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Diseño de una metodología para realizar piezas musicales que permita optimizar su apreciación
por personas con implantes cocleares.
Tomás González Martínez, [email protected]
Trabajo de Grado presentado para optar al título de Ingeniero de Sonido
Asesor: Daniel Londoño Galeano, Maestro en música con énfasis en ingeniería de sonido
.
Universidad de San Buenaventura Colombia
Facultad de Ingenierías
Ingeniería de Sonido
Medellín, Colombia
2020
Citar/How to cite [1] (González, 2020) … (González, 2020)
Referencia/Reference
Estilo/Style:
IEEE (2014)
[1] T. González Martínez, “Diseño de una metodología para realizar piezas
musicales que permita optimizar su apreciación por personas con implantes
cocleares”, Trabajo de grado Ingeniería de Sonido, Universidad de San
Buenaventura Medellín, Facultad de Ingenierías, 2020.
Bibliotecas Universidad de San Buenaventura
• Biblioteca Fray Alberto Montealegre OFM - Bogotá.
• Biblioteca Fray Arturo Calle Restrepo OFM - Medellín, Bello, Armenia, Ibagué.
• Departamento de Biblioteca - Cali.
• Biblioteca Central Fray Antonio de Marchena – Cartagena.
Universidad de San Buenaventura Colombia
Universidad de San Buenaventura Colombia - http://www.usb.edu.co/
Bogotá - http://www.usbbog.edu.co
Medellín - http://www.usbmed.edu.co
Cali - http://www.usbcali.edu.co
Cartagena - http://www.usbctg.edu.co
Editorial Bonaventuriana - http://www.editorialbonaventuriana.usb.edu.co/
Revistas - http://revistas.usb.edu.co/
Biblioteca Digital (Repositorio)
http://bibliotecadigital.usb.edu.co
Dedicatoria
Desde que tengo memoria siempre he sido un gran amante de la música, debido a esto aprecio
mucho todas las sensaciones y sentimientos que puede producir en una persona, personalmente
no me imagino una vida en la cual no se pueda disfrutar de la música. Dedico este proyecto a
todas las personas que tienen implantes cocleares, espero poder ayudar a que con la aplicación de
esta metodología se pueda mejorar su apreciación musical.
Agradecimientos
Agradezco profundamente a los miembros de mi familia por su acompañamiento a lo largo de
este proceso, a mis padres por su guía, consejos y ayuda, a mi hermano por su apoyo, a mi tía por
su ayuda y compañía. Netamente en el proceso de realización de este proyecto agradezco a mi
asesor por su apoyo y consejos, a los productores musicales que ayudaron en la calificación del
test, al músico que ayudo en la parte de grabación de los instrumentos musicales y al usuario con
implantes cocleares que ayudó en las pruebas finales. Finalmente doy gracias a los docentes de la
Universidad San Buenaventura Medellín por todos sus consejos y enseñanzas sin los cuales no se
habría podido realizar nada de esto.
TABLA DE CONTENIDO
RESUMEN ....................................................................................................................................... 8
ABSTRACT ..................................................................................................................................... 9
I. INTRODUCCIÓN ...................................................................................................................... 10
II. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA .................................................................................. 12
III. JUSTIFICACIÓN ..................................................................................................................... 17
IV. OBJETIVOS ............................................................................................................................ 18
V. PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN ....................................................................................... 19
VI. HIPOTESIS .............................................................................................................................. 20
VII. MARCO TEÓRICO ............................................................................................................... 21
VIII. MATERIALES Y METODOS ............................................................................................. 36
IX. DESARROLLO ....................................................................................................................... 39
X. DISCUSIÓN .............................................................................................................................. 70
XI. CONCLUSIONES ................................................................................................................... 74
XII. RECOMENDACIONES ......................................................................................................... 76
REFERENCIAS ............................................................................................................................. 77
ANEXOS ........................................................................................................................................ 79
LISTA DE TABLAS
TABLA I. FRECUENCIA DE NOTAS MUSICALES EN HZ. ................................................... 33
TABLA II. NIVELES DE RUIDO DE FONDO. .......................................................................... 35
TABLA III. MAPEO DE ELECTRODOS. ................................................................................... 41
TABLA IV. ESCALA MUSICAL PARA ELECTRODOS. ......................................................... 42
TABLA V. METODO PARA DISEÑAR ESCALAS MUSICALES ........................................... 43
TABLA VI. RESULTADOS DE LA MEDICION DE CAMBIO DE UNIDADES ..................... 51
TABLA VII. ENCUESTA A PRODUCTORES MUSICALES .................................................... 55
TABLA VIII. RESULTADOS PROMEDIO, ENCUESTA PRODUCTORES MUSICALES. ... 58
TABLA IX. ESCALA MUSICAL PARA MATERIAL MUSICAL. ........................................... 59
TABLA X. RANGO DE FRECUENCIAS DE INSTRUMENTOS MUSICALES. ..................... 61
TABLA XI. RESPUESTAS PRUEBAS USUARIO CON IC. ..................................................... 69
LISTA DE FIGURAS
Fig. 1. Corte lateral de la cóclea. Hallowell and Silverman. .......................................................... 23
Fig. 2. Frecuencias de bandas críticas, Rodríguez, A. ................................................................... 24
Fig. 3. Relación de escalas de longitud, Rodríguez, A. .................................................................. 25
Fig. 4. Componentes de un implante coclear, Castro, A. Del Rio, L. and Lassaletta, L. ............... 26
Fig. 5. Relación tonotópica de la ubicación de los electrodos, Dillier, N. ..................................... 28
Fig. 6. Resultados comparativos en el test de música, Wei Looi, V. ............................................. 30
Fig.7 Tiempo de experiencia de productores encuestados. ............................................................ 57
Fig. 8. Espectro de frecuencias Kick. ............................................................................................ 61
Fig. 11. Espectro de frecuencias Crash. ........................................................................................ 62
Fig. 9. Espectro de frecuencias Snare. .......................................................................................... 62
Fig. 10. Espectro de frecuencias Hi Hat cerrado. ......................................................................... 62
Fig 12. Espectro de frecuencias Piano. ......................................................................................... 63
Fig. 13. Espectro de frecuencias Guitarra eléctrica. ...................................................................... 63
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 8
RESUMEN
El siguiente proyecto consiste en el diseño, aplicación y validación de una metodología de
producción musical, que permita realizar música especial para personas con implantes cocleares
(IC), con la cual se busca mejorar la apreciación musical de dichas personas.
El proyecto parte de estudios previos de percepción musical en personas con IC, los cuales se
interpretan y se aplican de modo que se diseña un documento que contiene la metodología, el cual
aborda la producción musical desde sus tres etapas; Preproducción, producción y postproducción,
dando un paso a paso de cómo se debe componer música especial para personas con IC.
Adicionalmente se realiza un estudio de validación de la metodología, por medio de encuestas a
productores musicales, con el cual se pretende analizar la aplicabilidad de la metodología diseñada.
Finalmente se compone una pieza musical siguiendo detalladamente los pasos propuestos por la
metodología y con esta se realizan pruebas a un usuario con IC, con el fin de verificar la utilidad
del estudio realizado.
Palabras clave: Implantes cocleares, Percepción musical, Psicoacústica, Producción musical, Música
para usuarios con implantes cocleares.
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 9
ABSTRACT
The following project consists in the design, application and validation of a musical production
methodology, that helps to make special music for users with cochlear implants and seeks to
improve the music appreciation of those people.
The project is based in previous studies of music perception in people with cochlear implants, those
studies are interpenetrated and applied to design a document that contains the methodology, that
follows the musical production from its three stages; Preproduction, production, and
postproduction, giving step by step how to make special music for people with cochlear implants.
Additionally, a validation study of the methodology is carried out, through surveys to musical
producers, with which the applicability of the methodology is analyzed.
Finally, a music piece is composed following the methodology steps, and a study with a cochlear
implant user is made with this music piece, in order to verify the usefulness of the study carried
out.
Keywords: Cochlear implants, Music perception, Psychoacoustics, Music production, Music for
cochlear implant users.
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 10
I. INTRODUCCIÓN
La hipoacusia neurosensorial moderada y profunda, son casos severos de pérdida auditiva, lo cual
produce en las personas que la padecen sordera parcial o total. Esta enfermedad se puede dar en
uno o ambos oídos y la solución para permitir a dichas personas escuchar nuevamente es con
implantes cocleares (IC).
Los IC son dispositivos que captan las señales incidentes por medio de un micrófono que se ubica
en la parte posterior de la cabeza, estas señales se procesan y luego se convierten en impulsos
eléctricos que se envían a una serie de electrodos que están ubicados en el interior de la cóclea, los
cuales dependiendo de la señal que entra, generan campos eléctricos que estimulan el nervio
auditivo, dando a los usuarios implantados la capacidad de escuchar.
La principal limitación de las personas con discapacidades auditivas es la incapacidad de
comunicarse por medio del habla, por lo tanto los IC están diseñados para percibir principalmente
la voz humana, debido al rango de frecuencias que captan, el rango dinámico que tienen y la forma
como procesan las señales. Por este motivo el percibir señales más complejas como la música,
suele ser un reto para ellos.
La primera etapa del proyecto es una investigación profunda de estudios previos de percepción
musical de usuarios implantados y del funcionamiento de los implantes, tanto en electroacústica
como en procesamiento de señales. Posteriormente se interpretan los datos con el fin de diseñar
una metodología que basada en las limitaciones de escucha y percepción musical de los usuarios
con IC, explica desde las diferentes etapas de la producción musical, el cómo se debe producir
música que pueda ser apreciada con mayor facilidad por personas con IC.
El diseño de esta metodología se pretende fomentar la producción de piezas musicales que puedan
ser percibidas con mayor facilidad los usuarios con IC, ayudando a que dichas personas puedan
disfrutar de los beneficios que produce el escuchar música.
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 11
Para el desarrollo de este proyecto se plantean las siguientes etapas.
1. Redacción de un documento que contenga la metodología diseñada, el cual pueda ser
entendido y aplicado por productores de diversos géneros musicales, para así producir
piezas musicales que puedan ser percibidas con mayor facilidad por usuarios con IC.
2. Realizar pruebas de la metodología por medio su difusión entre productores musicales de
diferentes géneros y posteriormente con la realización de encuestas escritas que permitan
verificar su aplicabilidad y entendimiento por parte de los productores.
