 11% (tres personas) no
haberlo recibido, y un 4% (1 persona) haber entendido sólo el ritmo. Todas estas
personas presentaban pérdidas auditivas severas y profundas, de 70dB hacia
arriba, lo cual lleva a concluir que las expectativas del dispositivo fueron
superadas para la muestra utilizada.
RECOMENDACIONES
 El dispositivo diseñado en este proyecto podría ser perfeccionado mediante el
uso de microelectrónica, tecnología que está presente en diversos sistemas de
amplificación usado en equipos para personas con discapacidad auditiva.
Desafortunadamente, el acceso a ese conocimiento y materiales es aún escaso en
nuestro medio, lo que impidió crear un dispositivo con esas características.
 Por medio de la microelectrónica se podría minimizar aún más el tamaño del
dispositivo. En un futuro se recomienda el implemento de herramientas pequeñas
para la mejoría de los vibradores óseos. A este respecto, la solución que se
presento consistió en utilizar un filtro para frecuencias bajas porque la distorsión de
estos vibradores está en frecuencias de 80 y 250 Hertz. De haber sido posible
87
tener acceso a ese tipo de implementos, se hubiera podido perfeccionar las
bobinas, colocándole más vueltas y cambiando el imán, en resumen, las
características que presentaba el vibrador logrando que la distorsión fuera menor.
 Por otro lado, debido a que este tipo de aparatos son de creación reciente, no
existe una normativa para el protocolo de medición de ellos, o sea, no hay definida
una convención para los límites posibles de utilización de la vibración de los
transductores. Se sabe que la vibración en exceso puede ser perjudicial lo cual
impide experimentar en el aumento de la radiación de las vibraciones.
 No obstante los impedimentos recién mencionados, el aparato diseñado en esta
investigación con electrónica análoga permite que, en caso de que éste llegase a
ser vendido, sus costos sean menores y por lo tanto de mayor acceso a la
sociedad, por ejemplo la población con la que se hizo la muestra en la ciudad de
Buenaventura, proveniente de las clases bajas y de muy escasos recursos
económicos.
88
8. BIBLIOGRAFIA
ALGARRA, Marco J. “Physiology of bone conduction acoustic stimulation and the
importance of high-frequency bone conduction”. In Acta Otorrinolaringol. Esp 01-NOV,
59 Suppl 1: 3-6. 2008.
ALEGRET, Joana, et all. Alumnado con pérdida auditiva. Barcelona: Ediciones Grao.
2010.
ALVIN, Juliette. “La música como terapia”. In Revista Alcione. Año 3, nº 16. Santiago de
Chile. 1997.
AMAYA RUIZ, Alex & HERNANDEZ PERILLA, Jorge Mario. Diseño y construcción de
un sistema de monitoreo para bajistas mediante un transductor táctil. Tesis de grado en
Ingeniería de Sonido. Universidad de San Buenaventura. Bogotá. 2010.
ARANGO, Olga Clemencia & RODRIGUEZ, Vicente. “Anatomía y fisiología del oído”. In
Marta Lucía Tamayo Fernández y Jaime Bernal Villegas (orgs) Alteraciones visuales y
auditivas de origen genético. Instituto de Genética Humana, Facultad de Medicina,
Pontificia Universidad Javeriana, Bogotá, Colombia.1997.
ÁVILA, Alicia & NAVARRETE, Martha Liliana. Dispositivo portátil de estimulación
sensorial táctil para la percepción musical en personas con discapacidad auditiva. Tesis
de grado en Ingeniería Mecatrónica. Pontificia Universidad Javeriana. 2009.
BERLINCOURT, D. “Piezoelectric crystals and ceramics, Ultrasonic Transducers
Materials”. (Edited by O.E. Mattiat), Plenum Press, New York, 63-124. 1971.
BRAVO SALVADOR, Marisol. En un mundo de sonidos ¿Cómo estimular a su niño
sordo? Ministerio de Educación. Dirección Nacional de Educación Especial. 2009.
CORDOBA, Darío. Toxicología. Segunda Edición. 1991.
COSTA, Gustavo Adolfo. “Música, educación y terapia”. Revista Entre líneas, Nº 9,
enero 2001.
DE CASTRO, Ricardo. Sonido, música y acción. J. Baudino Editores, Argentina, 2004.