3. Producir una pieza musical siguiendo la metodología planteada y con esta realizar una
prueba en usuarios con IC, con el fin de verificar su funcionalidad.
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 12
II. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Los implantes cocleares buscan mejorar la comunicación en personas con discapacidades en la
cóclea, enfocándose principalmente en permitirles entender el habla de otras personas e incluso la
de ellos mismos, optimizando su entendimiento de la voz humana. Sin embargo, su forma de
escuchar es limitada en comparación con la de una persona con una cóclea sana debido a las
limitaciones físicas que supone reemplazar un órgano como lo es la cóclea por un transductor
acústico-eléctrico como lo es un implante coclear. Por lo tanto, percibir señales complejas como la
música suele ser un reto para ellos.
Este proyecto pretende investigar cuáles son las principales limitaciones de escucha en personas
con implantes cocleares, con el fin de diseñar una metodología de producción musical que optimice
su apreciación de piezas musicales.
Para lograr esto se deben responder varias preguntas:
¿Cómo perciben los cambios de tono?
¿Cómo perciben los patrones rítmicos?
¿Cómo perciben los instrumentos musicales y las melodías?
¿Qué rango de frecuencias escuchan con mayor facilidad?
¿Qué rango dinámico perciben?
Una vez respondidas estas preguntas, se pretende diseñar una metodología que, basada en las
limitaciones auditivas de las personas con implantes cocleares, explique cómo se debe componer
música que pueda ser apreciada de una mejor forma por estas personas.
A. Antecedentes
Los implantes cocleares (IC) buscan suplir la incapacidad de oídos con hipoacusia profunda de
convertir el sonido en impulsos eléctricos que puedan viajar por el nervio auditivo para ser
procesados en el cerebro.
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 13
El método de aplicar impulsos eléctricos sobre el oído para percibir sonidos fue aplicado
inicialmente por Volta en el año 1790 quien ubicó dos varillas de metal (una en cada oído), e indujo
una corriente sobre ellas y antes de desmayarse logró percibir un ruido similar a un burbujeo [1].
En Francia en 1805 Duchenne de Boulogne diseñó un experimento que consistía en estimular sus
oídos con corriente alterna y logró percibir un sonido que describió literalmente como un insecto
atrapado entre un cristal y una cortina [1].
En el siglo XIX Politzer, Ritter, Gradenigo, Andreef, Gersuni, Volokhov, Jones, Stevens, y Lurie
obtuvieron mejores resultados, ubicando electrodos cerca al oído y aplicando corriente alterna
sobre estos, produciendo sonidos en los pacientes con hipoacusia profunda [2]. En 1957 A. Djurno
y C. Eyries en Francia implementaron el primer IC ubicando un electrodo directamente sobre el
nervio auditivo y la bobina de transducción sobre el músculo timpánico e intentaron transducir el
sonido del habla humana, el paciente logró discriminar entre frecuencias bajas y altas sin lograr
escuchar propiamente el habla [1].
Años después en 1961 A. House implantó en la escala timpánica un electrodo de oro y luego en
1968 diseño junto a J. Urban un dispositivo con 6 electrodos de oro que fueron implantados con
éxito en la escala timpánica, creando así el primer IC con varios electrodos [2].
Posteriormente en 1964 Simmons implantó varios electrodos en la cóclea, basado en esto Graeme
Clark un otorrinolaringólogo de Melbourne se dio cuenta que un implante coclear con un solo
electrodo era poco eficiente, y que para excitar correctamente la cóclea se necesitaba un arreglo de
varios electrodos, basado en esto Clark y su equipo diseñaron e implantaron exitosamente el primer
IC en 1978. En las décadas siguientes el trabajo consistió en mejorar el modelo de Clark haciéndolo
más pequeño y seguro para así comercializarlo e implantarlo correctamente [1].
Los IC buscan suplir falencias en la escucha de pacientes con hipoacusia profunda con el fin de
permitir su entendimiento de la voz humana para así lograr su comunicación a través del habla,
pero el percibir señales más complejas como la música no es un objetivo principal de los IC por lo
tanto es un tema complejo que aún está en fase de estudio.
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 14
En el año 2006 VALERIE WEI LOOI realizó una investigación de percepción musical en usuarios
con IC [3], que buscaba evaluar su percepción de ritmo, tono, timbre e identificación de
instrumentos y melodías para así poder cuantificar y evaluar la percepción musical de usuarios con
IC, esto se realizó por medio de cinco experimentos:
1. Percepción de ritmo: El primer estudio consistió en tomar 38 pares de sonidos con patrones
rítmicos en algunos casos iguales o en otros diferentes, cada patrón rítmico compuesto por
sonidos con el mismo tono. Los 38 pares de sonidos fueron reproducidos a personas con IC
quienes debían responder si los pares de sonidos reproducidos consecutivos eran iguales o
diferentes entre sí. Se les pidió que basaran su respuesta únicamente en los patrones rítmicos
para así obtener una calificación de que tan buenos eran los usuarios diferenciando patrones
rítmicos.
2. Percepción de tono: Este estudio consistió en tres subpruebas reproduciendo sonidos de voces
femeninas y masculinas cantados con diferentes tonos. La primera consistió en reproducir tonos
separados por una octava (12 semitonos), la segundo en reproducir sonidos separados por media
octava (6 semitonos) y la tercera en reproducir sonidos separados por un cuarto de octava (3
semitonos). Estos intervalos se reprodujeron en algunos casos de forma ascendente y en otros
de forma descendente. Se les pidió a los usuarios con IC que identificaran cuál de las dos notas
reproducidas tenía un tono más alto, esto se repitió para cada una de las 3 subpruebas.
3. Percepción de instrumentos musicales: Para este test se realizaron tres subpruebas al igual
que en el test de percepción de tono, y para la calificación de percepción se plantearon dos
tareas, una tarea de identificación de instrumentos musicales y una tarea de calificación de
calidad. La primera subprueba utilizó estimulación de un solo instrumento, la segunda prueba
de un solo instrumento con acompañamiento de fondo y la tercera subprueba consistió en
evaluar un ensamble música completo. Para cada subprueba se utilizaron piezas de 12
instrumentos musicales o conjuntos diferentes (48 estímulos por prueba) y cada pieza fue de 5
segundos.
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 15
• Tarea de identificación: A los usuarios se les presentó una lista de 12 instrumentos
o conjuntos, cada uno con una imagen coincidente y al escuchar el sonido el usuario
debía marcar el instrumento o conjunto de la lista que coincide con lo escuchado.
• Tarea de calificación: Se utilizaron los mismos estímulos que en la tarea de
identificación, se reprodujeron los mismos sonidos y el investigador identificó el
instrumento que estaba sonando, la tarea del usuario con IC era calificar en una
escala de 1 al 10 qué tan agradable era el sonido percibido.
Los tres estudios se realizaron también en personas con oídos sanos para poder comparar la
capacidad de percepción entre usuarios con IC y personas con oídos sanos en los tres focos de
estudio (Ritmo, Tono e Identificación de instrumentos) y poder obtener una visión general de
percepción musical.
En la mayoría de pruebas la diferencia de percepción entre usuarios con IC y personas con oídos
sanos fue notoria, la calificación de personas con oídos sanos fue muy superior en percepción de
pitch e identificación de melodía en comparación con los usuarios con IC, en los test de percepción
de instrumentos la diferencia no fue tan grande y en la prueba de percepción de ritmo la diferencia
entre usuarios con IC y personas con oídos sanos fue mínima, demostrando la capacidad de
percepción rítmica de los usuarios implantados, es muy similar a la de una persona con oídos sanos
[3].
En 2013 Mao Yitao y XuLi [4] plantearon tres diferencias fundamentales entre el habla y la música
que permiten clasificar la música como señales más complejas auditivamente que el habla y que
por lo tanto hacen a la música un sonido más difícil de captar por pacientes con IC. 1. El espectro
de frecuencias de la música es más amplio que el del habla. 2. La música presenta un rango
dinámico más amplio que el habla. 3. En la música el ritmo es un parámetro fundamental que en el
habla no es necesario discriminar para poder lograr su entendimiento.
En el año 2014 Yina Quinque realizó estudios de musicoterapia en niños [5] de entre 8 y 10 años
con IC, que hubieran nacido con deficiencia auditiva y tuvieran más de un año con el IC, con el fin
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 16
de mejorar su comprensión musical. El estudio consistió en evaluar la comprensión, discriminación
e identificación sonora-musical utilizando canciones conocidas por los pacientes.
Encontrando que hay dificultades de los pacientes en ubicar sonidos en el plano sonoro, por lo tanto
la ubicación de los sonidos dentro de una mezcla es un reto grande para usuarios con IC. Por otro
lado, la identificación de instrumentos musicales según su timbre es una tarea posible para usuarios
con IC, obteniendo buenos resultados en este parámetro.
En el año 2016 Federico Nahuel Cacavelos, Ricardo L. Marengo, Shin-ichi Sato y Florent Masson
realizaron una investigación de reconocimiento de tono y de patrones rítmicos de instrumentos de
percusión [6] algo fundamental para caracterizar la percepción musical de usuarios con IC.
Para esto diseñaron un experimento con tres instrumentos. Bombo, redoblante y ride. Para el
reconocimiento de patrones rítmicos se plantearon audios con secuencias rítmicas de estos
instrumentos y para el reconocimiento de tono se procesaron los audios para variar su tono. Con
estos audios se diseñaron dos sesiones de escucha.
En la primera sesión se compararon los tres instrumentos entre sí con el mismo patrón rítmico con
el fin de caracterizar si los usuarios de IC discriminan diferencia en tono impulsivo.
En la segunda sesión se creó un patrón con una combinación de los tres instrumentos para
caracterizar la percepción de usuarios con IC de identificar patrones rítmicos con varios
instrumentos combinados.
Estos experimentos se realizaron en usuarios con IC y personas con escucha sana encontrando que
los usuarios con IC en general tienen mayor dificultad en la percepción de tono y ritmo. Una
importante conclusión fue que los usuarios con IC tienen mayor dificultad en la percepción de
patrones rítmicos con varios instrumentos combinados que en patrones rítmicos con un solo
instrumento.