DEVORE, Jay L. Probabilidad y Estadística Para Ingenierías y Ciencias. Sexta Edición
DOMÍNGUEZ, Ana Belén; RODRIGUEZ, Pilar & BAIXERAS, Alonso. “Cómo facilitar el
aprendizaje de la lectura de niños sordos. Importancia de las habilidades fonológicas”.
In Revista de Educación. Nº 356, sep-dic 2011, pg. 263-264.
89
Equipos de sonido “Cassettes, audio y amplificadores”. Ediciones CEAC. 1995
FRANKLIN, David; WOLLOWITZ, Michael & SIMPSON, John. “Method and apparatus
for tactile transduction of acoustic signals from television receivers”. Audiological
Engineering Corporation, Somerville, Mass, Junio 19, 1991.
FREIJANES OTERO, J; GIL-CARCEDO, E. & GIL-CARCEDO, L.Mª. “Audífonos de
fijación osteointegrada (BAHA)”. In Revista Integración. Núm. 25, enero. 2003.
GALLEGO JUÁREZ, Juan A. Transductores ultrasónicos de potencia. Instituto de
Acústica, CSIC. Madrid
GARCERÁ, G; FIGUERES, E. & ABELLÁN, A. Conversores conmutados: circuitos de
potencia y control. Servicio de Publicaciones de la Univ. Politécnica de Valencia. 1998.
GFELLER, K; WOODWORTH, G & ROBIN, DA. “Perception of rhythmic and sequential
pitch patterns by normally hearing adults and adult cochlear implant users”. In Ear Hear,
vol 18, nº 3, pg: 252–60. 1997.
GIL RONDÓN, Alfredo Enrique. “Deficiencia sensorial auditiva”. In Revista Escuela
País. Bogotá. 2010.
GITTER, AH. “A short history of hearing research.
Laryngorhinootologie. Septiembre, 69(9), pg 495-500. 1990.
II.
Renaissance”.
In:
GRIFFIN, Michael J. “Vibraciones”. In Enciclopedia de salud y seguridad en el trabajo,
cap. 50. 1998.
HACHMEISTER, Jorge. “An abbreviated history of the ear: from Renaissance to
present”. In Yale Journal of Biology and medicine. Vol 76(2), pg 81-86. 2003.
ITO, T. “Bone Conduction Thresholds and Skull Vibration Measured on the Teeth during
Stimulation at Different Sites on the Human Head”. In Audiology & Neurotology, vol 16,
pg 12-22, 2011.
LOOI, V & SHE, J. “Music perception of cochlear implant users: a questionnaire, and its
implications for a music training program. In Int J Audiol, nº49(2), pg: 116–28. 2010
LOOI, V; McDERMOTT, H & McKAY, C. “Music perception of cochlear implant users
compared with that of hearing aid users”. In Ear Hear, nº 29(3), pg: 421–34. 2008.
LIMB, Charles J & RUBINSTEIN, Jay T. “Current Research on Music Perception in
Cochlear Implant Users”. In Otolaryngol Clin Nº Am 45 pg. 129–140. 2011.
MCDERMOTT, H. “Music perception with cochlear implants: a review”. In Trends
Amplif. Vol 8, nº 2, pg. 49–82. 2004
90
MAJDALAWIEH, Osama. Mechanisms, testing, and implementation of bone conduction
hearing: clinical and experimental investigations. Doctoral Thesis. Dalhousie University.
Halifax, Nova Scotia. 2008.
MARTIN-GRANIZO LÓPEZ, Rafael. “Fisiología de la articulación temporomandibular:
Anomalías y deformidades”. Sociedad Española de Cirugía Oral y Maxilofacial
(SECOM). s/n
MCBRIDE, M; LETOWSKI, T & TRAN, P. “Bone conduction reception: head sensitivity
mapping”. In Ergonomics - 01-MAY-2008; 51(5): 702-18.
MORALES PERALTA, Estela. “La Genética y la Comunidad de sordos”. In Revista
Elementos: Ciencia y Cultura. Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, México,
vol 11, número 53, pg 19-23. 2004
MORENO ANGARITA, Marisol. Inclusión social, medios y discapacidad: el caso de la
comunidad sorda colombiana. Estudio financiado por el Ministerio de Comunicaciones,
el Instituto Nacional para Sordos, el Instituto Nacional para Ciegos y realizado por el
Dpto de Comunicación de la Pontificia Universidad Javeriana. s/n
________________. Infancia, políticas y discapacidad. Bogotá: Universidad Nacional
de Colombia. Facultad de Medicina. Doctorado en Salud Pública, 234 p. 2010.