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 17
III. JUSTIFICACIÓN
La música es una creación cultural fundamental en todo el mundo. Los seres humanos suelen
utilizarla para diversos fines, tales como el ocio, transmitir ideas, comunicarse, relajarse, dormir
mejor o simplemente para ser más felices.
Este proyecto busca ofrecer la oportunidad a personas con implantes cocleares de tener acceso a
los beneficios que otorga la música, permitiéndoles así apreciarla de una manera mucho mejor a
como actualmente lo hacen.
Inicialmente, el diseño de esta metodología permitirá que productores musicales compongan
música que sea apreciable de una mejor forma por personas con implantes cocleares, pero también
se espera que estas personas puedan llegar a componer música, dándoles la oportunidad de que por
medio de la implementación de esta metodología de producción musical puedan también ser
músicos, permitiéndoles así tener más acceso al arte, en concreto a esta faceta de la cultura humana.
En otras palabras, los introduce más en la sociedad y en el mundo de los sentidos.
Es fundamental reconocer que existen limitaciones, pues actualmente una persona con IC no
escucha igual a quien tiene un oído sano. Por lo tanto, la música que se debe componer para estas
personas debe ser diferente, Es precisamente el entendimiento de esas limitaciones lo que permite
el diseño de esta metodología
Actualmente las personas con implantes cocleares son una minoría poco conocida en el país y por
ende en Colombia no existen estudios que busquen mejorar su apreciación musical, por esto es
importante el diseño de esta metodología la cual pretende mejorar el acceso a estas personas a un
aspecto cultural tan importante como lo es la música.
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 18
IV. OBJETIVOS
A. Objetivo general
Diseñar de una metodología para realizar piezas musicales que permita optimizar su apreciación
por personas con implantes cocleares.
B. Objetivos específicos
1. Identificar las diferencias de escucha de personas con IC en comparación a personas con cócleas
sanas, específicamente en cuanto a percepción de cambios de tono, reconocimiento de
instrumentos, reconocimiento de melodías, reconocimiento de patrones rítmicos, cambios de nivel
y rango de frecuencias perceptible.
2. Redactar un documento que contenga la metodología de cómo se deben componer piezas
musicales para personas con IC, que pueda ser utilizado por productores de diversos géneros
musicales, para componer música para personas con IC.
3. Componer una pieza musical para personas con IC basándose en la metodología diseñada y con
esta realizar una prueba con una persona con IC, con el fin de probar la implementación de la
metodología.
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 19
V. PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN
La percepción musical de personas con implantes cocleares es limitada en comparación a personas
con oídos sanos, por lo tanto su capacidad apreciación de música común no es óptima. Con este
proyecto se busca diseñar una metodología con la cual se puedan realizar piezas musicales que
sean apreciadas con mayor facilidad por personas con IC.
Se pretende redactar un documento que contenga la metodología diseñada y pueda ser entendida y
aplicada por productores musicales de diversos géneros musicales, los cuales no necesariamente
deben ser ingenieros de sonido para estar en capacidad de implementarla.
Para diseñar la metodología inicialmente se deben entender cuáles son las principales limitaciones
de percepción musical en usuarios con IC resolviendo las siguientes preguntas.
¿Cómo perciben los cambios de tono?
¿Cómo perciben los patrones rítmicos?
¿Cómo perciben los instrumentos musicales y las melodías?
¿Qué rango de frecuencias escuchan con mayor facilidad?
¿Qué rango dinámico perciben?
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 20
VI. HIPOTESIS
Ya que las personas con IC tienen limitaciones para escuchar música común, debido al modo cómo
funcionan y procesan las señales los IC, se plantea que al entender cuáles son estas limitaciones,
es posible diseñar una metodología que permita realizar piezas musicales que puedan ser percibidas
con mayor facilidad por dichas personas.
A. Hipótesis de trabajo
En 2013 Mao Yitao y XuLi [4] identificaron que entre la música y el habla existen 3 importantes
diferencias que permiten categorizar la música como un tipo de señal más compleja que el habla y
por lo tanto hacen a la música un tipo de señal más difícil de captar por pacientes con IC.
1. El espectro de frecuencias de la música es más amplio que el del habla.
2. La música presenta un rango dinámico más amplio que el habla.
3. En la música el ritmo es un parámetro fundamental que en el habla no es necesario discriminar
para poder lograr su entendimiento.
Adicionalmente en el año 2006 Valerie Wei Looi, desarrolló un estudio completo de percepción
musical en personas con IC [3], encontrando que efectivamente los usuarios con IC tienen mayor
dificultad para percibir música que personas con audición sana. Esto llevó a construir la hipótesis
de que si se identifican claramente cuáles son las limitaciones de percepción musical en personas
con IC, es posible desarrollar una metodología para producir piezas musicales que puedan ser
percibidas con mayor facilidad por dichas personas.
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 21
VII. MARCO TEÓRICO
El sistema auditivo humano cuenta con dos órganos iguales llamados oídos, que son los
encargados de capturar el sonido y de ayudar al cuerpo mantener el equilibro. Dentro de las
capacidades del oído de captura y transducción del sonido su función principal es captar las ondas
sonoras del aire, amplificarlas 20 veces su amplitud original y convertirlas en impulsos eléctricos
que viajan hacia el cerebro donde se produce su interpretación y respuesta. Su funcionamiento es
similar al de un micrófono que transduce presión sonora en impulsos eléctricos [7]. El oído cuenta
con tres secciones principales (oído externo, oído medio y oído interno). Cada sección del oído
tiene diferentes elementos que cumplen funciones específicas.
Oído externo: Su función principal es capturar las ondas sonoras en el aire que se manifiestan
como variaciones de presión en el medio y dirigirlas al interior del oído para su posterior
transducción. Este está compuesto por tres elementos.
Pabellón auditivo: Es una estructura de cartílago con surcos y pliegues en los cuales se producen
reflexiones sonoras que son dirigidas hacia el canal auditivo. Además de dirigir el sonido al
interior del oído el pabellón auditivo también ayuda a identificar la procedencia del sonido [8].
Canal auditivo: Es un conducto de aproximadamente 2.5 centímetros de largo que dirige las ondas
sonoras al tímpano, su funcionamiento es similar al de un resonador que amplifica frecuencias
entre 2khz y 4khz, el cual es el rango de frecuencias aproximado de la voz humana [8].
Membrana timpánica: es un tejido circular que capta las vibraciones en el aire que provienen del
canal auditivo y las convierte en vibraciones mecánicas que luego viajan al oído medio. La presión
que puede soportar el tímpano varía entre los 20 micro pascales y los 20 pascales que corresponde
a presión límite antes del rompimiento del tímpano [8].
Oído medio: Está compuesto por 3 huesos (martillo, yunque y estribo) unidos físicamente entre
sí. Estos se encargan de transportar las vibraciones desde el tímpano hasta el oído interno. Debido
a la forma física de los huesos estos actúan con un mecanismo de palanca y amplifican 20 veces
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 22
la presión de las vibraciones, lo cual ayuda a transducir el sonido con un buen nivel de amplitud
[7].
Oído interno: El oído interno está dividido en el sistema vestibular que se encarga del equilibrio
y la cóclea que se encarga de la transducción del sonido.
Cóclea: Esta sección del oído interno es un hueso en forma de caracol que contiene diversas
estructuras encargadas de transducir el sonido en impulsos eléctricos discriminando el sonido por
frecuencia. La cóclea inicia en la ventana oval donde los huesos del oído medio ejercen presión
según las vibraciones del sonido captado, esta onda viaja a través de un líquido llamado perilinfa
a través de un tejido llamado membrana basilar y posteriormente por otro tejido llamado escala
timpánica hasta llegar a la parte inferior de la cóclea y desplazar la ventana circular, creando así
una diferencia de presión entre la ventana oval y la ventana circular, desplazando la perilinfa cada
vez que se capta una vibración, esta onda que se produce se conoce como onda viajera [9].
Entre la membrana basilar y la escala timpánica se encuentra ubicada la escala media la cual
contiene un líquido llamado endolinfa, allí se encuentra la membrana tectorial y el órgano de corti
el cual contiene grupos de células ciliadas que según su movimiento a causa de vibraciones sobre
la membrana tectorial producen una reacción química que genera impulsos eléctricos los cuales
viajan por el nervio auditivo hasta el cerebro humano, ver figura 1 [9].
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 23
La sección de la cóclea externa sobre la que se encuentran la ventana circular y oval se llama base
y la sección más profunda se llama ápex. Según la frecuencia de la onda viajera está excita
diferentes puntos de la cóclea. Las frecuencias altas se capturan cerca de la base mientras que las
frecuencias bajas se capturan cerca del ápex [8].
Las células ciliadas se distribuyen en grupos a lo largo de la cóclea, según el punto sobre la escala
media donde están ubicadas ciertos grupos de células capturan diferentes frecuencias, definiendo
así las bandas críticas de audición donde la frecuencia más baja que se puede captar es 20 Hz y la
más alta es 20.000 Hz [9].
Las bandas críticas del oído humano se pueden entender como una serie de filtros pasa bandas
solapados, cuyas frecuencias se pueden ver en la figura 2. Cada uno de estos filtros está compuesto
por grupos de células ciliadas que captan frecuencias similares. Lo cual se interpreta como una
medida de selectividad o resolución en frecuencia del oído humano [10]. Al percibir dos tonos
cuyas frecuencias son ligeramente diferentes y están dentro de la misma banda crítica, la capacidad
Fig. 1. Corte lateral de la cóclea. Hallowell and Silverman.
Tomado de: The anatomy and physiology of the ear and hearing. P. Alberti [7].
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 24
del oído de diferenciar una de otra se dificulta debido a fenómenos de enmascaramiento, mientras
que si se tienen dos tonos cuyas frecuencias están ubicadas en diferentes bandas críticas, la
capacidad de diferenciación será más alta.
La cóclea del oído humano mide aproximadamente 32 milímetros si se estira. Físicamente las
bandas críticas están distribuidas de forma equidistante sobre la cóclea, y cada banda mide 1.3 mm,
esta distribución se puede apreciar en la figura 3 [10].
Fig. 2. Frecuencias de bandas críticas, Rodríguez, A.
Tomado de: Conceptos básicos de psicoacústica. A. Rodríguez [10].