O’REILLY, Robert C. Deficiencias Auditivas. In TeensHealth. 2006.
PALMER, Russ. “Feeling the music philosophy. A new approach in understanding how
people with sensory impairment perceive and interpret music”. In Feeling the Music &
Social-Haptic Communication. 1997.
PAZ ARREDONDO, Marcela, et all. Anatomía y Fisiología del Oído. Pontificia
Universidad Católica de Chile, Escuela de Medicina. s/d.
Pico Vibe. Product Data Sheet. Precision Microdrives.4mm Vibration Motor. 11mm .
2011.
SIGREN, Valeska. “Musicoterapia y el niño sordo”. In Revista Médica Clínica Las
Condes. Santiago, Chile, vol.14,n.1, enero. 2003.
STENFELT, S. “Acoustic and physiologic aspects of bone conduction hearing”. In Adv
Otorhinolaryngol - 01-JAN-2011; 71: 10-21.
Revista del Implante Coclear. Integración Nº 25, enero 2003.
RUMSEY, Francis & McCORMICK, Tim. Sonido y grabación. Introducción las técnicas
sonoras. Madrid: Editora IORTV. 2009.
WHITE, Glen. Introducción al análisis de las vibraciones. Azima DLI. Woburn, MA. 2010
91
PÁGINAS WEB
Agencia Catalana de Evaluación de Tecnología e Investigaciones Médicas. Consulta
técnica sobre los implantes cocleares en niños y adultos. Disponible en:
http://www.implantecoclear.org/index.php?option=com_content&view=article&id=1
02&Itemid=93
AGUILA SOTO, Antonio. Procedimiento de Evaluación de Riesgos Ergonómicos y
Psicosociales. Disponible en: http://www.bvsde.paho.org/bvsacd/cd49/aguilasoto.pdf
American
Academy
of
Otolaryngology-head
http://www.entnet.org/museum/Anatomists.cfm
and
neck
surgery:
Audífonos de fijación osteointegrada (BAHA). Disponible en:
http://integracion.implantecoclear.org/index.php?option=com_content&view=articl
e&id=73:audifonos-de-fijacion-osteointegrada-num-30-abril2004&catid=46:medicos&Itemid=2
Auriculares para sordos. Disponible en:
http://www.gadgetos.com/noticias/1927/shak
sordos/
e-up-un-prototipo-de-auriculares-para-
AZAREÑO, Carlos. Anatomia y fisiología, huesos del cráneo. In Anatomía Aplicada.
Disponible en: http://carlosvirtual.wordpress.com/2008/04/17/anatomia-aplicadahuesos-del-craneo/
Boletín Observatorio Social Población Sorda Colombiana. Estadísticas e información
para contribuir en el mejoramiento de la calidad de vida de la población sorda
colombiana.
Disponible
en:http://ospda.colnodo.apc.org/index.shtml?apc=d;;a;1;;;&x=3116
Cleveland
Clinic
Center
for
Consumer
http://www.clevelandclinic.org/health/sHIC/html/s4233.asp
Health
Information:
Discoteca para sordos y oyentes, ejemplo de convivencia. Disponible en:
http://www.bogota.gov.co/portel/libreria/php/frame_detalle.php?h_id=28019&patron=01.
Discoteca
para
sordos
en
Bogotá.
Disponible
http://www.radiosantafe.com/2008/03/16/discoteca-para-sordos-en-bogota/
en:
Discoteca para sordos y oyentes con apoyo de artefactos tecnológicos. Disponible en:
http://www.sedbogota.edu.co/index.php/noticias-secundarias/66-discoteca-para-sordosy-oyentes-con-apoyo-de-artefactos-tecnologicos.html
Distribuciones de Probabilidad. Disponible en:
92
http://dxsp.sergas.es/ApliEdatos/Epidat/Ayuda/4Ayuda%20Distribuciones%20de%20probabilidad.pdf
El cerebro de los sordos se adapta para oír música. Disponible en: Sitio de sordos:
http://www.sitiodesordos.com.ar/cerebro_sordos.htm
y
en
Sordonautas:
http://www.sordonautas.com/noticias-sordos/investigaciones/3306-qel-cerebro-de-lossordos-se-adapta-para-oir-musicaq
Estimulación Sensorial y el papel del nervio neumogástrico. Disponible en:
http://www.tomatis.8k.com/armonia.htm
GARCIA HILARES, Adalic C. Prótesis auditivas en pacientes hipoacúsicos. Disponible
en:
http://www.slideshare.net/davidparrare/protesis-auditivas-para-el-congreso-2008presentation
GIORDANO, José Luis. El parlante de
www.profisica.cl/comofuncionan/como.php?id=4
bobina
móvil.
Disponible
en:
GRAY, Chad. DIY Project # 4 - Tactile Transducers. June, 1997. Disponible en
http://www.hometheaterhifi.com/volume_4_2/tactile.html
Guía para la Atención Educativa de Alumnado con Deficiencia Auditiva. Disponible en:
http://www.doredin.mec.es/documentos/009200320024.pdf
Hipoacusia o sordera. Disponible en: http://andaleparaoir.org/hipoacusia.pdf
HONDA, J. & CEREZO. J. “Class D Audio: Amplifier Design”. In Internacional Rectifier,
2003. Disponible en: http://www.irf.com/product-info/audio/classdtutorial.pdf
Hueso Temporal. Open Course Ware. Universidad de Salamanca. Disponible en:
http://ocw.usal.es/eduCommons/ciencias-biosanitarias/anatomia-del-aparatolocomotor/hueso-temporal
Infoaudífonos: http://www.infoaudifonos.net/
Interacción
entre
corrientes:
ley
de
www.alipso.com/monografias/2510_interaccion/
Ampere.
Disponible
Kidshealth:
http://kidshealth.org/teen/en_espanol/enfermedades/hearing_impairment_esp.html
en:
93
Las personas sordas: los derechos del sordo. Disponible en:
http://www.fenascol.org.co/index.php?option=com_content&view=article&id=13&Itemid=
33&limitstart=2
Las Personas Sordas - Datos estadísticos Registro DANE. Disponible en:
http://www.fenascol.org.co/index.php?option=com_content&view=article&id=13&Itemid=
33&limitstart=4
Ley 324 de 1996. A favor de la población sorda. Disponible en:
http://www.elabedul.net/Documentos/Leyes/1996/Ley_324.pdf
Los nuevos aparatos para sordos son ordenadores minúsculos dentro del oído.
Disponible en: http://elpais.com/diario/2003/12/31/futuro/1072825202_850215.html
Los
sordos
escuchan
las
http://www.sitiodesordos.com.ar/escuchan.htm
vibraciones.
Disponible
en:
MANCERA RUIZ, Juan Ricardo. “Vibraciones”. Seguridad y salud en el
Disponible en: http://www.manceras.com.co/artvibraciones.pdf
trabajo.
MEDINA, Carolina Matilde. “Anatomía y fisiología de la audición”. In: Monografias. 2008.
Disponible en: http://www.monografias.com/trabajos63/anatomo-fisiologiaaudicion/anatomo-fisiologia-audicion.shtml
Nuevo
invento
beneficioso
para
sordos.
http://www.colonbuenosaires.com.ar/semanariocolondoce/cgibin/hoy/archivo/2010/00002942.html
Disponible
en:
Organización Mundial de la Salud. Disponible en:
http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs300/es/
Pare oreja a la salud auditiva y comunicativa de los colombianos. Disponible en INSOR
(Instituto
Nacional
para
Sordos)
http://www.sordoscolombianos.com/oldweb/webpagefilesold01/julioagostoseptiembre20
04/pareorejaalasaludauditivaycomunicativadeloscolombianos.html
PALMER, Russ: http://www.russpalmer.com/feeling.html
PASCUAL LEONE, Álvaro y TORMOS MUÑOZ, José. “Caracterización y modulación
de la plasticidad del cerebro del cerebro humano”.
2010. Disponible en:
www.analesranf.com/index.php/mono/article/viewfile/1056/1055/
Physics
and
Engineering
Physics
del
Stevens
Institute
of
Technology:
http://www.stevens.edu/ses/physics/about/news/single_news.php?news_events_id=1738
94
REINA, Mery. Hacia una revisión de la conceptualización metodológica para calificar
pérdidas auditivas por exposición al ruido ocupacional.
In Revista de
otorrinolaringologia.