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 25
La hipoacusia neurosensorial es el daño de las células ciliadas, daño en la estructura de la cóclea,
ausencia de nacimiento de la cóclea o daños en el nervio auditivo. Lo cual produce pérdidas
auditivas de entre 35 dB hasta la pérdida total de la audición. Esta puede ser causada por golpes,
excesivos niveles de presión sonora por largo tiempo, infecciones, daños en el nervio auditivo,
enfermedades degenerativas, otras enfermedades del oído o malformaciones prenatales [11].
El principal tratamiento para la hipoacusia neurosensorial es el implante coclear (IC). Es un
dispositivo electrónico que se encarga de transducir el sonido y suplir los daños de la hipoacusia
neurosensorial produciendo estimulaciones eléctricas en el nervio auditivo.
El IC cuenta con dos partes, una externa y una interna. La parte externa se ubica en la parte posterior
de la cabeza detrás del pabellón auditivo del oído más afectado (o en algunos casos se usan
implantes en ambos oídos), esta parte consta de un micrófono que se encarga de captar los sonidos
incidentes, una batería para encender el dispositivo, un circuito que procesa el audio capturado
para transducirlo en impulsos eléctricos, una bobina que se encarga de enviar los impulsos a la
parte interna del IC por medio de radiofrecuencia, una entrada directa de audio y un imán que
mantiene fija la bobina [12].
La parte interna del dispositivo que se introduce al paciente con una cirugía está compuesta por un
circuito que captura las señales de radiofrecuencia de la parte externa y las convierte nuevamente
en impulsos eléctricos, un imán interior que fija la bobina y varios electrodos ubicados sobre la
Fig. 3. Relación de escalas de longitud, Rodríguez, A.
Tomado de: The anatomy and physiology of the ear and hearing. P. Alberti [7].
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 26
escala timpánica que envían impulsos eléctricos al nervio auditivo cuando reciben señal del
receptor interno de radiofrecuencia y en algunos casos uno o dos electrodos de referencia [12].
Los IC son una buena aproximación del funcionamiento de la cóclea pero no son exactamente
iguales por lo tanto existen limitaciones en la percepción del sonido de una persona con una cóclea
sana y una persona con IC.
Resolución en frecuencia: En una cóclea sana, las células ciliadas y las neuronas del nervio
auditivo se conectan de forma en que aproximadamente 10 a 20 neuronas, corresponden a una
única frecuencia del rango audible. En los implantes cocleares no se puede tener una resolución de
frecuencia tan alta, debido a las limitaciones físicas de cada electrodo. En los IC la señal incidente
pasa por un banco de 22 filtros pasa bandas con frecuencias establecidas, la señal resultante de los
filtros es mapeada a los 22 electrodos, asignando un rango de frecuencias a cada electrodo. Los
electrodos generan un campo eléctrico estimulando un grupo amplio de neuronas y dependiendo
de la amplitud del sonido en el rango de frecuencias asociado a cada electrodo, la intensidad del
campo eléctrico también varía. Pero como se dijo anteriormente no existe una estimulación de una
Fig. 4. Componentes de un implante coclear, Castro, A. Del Rio, L. and Lassaletta, L.
Tomado de: Implantes cocleares y de tronco cerebral. Castro A. Del Rio L. And Lassaletta L [12].
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 27
frecuencia por cada 10 a 20 neuronas, como en una cóclea sana, si no que cada electrodo estimula
un grupo más amplio de neuronas, disminuyendo la resolución en frecuencia [12].
Interferencia entre electrodos: Los electrodos se encienden dependiendo de la corriente eléctrica
que reciben, al estar en un medio conductor como el interior de la cóclea, al estimular un electrodo,
los electrodos adyacentes también se encienden, por lo tanto se estimulan neuronas de bandas que
no corresponden a la banda que realmente se está captando y mientras más electrodos adyacentes
se enciendan al mismo tiempo, mayor interferencia habrá y por ende será más difícil para el usuario
entender la señal adecuadamente [12].
Resolución temporal: Debido a que las señales que capta el micrófono deben ser procesadas antes
de ser enviadas a los electrodos como pulsos eléctricos, existe un retraso mientras estos pasos se
cumplen. Por lo tanto las señales captadas en el tiempo se segmentan en ciclos o ventanas, de las
cuales se obtienen las envolventes, quitando las estructuras temporales finas en las señales. Si estos
segmentos duran más, la pérdida de las estructuras finas será mayor, perdiendo así resolución
temporal [12].
Los implantes cocleares se enfocan en ayudar a que los pacientes con hipoacusia neurosensorial
puedan comunicarse nuevamente, por ende su principal foco es el entendimiento de la voz humana,
y a pesar de las limitaciones descritas para el sonido de la voz humana los IC funcionan
suficientemente bien permitiendo a sus usuarios comunicarse sin lenguaje de señas y hasta por vía
telefónica, sin embargo el entendimiento de señales más complejas suele ser un reto para ellos [13].
Actualmente existen varias empresas que se dedican a desarrollar implantes cocleares, siendo
Cochlear, Medel y Clarión las más conocidas. Dentro de estas Cochlear es la marca con mayor
cantidad de usuarios en el mundo, con más de 32.000 pacientes. Sus implantes Nucleus 24, Contour
y Doble Array (especial para cócleas osificadas) son los tipos de implantes más usados y estos
cuentan con 22 electrodos activos para estimulación y 2 electrodos de referencia. [14].
Los 22 electrodos activos se insertan sobre la escala timpánica al interior de la cóclea, estos están
ubicados de forma longitudinal sobre una sección de aproximadamente 17 milímetros y cuentan
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 28
con una separación de 0.75 milímetros de forma equidistante. El primer electrodo se ubica a
aproximadamente 3 mm desde la ventana oval y el último se ubica a aproximadamente 20
milímetros. Debido a que los electrodos no cubren la extensión total de la cóclea, el rango de
frecuencias que pueden percibir es menor que el de una persona con el oído sano [15].
Otro factor limitante que se debe considerar es que para los usuarios implantados la capacidad de
percepción de sonidos se ve disminuida en espacios con altos tiempos de reverberación o con altos
niveles de ruido de fondo en comparación a la señal que desean percibir [15].
El rango dinámico que pueden percibir los usuarios implantados es menor al de personas con oídos
sanos, debido a las limitaciones del procesador del implante. Ya que los IC están diseñados para
captar la voz humana y esta no suele presentar niveles por debajo de 25 dB SPL, este es el nivel
mínimo que pueden percibir. El nivel máximo que se puede captar se define como “nivel cómodo”
y es de 65 dB SPL, esto debido a que representa un nivel cómodo del habla humana en situaciones
normales, este nivel máximo se regula por medio de un compresor dentro del procesador [16].
Fig. 5. Relación tonotópica de la ubicación de los electrodos, Dillier, N.
Tomado de: Combining cochlear implants and hearing instruments, Dillier, N, [15].
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 29
Por lo tanto el rango dinámico de entrada estándar de los implantes cocleares es de 40 dB, pero en
los implantes cocleares Nucleus (de la marca Cochlear) este rango se puede variar cambiando el
nivel máximo que pueden captar los implantes, definido por el umbral del compresor. Este nivel
se puede configurar para tener un rango dinámico de 30 dB, 40 dB o 50 dB [16].
Dentro de los métodos para cuantificar la percepción musical de pacientes con IC se realizaron
estudios de percepción de tono, ritmo y reconocimiento de instrumentos musicales. Con estos tres
ítems se puede tener una muy buena idea de la percepción musical de un usuario con IC [3].
Estudio de percepción de tono: El método consiste en someter a los pacientes a varios sonidos con
diferentes tonos especiados de entre 3, 6 y 12 semitonos de forma ascendente y de forma
descendente y pedir al paciente que identifique cuáles sonidos tuvieron variación de tono
ascendente y cuales tuvieron variación de todo descendente [3].
Estudio de percepción rítmica: El método consiste en tomar patrones rítmicos con sonidos que
tienen el mismo tono y reproducir los audios en grupos de a dos audios de forma consecutiva,
dejando en algunos casos audios consecutivos iguales y diferentes en otros casos y pedir al paciente
que indique si los dos patrones rítmicos reproducidos consecutivamente fueron iguales o diferentes
entre sí [3].
Percepción de instrumentos musicales: Los estudios de percepción de instrumentos se basan en
tareas de calificación de calidad e identificación de instrumentos. Para este estudio se prueban
audios con un solo instrumento, con dos instrumentos y ensambles musicales enteros. Para la tarea
de calificación de calidad se reproducen a los pacientes sonidos de instrumentos musicales y se les
pide que califiquen de 1-10 que tan agradables son los sonidos. Para la tarea de identificación se
les reproducen a los pacientes los audios de instrumentos y se les pide que identifiquen qué
instrumento están escuchando [3].
Todos estos estudios se deben hacer comparativamente entre usuarios con IC y pacientes con
audición sana, para tener un punto de comparación y poder medir que tan bien escuchan los
usuarios implantados. Los 4 estudios mostraron que los usuarios con IC tienen una percepción
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 30
notablemente reducida en comparación a personas sanas en todos los estudios excepto en
percepción de ritmo, por ende se concluyó que la percepción rítmica en pacientes con IC es óptima
[3].
Decibeles de presión sonora (dB SPL): El sonido físicamente hablando, son los cambios de
presión causados inicialmente por una vibración, los cuales se transmiten a través de un medio
comprimiendo y separando las partículas que lo conforman, propagando así energía a través del
medio (sólido, líquido o gaseoso) en forma de cambios de presión sobre la presión de referencia
(presión atmosférica en el caso del aire) [17].
Fig. 6. Resultados comparativos en el test de música, Wei Looi, V.
Tomado de: Music perception of cochlear implant users, Wei Looi, V. [3].
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 31
Los cambios de presión en el aire llegan al oído humano y causan vibraciones en el tímpano, las
cuales se transmiten a través de las distintas estructuras del oído hasta finalmente llegar por medio
del nervio auditivo al cerebro donde son interpretados como sonidos.
El oído humano tiene un rango de presiones que puede tolerar, que va desde 20 micro pascales el
cual representa el valor mínimo de presión con el cual se puede escuchar sonido, hasta
aproximadamente 20 pascales, valor en el cual se producen daños en el oído por la alta presión
incidente [17].