Disponible
en:
http://www.encolombia.com/medicina/otorrino/otorrino30302-haciaunarevision.htm
Revista de Otorrinolaringologia. Disponible en:
http://www.encolombia.com/medicina/otorrino/otorrino30202supl-ampli3.htm
ROYO, Jesús A, RABANAQUE, Gloria y TORRES, Fernando. Análisis de
vibraciones
e
interpretación
de
datos.
Disponible
en:
http://www.guemisa.com/articul/pdf/vibraciones.pdf
SAAVEDRA, Pedro Nelson. La medición y análisis de las vibraciones como técnica de
inspección de equipos y componentes, aplicaciones, normativas y certificación.
Facultad de Ingeniería. Universidad de Concepción. Chile. Disponible en:
http://www.aaende.org.ar/sitio/biblioteca/material/CONFCHILE.pdf
Sordos y sordociegos bailarán al ritmo de las vibraciones. Disponible en:
http://noticias.universia.net.co/publicaciones/noticia/2009/08/10/236585/sordossordociegos-bailaran-ritmo-vibraciones.html
TeensHealth.org:
http://kidshealth.org/PageManager.jsp?dn=KidsHealth&lic=1&ps=207&cat_id=20282&ar
ticle_set=50366
TDA7377. 2 x 30W Dual/Quad Power Amplifier for Car Radio. Disponible en:
www.futurlec.com/Philips/TDA7377.shtml
Tecnología en niños con n. e. e. y discapacitados, Los sistemas Fm más
avanzados. Disponible en: http://chantelleluyeins.obolog.com/sistemas-fm-masavanzados-48309
Un ingeniero local creó un sistema para que los hipoacúsicos escuchen. Disponoble en:
http://www.inforegion.com.ar/vernota.php?id=223933&dis=1&sec=
http://www.9reyes.net/foro-libre/748596-todo-sobre-luis-campos-ingenieroargentino.html
WILLEMS, Edgar. Método Edgar Willems: experiencias sensoriales en la edad infantil.
Relación música-psicología. Disponible en: http://zip.rincondelvago.com/00007052
95
GLOSARIO
 AMPLIFICADOR:
Aparato con el que se puede obtener una magnitud
análoga a otra dada y de mayor intensidad.
 AUDIFONOS
:
Aparato usado por los sordos para oír.
 ACÚSTICA
:
Parte de la física que estudia el origen, naturaleza,
Propagación y percepción del sonido.
 DISPOSITIVOS :
Mecanismo o artefacto dispuesto para obtener un
resultado automático
 DISCAPACIDAD :
Falta de alguna facultad física o mental en una
persona.
 ENFATIZAR
:
Poner énfasis en la expresión de alguna cosa.
 EXCLUSION
:
Echar a una persona o cosa fuera del lugar que
ocupaba.
 FRECUENCIA
:
Número de ondulaciones de un movimiento vibratorio
por unidad de tiempo.
 INSUFICIENCIA :
Incapacidad de un órgano para cumplir sus
funciones normales.

:
Acción reciproca entre dos fenómenos, elementos o
sistemas.
 MEDICION
:
Acción y efecto de medir.
 MUSICA
:
Sucesión de sonidos modulados para recrear el oído
 PERCIBIR
:
Conocer un objeto por medio de los sentidos.
INTERACCIÓN
 TRANSDUCTOR
:
Aparato mecánico o vibratorio, capaz de
transformar la potencia de una corriente
alterna en potencia mecánica o acústica, o
bien, a la inversa, la presión de una onda
96
sonora o de una vibración en señal eléctrica.
 VIBRACION
:
Es el número de oscilaciones completas que se
producen en un segundo.
97
ANEXOS
Anexo 1
Encuesta medición subjetiva
Fecha: ___________________________
DATOS PERSONALES
Nombre: ______________________________________________________________________
Edad: _____
Sexo: M___ F___
DATOS DE PERDIDA AUDITIVA
Tipo de pérdida: Parcial ___
Total___
Grado de pérdida auditiva: Leve ___ Media ___ Severa ___ Profunda ___
(Leve 20-40 dB, medio 40-70 dB, severa 70-90 dB, profunda + 90 dB)
Oído derecho: ______
Oído izquierdo: ______
Causa de la pérdida auditiva:
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
Edad en la que empezó la pérdida auditiva:
_____________________________________________
Las siguientes preguntas están calificadas de 1 a 5 donde 1 es las más baja y 5 es la más alta.