Para medir los niveles de presión sonora se introduce una escala logarítmica de relación de valores
conocida como decibeles de presión sonora (dB SPL), la cual relaciona un valor de presión
instantáneo, contra un valor de referencia que corresponde al valor mínimo que puede captar el
oído humano (20 u P) [17]. Los decibeles se presentan en una escala logarítmica debido a que la
percepción de los sentidos del ser humano también se da en una escala logarítmica. Los decibeles
de presión sonora se calculan por medio de la siguiente expresión [17]:
𝑑𝐵 𝑆𝑃𝐿 = 20 log (𝑃
20 𝑢 𝑃) (1)
Donde P corresponde a la presión en pascales, en un punto del espacio.
Decibeles Full Escala (dBFS): El rango dinámico en los sistemas digitales (audio digital) está
dado por los bits del sistema, que representan la cantidad posible de valores en términos que
amplitud que puede tomar la señal, debido a que en los sistemas digitales se presentan señales
discretas y por ende la cantidad posible de valores de amplitud es finita [18].
Por facilidad y comodidad a la hora de visualizar los niveles, se establece una escala logarítmica
de decibeles, que compara el bit donde está el nivel instantáneo de la señal, con el valor de
referencia que representa la cantidad de bits total que tiene el sistema empleado, que usualmente
es 8, 16 o 24 bits [18].
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 32
Los decibeles full escala (dBFS) están representados por las siguientes ecuaciones:
𝑑𝐵𝐹𝑆 = 20 log (𝐵
28) Para sistemas con 8 bits. (2)
𝑑𝐵𝐹𝑆 = 20 log (𝐵
216) Para sistemas con 16 bits. (3)
𝑑𝐵𝐹𝑆 = 20 log (𝐵
224) Para sistemas con 24 bits. (4)
Donde B corresponde al bit que se está empleando para representar la amplitud de la señal, de forma instantánea.
Rango dinámico en audio (Factor de cresta): Las señales de audio suelen presentar variaciones
de amplitud en tiempo, por lo tanto cuentan con nivel máximo, nivel mínimo, nivel promedio, nivel
cuadrático medio y niveles pico instantáneos que pueden ser medidos o calculados.
El factor de cresta es un parámetro que en audio permite medir el rango dinámico de las señales y
está representado por la diferencia entre el nivel pico y el nivel cuadrático medio (RMS). Debido
a que los niveles en audio se suelen medir en escalas logarítmicas de decibeles, el factor de cresta
también se puede representar en una escala logarítmica por medio de 20 veces el logaritmo del
cociente entre el nivel Pico y el nivel RMS, que por propiedades de logaritmos se puede representar
como la resta entre el nivel Pico y el nivel RMS como está definido el factor de cresta. Debido a
que esta relación (Pico/RMS) se puede dar en unidades de decibeles, las unidades del factor de
cresta están dadas en decibeles adimensionales (dB) [19].
El factor de cresta se puede calcular por la siguiente ecuación:
𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑐𝑟𝑒𝑠𝑡𝑎 (𝐶𝐹) = 20 log (𝑃𝑖𝑐𝑜
𝑅𝑀𝑆) (5)
Notas Musicales (Frecuencia): Las escalas musicales están compuestas por diversas notas, donde
cada una cuenta con una frecuencia fundamental específica definida. La sensación de tono se puede
explicar desde el punto de vista psicoacústico ya que el cerebro perceptivamente crea una relación
entre las notas musicales cuyas frecuencias fundamentales son múltiplos enteros entre sí [20].
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 33
La escala temperada se construye por medio de octavas consecutivas, donde cada nota presenta el
doble en su valor de frecuencia fundamental de la misma nota pero en la octava anterior. De este
modo se definen 12 notas musicales que constituyen las escalas musicales organizadas por octavas
[20]. La frecuencia fundamental de las notas musicales en Hz se presenta a continuación:
TABLA I. FRECUENCIA DE NOTAS MUSICALES EN HZ.
NOTA Octava 3 Octava 4 Octava 5 Octava 6 Octava 7
C 130.81 261.63 523.25 1046.50 2093.00
C# 138.59 277.18 554.37 1108.73 2217.46
D 146.83 293.66 587.33 1174.66 2349.32
D# 155.56 311.13 622.25 1244.51 2489.02
E 164.81 329.63 659.26 1318.51 2637.02
F 174.61 349.23 698.46 1396.91 2793.83
F# 185.00 369.99 739.99 1479.98 2959.96
G 196.00 392.00 783.99 1567.98 3135.96
G# 207.65 415.30 830.61 1661.22 3322.44
A 220.00 440.00 880.00 1760.00 3520.00
A# 233.08 466.00 923.33 1864.66 3729.31
B 246.94 493.88 987.77 1975.53 3951.07
Tomado de: Frecuencia notas musicales, L. Wanumen, G. Cavanzo and J. Guevara, 2017.
Mezcla: La mezcla, es la etapa dentro de la producción musical que permite balancear y ubicar
los sonidos en un espacio tridimensional imaginario, generado por las fuentes a través de las
cuales se reproduce el audio, donde la sensación de profundidad se da por la amplitud de las señales
y la sensación se panorámica se da por el paneo. Lo que se busca con este proceso es ubicar los
sonidos de los diferentes instrumentos musicales dentro de este espacio, buscando que cada
instrumento pueda ser percibido sin ser enmascarado por otro [21].
El proceso de la mezcla depende inicialmente de la calidad de la grabación de los instrumentos
musicales, posteriormente se aplica una serie de procesos de corrección que buscan mejorar el
sonido de cada instrumento, dichos procesos pueden ser de ecualización, compresión o los procesos
que sean necesarios para mejorar perceptivamente los sonidos, finalmente se procede a “mezclar”
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 34
los instrumentos por medio de cambio de niveles y paneo con el fin de ubicarlos en el espacio
imaginario descrito, dentro de la etapa de mezcla también se suelen aplicar efectos temporales o de
modulación a las señales como reverb, delay, chorus, flanger, etc. El utilizar o no efectos, depende
del género musical, del proceso creativo y del oído del productor musical [21].
Masterización: En el proceso de producción musical, la masterización es la última etapa, donde
se obtiene el audio final para ser comercializado o publicado. Es en esta etapa donde se aplican las
últimas correcciones con el fin de mejorar el audio. En la masterización no existen recetas
predefinidas y es en parte un proceso que combina la ingeniería, el arte, y se basa en la calidad del
oído del productor musical. Teniendo en cuenta esto, la aplicación de procesos depende del audio
y de la calidad de la mezcla, aun así la ecualización, la compresión y la limitación suelen ser tres
pasos importantes dentro del proceso de masterización, los cuales buscan corregir o mejorar el
cómo se escucha el audio. Se debe resaltar que dentro de esta etapa se pueden aplicar diferentes
procesos y no siempre se aplican todos los mencionados [22].
La ecualización busca corregir resonancias, balancear el espectro de frecuencias del audio
realzando o atenuando secciones de este y adicionalmente también puede ayudar a perceptivamente
resaltar instrumentos o atenuarlos aplicando ciertos tipos de ecualización. La compresión en
masterización también es un proceso común, con el cual se pueden resaltar transientes de sonidos
dentro del audio o por el contrario disminuirlas y perceptivamente, dar la sensación de tener todos
los instrumentos de la canción más compactos. Finalmente la limitación permite disminuir los
niveles Pico y aumentar el nivel RMS, permitiendo dar mayor nivel en términos de amplitud a la
señal [22].
El proceso de medición de niveles dentro de la señal se puede realizar por medio de medidores
digitales o análogos y con esto se busca obtener una caracterización numérica de los niveles del
producto obtenido (puede ser en frecuencia o amplitud), con el fin ya sea de alcanzar los estándares
del mercado en términos de niveles o lograr un nivel propuesto por algún cliente o proceso que así
lo requiere [22].
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 35
Ruido de Fondo: El ruido está definido como las señales indeseadas que se presentan en un espacio
o dentro de otra señal de interés y suelen causar molestias o problemas a los seres humanos. Por lo
tanto se considera como ruido de fondo, cualquier sonido no deseado en un espacio. Este tipo de
ruido se da por la suma de las diversas fuentes de ruido presentes en un sitio, como tráfico, música
indeseada, voces humanas, aeronaves etc. [23].
La necesidad de medir y clasificar los niveles de ruido parte de la necesidad de controlarlo o
disminuirlo, con el fin de mejorar la salud auditiva de personas o de ayudar a entender la señal de
interés que es enmascarada por el ruido de fondo [23]. Los niveles de ruido de fondo se pueden
clasificar según los efectos en la salud, la clasificación se puede apreciar en la Tabla II, con la cual
se busca dar un aproximado del nivel de presión sonora que se experimenta en espacios con
diferentes tipos de ruido de fondo [23]:
TABLA II. NIVELES DE RUIDO DE FONDO.
SPL ACTIVIDADES SENSACIÓN / EFECTOS EN EL OÍDO
140 - 160 dB Explosión de un petardo a 1 m. Daños permanentes al oído, ruptura del tímpano.
Daños permanentes al oído, ruptura del tímpano. 130 dB Avión despegando a 10 m.
120 dB Motor de avión en marcha. Umbral del dolor.
110 dB Concierto de Rock. Sensación molesta.
Sensación molesta.
Sensación molesta.
100 dB Sirena de ambulancia a 10 m.
90 dB Calle principal a 10 m.
80 dB Bar animado. Ruido de fondo incómodo para conversar.
Ruido de fondo incómodo para conversar. 70 dB Coche normal a 10 m.
60 dB Televisión normal a 1m. Ruido de fondo agradable para vida social.
Ruido de fondo agradable para vida social.
Ruido de fondo agradable para vida social.
50 dB Conversación normal a 1 m.
40 dB Biblioteca, Susurros.
30 dB Frigorífico silencioso. Nivel de ruido de fondo necesario para descansar.
20 dB Habitación muy silenciosa. Nivel de ruido de fondo necesario para descansar.
10 dB Respiración tranquila Nivel de ruido de fondo necesario para descansar.
0 dB Umbral de audición Silencio.
Tomado de: Niveles de ruido de fondo, B. Berglund, T. Lindvall, and D. Schwela, 1999.
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 36
VIII. MATERIALES Y METODOS
A. Método de investigación
Inicialmente se plantea una exhaustiva investigación entre los diferentes estudios publicados con
respecto a la percepción musical de usuarios con IC [2], buscando documentos de entidades o
investigadores reconocidos con el fin de entender la percepción musical de los usuarios con IC en
comparación a personas con oídos sanos.
Una vez realizada la base de datos de estudios se busca comparar los resultados obtenidos de los
diferentes documentos, con el fin de encontrar patrones entre los indicadores de los diferentes
estudios de percepción musical en usuarios con IC, para poder caracterizar de forma fiel el cómo
perciben la música las personas con implantes en comparación a personas con oídos sanos.
En la robustez de esta investigación recae gran parte de los resultados del proyecto, debido a que
el redactar un documento que represente el cómo se debe hacer música para usuarios con IC, se
deben entender claramente las limitaciones en la percepción musical de estos.
Los indicadores planteados para caracterizar la percepción musical son los siguientes.
Percepción de tono en usuarios con IC [3].
Percepción de patrones rítmicos en usuarios con IC [6].
Reconocimiento de melodías en usuarios con IC [3].
Reconocimiento de instrumentos musicales en usuarios con IC [3].
Uno de los objetivos en la realización de la base de datos es caracterizar estudios que tengan una
cantidad significativa de pacientes y que sean de diferentes sitios del mundo, esto con el fin de
evitar factores que pueden influir en el “disfrute” subjetivo musical que puedan tener algunas
personas o culturas, al obtener una mayor base de datos de estudios que se hayan realizado en
poblaciones diferentes ayuda a que los alcances de este proyecto puedan ser aplicados en diferentes
lugares y para diferentes géneros musicales.
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 37
B. Procedimiento:
El documento a realizar que busca explicar a productores musicales cual es la metodología para
realizar piezas musicales que puedan ser apreciadas de forma más óptima, es pensado para
productores musicales tanto profesionales como empíricos o aficionados. Por lo tanto debe ser un
documento con información fundamental pero de fácil acceso y entendimiento para cualquier
productor musical, ya que este estudio busca contar con gran aplicación en la industria musical.
El documento presenta el procedimiento a seguir desde la etapa de preproducción donde se
seleccionan los instrumentos musicales, se compone la melodía, la letra y los arreglos musicales,
la producción donde se realizan las grabaciones y la edición de los audios y finalmente la
postproducción que se refiere a la mezcla y masterización del material musical realizado. El plan
es establecer en qué puntos del procedimiento de producción se deben tener consideraciones
especiales debido a que el público objetivo de esta música serán usuarios con IC.
Luego de redactar el documento inicial se planea buscar productores musicales de diversos géneros
musicales, que revisen la metodología descrita y por medio de encuestas, califiquen su nivel de
entendimiento de la metodología. Esto con el fin de verificar la aplicabilidad y facilidad de
entendimiento de la metodología, desde el punto de vista técnico de un productor musical.
C. Material musical:
Se busca realizar 1 pieza musical utilizando la metodología final aplicando paso a paso todos los
puntos encontrados desde la preproducción, producción y postproducción con el fin de identificar
que tan óptima es la metodología.
El objetivo es realizar el proceso de composición musical, interpretación y grabación con músicos
profesionales, esto con el fin de no sesgar los resultados a causa de malas interpretaciones
musicales.
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 38
Finalmente se busca realizar un análisis de la pieza musical obtenida, por medio de un estudio con
un paciente con IC, pidiéndole hacer una comparación entre piezas musicales comunes y la pieza
musical hecha por medio de la metodología, encontrando por medio de un estudio si efectivamente
la pieza realizada con la metodología es perceptible de forma más óptima por usuarios con IC en
comparación a la música normal y poder caracterizar si es significativamente mejor.
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 39
IX. DESARROLLO
Alcance de la metodología: Actualmente existen diferentes tipos de implantes cocleares. Su
funcionamiento es básicamente el mismo, pero cuentan con diferencias en su forma de procesar la
información y en la cantidad de electrodos que estos utilizan. Debido a que la metodología depende
en parte de la forma como funcionan los implantes, se eligieron los implantes de la marca Cochlear
para hacer la metodología, debido a que es el tipo de implante más común en el mundo [14] y con
esto se busca beneficiar a la mayor cantidad posible de usuarios.
A. Desarrollo de la metodología:
1. Composición musical:
Los implantes cocleares cuentan con 22 electrodos ubicados al interior de la cóclea, estos están
distribuidos de forma equidistante en una distancia de aproximadamente 17mm, con una separación
entre todos electrodos de 0.75mm [15]. Para permitir la escucha, los electrodos generan campos
eléctricos que estimulan el nervio auditivo, cuya intensidad depende de la amplitud señal de entrada
captada por el IC, dando la capacidad al usuario de escuchar [12].
La medida total de la cóclea estirada es de aproximadamente 32 mm [10] y ya que los electrodos
solo cubren aproximadamente 17 mm de esta, el rango de frecuencias que pueden percibir los
usuarios implantados es inferior al de personas con oídos sanos.
En el procesamiento de señales interno del IC, la señal pasa por un banco de filtros pasa bandas
con frecuencias establecidas, que se encargan de mapear el rango de frecuencias entrante a los
electrodos. Entregando a cada electrodo una banda de frecuencia asociada, por lo tanto a cada
electrodo le corresponde un rango de frecuencias establecido [12].
El campo eléctrico generado por cada electrodo varía su intensidad dependiendo de los cambios de
amplitud en su banda de frecuencia asociada. Mientras la banda mantenga la misma cantidad de
energía, los cambios de frecuencia dentro de esta no alteran la intensidad del campo eléctrico
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 40
generado por el electrodo. Debido a esto los usuarios solo perciben cambios en frecuencia cuando
se estimulan diferentes bandas y por lo tanto la resolución en frecuencias que pueden percibir es
menor a la de una persona con oídos sanos [12].
Para que los usuarios puedan percibir melodías con mayor facilidad, se debe asegurar que cada
nota musical dentro de la escala estimule una banda de frecuencia diferente, en otras palabras que
cada electrodo sea activado por máximo una nota musical de la escala.
Debido a que los valores de frecuencia de los filtros pasa banda del implante no se encuentran
disponibles, ya que es información privada de la empresa fabricante, el rango de frecuencias de los
electrodos se basó en las frecuencias de las bandas críticas del oído humano y en la correspondiente
ubicación de los electrodos sobre estas.
El primer electrodo está ubicado a 3.6 mm de la ventana oval y el último electrodo está ubicado a
18.95 mm de la ventana oval, en total hay 22 electrodos y todos tienen una separación de 0.75 mm
entre sí [15]. Teniendo en cuenta que todas las bandas críticas miden 1.3 mm [10], se puede
establecer la banda crítica sobre la que queda ubicado cada electrodo del implante y al tener las
frecuencias de las bandas críticas, se puede establecer de forma aproximada el rango de frecuencias
que corresponde a cada electrodo (Tabla III).
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 41
TABLA III. MAPEO DE ELECTRODOS.
ELECTRODO DISTANCIA DEL
ELECTRODO DESDE
LA VENTANA OVAL
(mm)
BANDA
CRÍTICA
EQUIVALENTE
RANGO DE
FRECUENCIAS
POR BANDA
CRÍTICA (HZ)
RANGO DE
FRECUENCIAS POR
ELECTRODO
APROXIMADO
1 3.6 3-4 200-400 200-300
2 4.35 4 300-400 300-400
3 5.1 4-5 300-510 400-510
4 5.85 5-6 400-630 510-630
5 6.6 6 510-630 510-630
6 7.35 6-7 510-770 630-770
7 8.1 7 630-770 630-770
8 8.85 7-8 630-920 770-920
9 9.6 8 720-920 770-920
10 10.35 8-9 720-1080 920-1080
11 11.1 9-10 920-1270 1080-1270
12 11.85 10 1080-1270 1080-1270
13 12.6 10-11 1080-1480 1270-1480
14 13.35 11 1270-1480 1270-1480
15 14.1 11-12 1270-1720 1480-1720
16 14.85 12 1480-1720 1480-1720
17 15.6 13 1720-2000 1720-2000
18 16.35 13 1720-2000 1720-2000
19 16.7 13-14 1720-2320 2000-2320
20 17.45 14 2000-2320 2000-2320
21 18.2 15 2320-2700 2320-2700
22 18.95 15-16 2320-3150 2700-3150
Una vez calculado el rango de frecuencias asociado a cada electrodo y teniendo en cuenta que
algunos electrodos están ubicados dentro de la misma banda crítica, se establece la escala musical
ideal, calculando el valor de frecuencia central de cada rango de frecuencias de los electrodos y
posteriormente buscando la nota musical con la frecuencia más cercana al valor de frecuencia
central calculado, procedimiento realizado para cada electrodo. De modo que cada nota musical
estimule la menor cantidad posible de electrodos y tomando máximo una nota musical por cada
electrodo (Tabla IV).
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 42
TABLA IV. ESCALA MUSICAL PARA ELECTRODOS.
ELECTRODO RANGO DE
FRECUENCIAS POR
ELECTRODO (HZ)
FRECUENCIA
CENTRAL
NOTA MUSICAL
CERCANA
1 200-300 250 B3
2 300-400 350 F4
3 400-510 455 A#4
4 510-630 570 D5
5 510-630 570 D5
6 630-770 700 F5
7 630-770 700 F5
8 770-920 845 G#5
9 770-920 845 G#5
10 920-1080 1000 B5
11 1080-1270 1175 D6
12 1080-1270 1175 D6
13 1270-1480 1375 F6
14 1270-1480 1375 F6
15 1480-1720 1600 G6
16 1480-1720 1600 G6
17 1720-2000 1860 A#6
18 1720-2000 1860 A#6
19 2000-2320 2160 C#7
20 2000-2320 2160 C#7
21 2320-2700 2510 D#7
22 2700-3150 2957 F#7
Debido a que las notas no corresponden con alguna escala tonal convencional (escala mayor o
menor) en su mayoría es disonante, se aproximan los valores de frecuencia a la escala musical
tonal más cercana, respetando que cada electrodo sea estimulado máximo por una nota musical
de la escala. Al hacer esta aproximación se encuentra que la escala ideal es F mayor.