Percepción con los audífonos:
Percepción de las vibraciones:
1
1
2
2
3
3
4
4
5
5
Califique de 1 a 5 la percepción auditiva dependiendo de la posición en la que le fue probado el
dispositivo, donde 1 es el más bajo y 5 es el más alto.
Posición 1: 1
Posición 2: 1
Posición 3: 1
2
2
2
3
3
3
4
4
4
5
5
5
Se entendió el mensaje?:
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
Observaciones:
____________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
98
99
Anexo 2
Imágenes restantes de la medición del vibrador con acelerómetro
80 Hz
100 Hz
125 Hz
100
160 Hz
200 Hz
250 Hz
101
315 Hz
400 Hz
102
Anexo 3
Imágenes restantes de medición del vibrador subwoofer con el piezoeléctrico
63Hz
80Hz
160Hz
200Hz
100Hz
250Hz
125Hz
315Hz
103
500Hz
630Hz
800Hz
104
Anexo 4
Imágenes restantes de medición de los Vibradores estéreo con piezoeléctrico
250Hz
315Hz
630Hz
800Hz
500Hz
1KHz
105
1.25KHz
1.6KHz
2.5KHz
3.15KHz
2KHz
4KHz
106
5KHz
6.3KHz
107
ANEXO 5
Tablas y graficas de medición subjetiva.
Tabla de distribución percepción audífonos vs posición 1 de percepción.
Tabla de distribución percepción audífonos vs posición 2 de percepción.
108
Tabla de distribución percepción audífonos vs posición 3 de percepción.
Tabla de distribución percepción audífonos vs percepción total.
109
Tabla de distribución percepción audífonos vs entendimiento del mensaje.
Grafica percepción audífonos vs entendimiento del mensaje.
110
ANEXO 6
Tabla de valores de amplificador Voltaje rms.
FRECUENCIA
20
25
31.5
40
50
63
80
100
125
160
200
250
315
400
500
630
800
1k
1.25k
1.6k
2k
2.5k
3.15k
4k
6.3k
8k
10k
SUBWOOFER
VRMS
3.3936
3.9592
4.1006
4.1006
4.1006
4.0299
4.0299
4.0299
4.0299
3.9592
3.9592
3.8885
3.8885
3.8885
3.8885
3.6057
3.0401
2.4745
2.121
1.7675
1.414
1.1312
0.9898
0.707
0.5656
0.4242
0.3535
ESTÉREO
VRMS
0.4949
0.6363
0.7777
0.9191
1.1312
1.08878
1.6261
1.9796
2.3331
2.8987
3.4643
3.6764
3.7471
3.7471
3.7471
3.8178
3.8178
3.8178
3.8178
3.8885
3.9592
3.9592
3.9592
3.9592
3.9592
4.0299
4.1006
111
Tabla de valores de amplificador Potencia rms.
FRECUENCIA
20
25
31.5
40
50
63
80
100
125
160
200
250
315
400
500
630
800
1k
1.25k
1.6k
2k
2.5k
3.15k
4k
6.3k
8k
10k
POTENCIA
SUB
0.610848
0.712656
0.738108
0.738108
0.738108
0.725382
0.725382
0.725382
0.725382
0.712656
0.712656
0.69993
0.69993
0.69993
0.69993
0.649026
0.547218
0.44541
0.38178
0.31815
0.25452
0.203616
0.178164
0.12726
0.101808
0.076356
0.06363
POTENCIA
EST
0.089082
0.114534
0.139986
0.165438
0.203616
0.1959804
0.292698
0.356328
0.419958
0.521766
0.623574
0.661752
0.674478
0.674478
0.674478
0.687204
0.687204
0.687204
0.687204
0.69993
0.712656
0.712656
0.712656
0.712656
0.712656
0.725382
0.738108
112
Tabla de valores de amplificador ganancia
FRECUENCIA
20
25
31.5
40
50
63
80
100
125
160
200
250
315
400
500
630
800
1k
1.25k
1.6k
2k
2.5k
3.15k
4k
6.3k
8k
10k
GANANCIA
SUB
GANANCIA
EST
3
3
4
4
4
4
4
4
4
3
3
3
3
3
3
3
3
2
2
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
2
2
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
4
4