Adicionalmente se plantea un método para que los productores musicales puedan diseñar sus
propias escalas musicales, de modo que la composición musical no sea tan restrictiva. Para esto se
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 43
entrega la (Tabla V), dentro de esta se presenta en la segunda columna la escala musical ideal (Fa
mayor) y en la tercera columna se entregan los rangos de notas musicales de los cuales se debe
elegir solo una nota por fila. Al seguir este procedimiento se asegura que los productores musicales
puedan armar sus propias escalas musicales, respetando que cada electrodo sea estimulado máximo
por una nota musical. De modo que los usuarios implantados puedan percibir las melodías
diferenciando adecuadamente las notas musicales.
TABLA V. METODO PARA DISEÑAR ESCALAS MUSICALES
ELECTRODO RANGO DE
FRECUENCIAS POR
ELECTRODO (HZ)
ESCALA
MUSICAL
BASICA
RANGO DE NOTAS
(ESCOGER SOLO UNA
POR FILA)
1 200-300 Bb 3 G#3 - D4
2 300-400 F 4 D#4 - G4
3 400-510 A 4 G#4 - B4
4-5 510-630 D 5 C5 - D#5
6-7 630-770 F 5 E5 - F#5
8-9 770-920 G 5 G5 - A5
10 920-1080 Bb 5 A#5 - C6
11-12 1080-1270 D 6 C#6 - D#6
13-14 1270-1480 F 6 E6 - F#6
15-16 1480-1720 G 6 G6 - G#6
17-18 1720-2000 A 6 A6 - B6
19-20 2000-2320 C 7 C7- C#7
21 2320-2700 D 7 D7 - E7
22 2700-3150 F 7 F7 - G7
Se debe resaltar que el utilizar esta escala se busca mejorar la capacidad de apreciación de melodías
de los usuarios implantados, pero que aun aplicando este método su capacidad de entendimiento
de melodías es limitada.
Estudios previos de percepción musical en personas con IC, demuestran que en comparación a
personas con audición sana, el aspecto musical al que mejor responden los usuarios implantados
es al de reconocimiento de patrones rítmicos [3].
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 44
Por este motivo se recomienda a los productores musicales centrar los esfuerzos de producción
musical en generar patrones rítmicos claros y fáciles de recordar.
2. Polifonía:
El interior de la cóclea está en un medio líquido, por lo tanto es un espacio con alta conductividad.
Ya que los electrodos estimulan el nervio auditivo por medio de campos eléctricos y todos estos
están ubicados dentro de este medio conductor, se suelen generar interferencias debido a que los
campos eléctricos activan los electrodos cercanos. Lo cual produce dificultades de percepción a los
usuarios implantados [12].
A medida que más electrodos se activan simultáneamente, el nivel de interferencia es mayor, por
lo tanto se busca activar la menor cantidad posible de electrodos al mismo tiempo.
Para ayudar a evitar este aspecto, se plantea que las composiciones musicales deben estar
construidas por notas musicales que suenen consecutivamente y no por notas simultáneas como
acordes.
Es clave resaltar que este aspecto pretende ayudar en la mayor medida de lo posible a evitar
interferencia, pero debido a que en todo instrumento musical las notas cuentan con armónicos y
por ende inevitablemente va a activar varios electrodos, esta interferencia de todos modos se va a
producir, pero al evitar que varias notas suenen simultáneamente, la interferencia será disminuida
ayudando a los usuarios a tener una mejor percepción de melodías.
3. Selección de instrumentos:
Está comprobado por estudios previos, que la capacidad de percepción musical de los usuarios
implantados disminuye cuando se tienen varios instrumentos musicales con rangos de frecuencias
similares sonando al mismo tiempo [3], [6].
Debido a este detalle, se debe tener en cuenta, que si se desea implementar varios instrumentos
cuyos rangos de frecuencia son similares; en la obra musical dichos instrumentos no deben sonar
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 45
de forma simultánea, si no en momentos diferentes de la canción. Esto con el fin de disminuir la
interferencia entre los electrodos.
Como se dijo anteriormente los estudios comparativos de percepción musical entre personas con
IC y personas con audición sana, muestran que el aspecto al que mejor responden los usuarios
implantados es a los patrones rítmicos [3], por lo tanto la selección de instrumentos musicales debe
considerar este aspecto a la hora de escoger instrumentos con los que se puedan generar patrones
rítmicos marcados.
4. Voces:
Los IC están diseñados principalmente para percibir la voz humana, ya que la mayor limitación de
los usuarios es su incapacidad para comunicarse verbalmente [13], debido a esto el utilizar voces
dentro de las piezas musicales es una opción válida.
Si dentro de la obra musical se desea implementar instrumentos musicales cuyo rango de
frecuencias sea similar al de la voz, se resalta que dichos instrumentos no deben sonar de forma
simultánea con la voz, con el fin de evitar interferencia entre los electrodos.
5. Tesitura:
Como se representó en la Tabla V el rango de frecuencias que pueden apreciar los usuarios
implantados va desde 200 Hz hasta 3150 Hz, por lo tanto dentro de la metodología se recomienda
a los productores musicales que inicialmente deben identificar el rango de frecuencias de los
instrumentos musicales a seleccionar, de modo que estos estén dentro del rango que puede ser
percibido. Instrumentos cuyo rango de frecuencias esté por fuera de 200 Hz a 3150 Hz no serán
percibidos y por lo tanto no deben ser utilizados.
Para poder identificar el rango de frecuencias de los instrumentos musicales, se puede recurrir a
analizadores de espectro o a información de rangos de frecuencias establecidos de instrumentos
musicales.
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 46
6. Grabación:
La etapa de grabación de la metodología es similar al proceso de grabación utilizado en música
convencional, debido a que es en los procesos de preproducción y postproducción donde se deben
tomar las decisiones más relevantes a la hora de realizar piezas musicales adecuadas para usuarios
implantados.
Microfonía: En este aspecto realmente no existen diferencias significativas con los métodos de
microfonía convencionales, la selección de micrófonos depende del instrumento que se desea
grabar y de su respuesta en frecuencia. Las técnicas estéreo son viables, debido a que en algunos
casos a los pacientes se les aplican implantes cocleares en ambos oídos y por ende tienen la
capacidad de percibir señales estéreo [13].
Niveles de entrada: El nivel de entrada de la grabación (al igual que en los procedimientos
convencionales) debe asegurar que se tengan niveles suficientemente lejos del ruido de fondo de
los sistemas de grabación, y evitando saturación en las entradas.
Acústica de la sala: Está comprobado que la capacidad de percepción de sonido de los usuarios
con IC se ve reducida en espacios con altos tiempos de reverberación [15]. Debido a esto, se debe
grabar en salas con bajos tiempos de reverberación y manteniendo distancias cortas de los
micrófonos con el instrumento a grabar, con el fin de que se tenga mayor incidencia del sonido
directo de los instrumentos que de las reflexiones producidas por la sala.
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 47
7. Rango dinámico:
Los implantes cocleares en los que se basa esta metodología cuentan con un rango dinámico de
entrada estándar de 40 dB, teniendo un nivel mínimo de 25 dB SPL y un nivel máximo de 65 dB
SPL, el cual se mantiene ya que los implantes cuentan con un compresor de audio interno que evita
que las señales superen este nivel [16].
Debido a que los implantes están diseñados para capturar la voz humana y esta no suele presentar
niveles por debajo de 25 dB SPL, los implantes se diseñan para no capturar niveles inferiores a
este. Por otro lado el nivel máximo de 65 dB SPL se define como “nivel cómodo” ya que es un
nivel al que se obtiene un nivel perceptivamente agradable [16].
En los implantes Nucleus de Cochlear el nivel máximo se puede variar entre 55 dB SPL, 65 dB
SPL y 75 dB SPL, dando la posibilidad de aumentar o disminuir el rango dinámico de entrada [16].
Se define el nivel máximo como 65 dB SPL, debido a que la mayoría de los implantes cocleares
funcionan con este nivel máximo [16] y si bien esta metodología se basa en los implantes de
Cochlear, lo ideal es que también pueda ayudar a usuarios con otras marcas de implantes.
Usualmente un nivel de 25 dB SPL es muy bajo y no es común tener espacios con niveles tan bajos
de ruido de fondo. Adicionalmente está comprobado que la percepción de sonido de los usuarios
implantados se ve disminuida en espacios con altos niveles de ruido de fondo en comparación a la
señal de interés [15].
Por lo tanto no se establece el nivel mínimo como 25 dB SPL si no como 50 dB SPL, el cual es el
nivel aproximado que se tiene en un espacio donde hay personas hablando calmadamente a 1 metro
[23]. Se escoge este nivel con el fin de ayudar a que los usuarios puedan percibir las piezas
musicales en espacios con niveles moderados de ruido de fondo.
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 48
Se debe resaltar que lo ideal sería que los usuarios pudieran percibir las piezas musicales en
espacios con cualquier nivel de presión sonora de ruido de fondo, pero debido a que los implantes
tienen establecido el nivel máximo como 65 dB SPL, y se debe dejar un rango dinámico de mezcla
idealmente alto, se define el nivel mínimo como 50 dB SPL, por lo tanto el rango dinámico estándar
de mezcla es 15 dB.
Las escalas que se utilizan en el monitoreo en los sistemas digitales para producir música se dan
en decibeles full escala (dBFS) y los valores dados por los fabricantes de los implantes cocleares
están en decibeles de presión sonora (dB SPL), teniendo en cuenta que los cambios dentro de las
escalas de decibeles son proporcionales entre sí, se puede verificar que un cambio de 15 dBFS
corresponde a un cambio de 15 dB SPL.
En los sistemas de monitoreo digitales se estima rango dinámico por medio del factor de cresta de
las señales en cuestión [19], que representa la diferencia entre el nivel pico y el nivel RMS de las
señales en valores de dB absolutos.
En términos de presión sonora se define como el nivel máximo 65 dB SPL y como nivel mínimo
50 dB SPL RMS, con el fin la mayor parte de la energía de la señal se mantiene en el rango de 50
dB SPL y 65 dB SPL y por ende también se cumple un factor de cresta de 15 dB.
La demostración de que un cambio de 15 dB SPL corresponde a un cambio de 15 dB FS se presenta
a continuación:
El factor de cresta se define como [19].
𝐶𝐹 = 20 log𝑃𝑒𝑎𝑘
𝑅𝑚𝑠 (1)
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 49
Calculando el factor de cresta para dB SPL
Como se estableció anteriormente en términos de niveles de presión sonora (SPL), se define que
el nivel máximo es de 65 dB SPL y que el nivel mínimo debe ser 50 dB SPL. Calculando dichos
niveles en términos de presión en pascales se obtiene.
20 log𝑃
20𝑢 𝑝= 65 𝑑𝐵 𝑆𝑃𝐿
𝑃 (max) = 106520 ∗ 20 ∗ 10−6 = 0.03556 𝑃
20 log 𝑃
20𝑢 𝑝= 50 𝑑𝐵 𝑆𝑃𝐿
𝑃 (min) = 105020 ∗ 20 ∗ 10−6 = 0.00632 𝑃
Calculando el factor de cresta.
𝐶𝐹 = 20 log𝑃𝑒𝑎𝑘
𝑅𝑚𝑠
𝐶𝐹 = 20 log(0.03556) − 20 log(0.00632)
𝐶𝐹 = 15 𝑑𝐵
Se verifica que se tiene un factor de cresta de
15 dB absolutos.
Calculando el factor de cresta para dBFS
Partiendo de que se está trabajando en un sistema digital de 16 bits y por lo tanto se tienen 216
valores posibles dentro del sistema, se establece que el valor máximo en dBFS se alcanza en el Bit
número 216 .
𝑁𝑖𝑣𝑒𝑙 𝑀𝑎𝑥 = 20 log(216 ) = 96.32 𝑑𝐵𝐹𝑆
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 50
Por propiedades de logaritmos se puede definir el factor de cresta de la siguiente manera.
𝐶𝐹 = 20 log(216 ) − 20 log(𝑅𝑀𝑆)
𝐶𝐹 = 96.32 − 20 log(𝑅𝑀𝑆)
Teniendo en cuenta que el rango dinámico propuesto es de 15 dB, se establece que el factor de
cresta en 15 dB, con lo cual se pretende verificar que el valor dBFS RMS sea -15dB.
𝐶𝐹 = 15 = 96.32 − 20 log(𝑅𝑀𝑆)
15 = 96.32 − 20 log(𝑅𝑀𝑆)
𝑅𝑀𝑆 = 1096.32−15
20 = 11641.36
El factor de cresta se da en decibeles absolutos, para calcular el nivel RMS nuevamente en dBFS
se hace el siguiente cálculo.
20 log (11641.36
216) = −15 𝑑𝐵𝐹𝑆
Finalmente comparando las demostraciones en dBFS y dB SPL se tiene
𝐶𝐹 (1) = 20 log(216 ) − 20 log(11641.36) = 15 𝑑𝐵 (dBFS)
𝐶𝐹 (2) = 20 log(0.03556) − 20 𝑙𝑜𝑔(0.00631) = 15 𝑑𝐵 (SPL)
𝐶𝐹 (2) = 𝐶𝐹 (1) = 15 𝑑𝐵
De forma complementaria se realizó una medición para verificar que un cambio de 15 dB SPL
corresponde a un cambio de -15 dBFS, con el fin de asegurar que los productores musicales puedan
producir de modo que el rango dinámico de la mezcla en el momento de reproducción se adapte al
rango dinámico de los implantes cocleares.
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 51
Para la medición se utilizó el integrador Cesva SC310 clase 1 y un monitor de estudio Yamaha
HS8, para el lugar de medición se buscó un espacio abierto sin techo ni paredes, con el fin de tener
la menor cantidad posible de afectación por reflexiones y poder verificar los cambios de presión
sonora del sonido directo del altavoz.
Se ubicó el altavoz a 1 metro del sonómetro y el sonómetro se configuró en ponderación Z para
medir con una respuesta en frecuencias plana y con una ventana temporal fast para poder apreciar
los cambios de nivel rápidamente.
El procedimiento de medición consistió en reproducir desde un DAW (Digital Audio Workstation)
en una sesión a 16 bits, una señal de ruido blanco configurado inicialmente a un nivel de 0 dBFS y
posteriormente con una automatización de nivel que disminuyera el nivel del ruido blanco a -15
dBFS transcurrido un tiempo de 5 segundos.
El sistema se calibró reproduciendo la señal de ruido blanco por el altavoz, configurando el nivel
del ruido blanco desde el DAW a 0 dBFS y variando el nivel de salida del altavoz hasta ver reflejado
un nivel de 65 dB SPL en el sonómetro, los resultados de la medición se pueden apreciar en la
(Tabla VI).
TABLA VI. RESULTADOS DE LA MEDICION DE CAMBIO DE UNIDADES
TIEMPO
(SEGUNDOS)
dB SPL dBFS
1 65.1 0
2 65 0
3 65.1 0
4 59.9 0
5 65 0
6 50 -15
7 50.3 -15
8 50.1 -15
9 50 -15
10 50 -15
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 52
En los resultados de esta medición se puede apreciar que una disminución de 15 dBFS
efectivamente corresponde también a una disminución aproximada de 15 dB SPL.
Es clave resaltar que los sistemas de sonido en los que se van a reproducir las piezas musicales
deben ser calibrados, configurando su nivel de salida para que en el punto de escucha donde se va
a ubicar el usuario con IC, se tenga un nivel de presión sonora en el rango de 50 dB SPL y 65 dB
SPL, este procedimiento se puede lograr, debido a que las piezas musicales están producidas con
un valor mínimo de -15 dB RMS y por ende con un factor de cresta de 15 dB y como se demostró
anteriormente, los cambios en ambas escalas son equivalentes.
8. Mezcla:
Las principales limitaciones en el proceso de la mezcla se dan cuando se implementan efectos que
disminuyen la claridad de las señales de audio. Los usuarios con IC presentan limitaciones a la
hora de percibir sonidos con alto tiempo de reverberación [15], por lo tanto efectos como reverb
no deben ser aplicados a ninguna señal dentro de la mezcla y se debe cuidar que la inteligibilidad
de todas las señales sea la más alta posible.
Por otro lado efectos como delays pueden ser aplicados, siempre y cuando no interfieran con otras
señales dentro de la mezcla, esto con el fin de evitar la mayor cantidad posible de interferencia
entre los electrodos y poder optimizar la percepción musical de los usuarios implantados.
En el proceso de edición de niveles y panorámica, no existen diferencias con el proceso normal de
mezcla.
9. Mastering – Corrección de sonidos:
La etapa de corrección de sonidos dentro del proceso de masterización no tiene diferencias con
respecto al procedimiento de masterización para música común, en este proceso se pueden aplicar
ecualizaciones, compresiones y demás procesos con el fin de corregir resonancias, resaltar
transientes de sonidos y mejorar el sonido de la canción [22].
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 53
Los aspectos que se realicen en este proceso son válidos siempre y cuando no contradigan ningún
aspecto planteado en los pasos anteriores y posteriores del proceso de producción musical.
Un detalle importante es que dentro de esta etapa se pueden aplicar procesos de compresión y
limitación que aseguren que los niveles de la canción se mantengan como mínimo en -15 dBFS
RMS.
10. Mastering – Monitoreo de niveles:
El procedimiento de monitoreo de niveles en masterización se debe realizar con medidores que
entreguen valores en dBFS y se debe verificar que los niveles sean mínimo -15 dBFS RMS, en
caso que este parámetro no se cumpla y los niveles estén por debajo de este nivel, se debe regresar
a la etapa de corrección de la masterización y aplicar compresión o limitación que aumente el nivel
RMS o en el peor de los casos se debe retornar a la etapa de la mezcla y corregir los niveles de esta
con el fin de cumplir este objetivo.
Este procedimiento es fundamental para verificar que los niveles de la canción coinciden con el
rango dinámico que tienen los IC y asegurar que la canción puede ser percibida por los usuarios
adecuadamente.
B. Pruebas de la metodología:
Una vez identificados los aspectos que se deben seguir dentro del proceso de producción musical,
se redactó un documento que contiene el paso a paso de la metodología, dando una explicación a
los productores musicales de cómo abordar cada etapa de producción musical, para producir música
que pueda ser apreciada con mayor facilidad por usuarios con IC, este documento se puede ver en
el anexo 1.
Teniendo en cuenta que la idea de este proyecto es que el documento pueda ser difundido y aplicado
con la mayor facilidad posible, de modo que la metodología tenga aplicaciones sociales. El
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 54
documento se realizó partiendo de la premisa de que quienes lo van a aplicar no son necesariamente
ingenieros de sonido y por lo tanto el modo como está redactado, se esfuerza en que sea fácil de
entender y aplicar por cualquier persona con conocimientos básicos de las tres etapas de producción
musical, aun por personas que no tengan conocimientos del modo cómo funcionan los implantes
cocleares.
Inicialmente el documento presenta una introducción de su relevancia y del porqué los usuarios
con implantes cocleares tienen dificultades para percibir la música convencional, esto con el fin de
dar una idea a los productores musicales del alcance y las limitaciones de las piezas musicales
resultantes de aplicar la metodología.
Para corroborar que la metodología funciona, uno de los criterios de éxito fue verificar que fuera
fácil de entender y de utilizar, y que el público que se espera lleve a cabo su aplicación (productores
musicales de diversos géneros musicales), mostraran su interés en aplicarla a su trabajo profesional.
Para realizar esta validación se buscaron 25 productores musicales de diversos géneros musicales,
empíricos y profesionales, y se les pidió que leyeran detenidamente el documento que contiene la
metodología (anexo 1) y respondieron un cuestionario (anexo 2), que busca calificar el grado de
entendimiento de los productores musicales para cada una de las 10 etapas explicadas dentro del
proceso de producción musical.
Las 10 etapas son:
1. Composición musical.
2. Polifonía.
3. Selección de instrumentos.
4. Voces.
5. Tesitura.
6. Grabación
7. Rango Dinámico.
8. Mezcla.
9. Mastering – Corrección de sonidos.
10. Mastering – Monitoreo de niveles.
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 55
El método de calificación empleado fue pedir a los productores musicales que calificarán de 1 a 5
su nivel de entendimiento de cada una de las 10 etapas descritas en el documento luego de leerlo
siendo:
TABLA VII. ENCUESTA A PRODUCTORES MUSICALES
Nivel de Entendimiento Significado
1. Muy Malo No entiende absolutamente nada de la etapa descrita.
2. Malo Entiende algunos conceptos de la etapa descrita, pero no es
suficiente para poder aplicarla en su trabajo.
3. Regular Entiende a medias la etapa descrita, puede aplicar algunos
conceptos en su trabajo, pero no entiende varios aspectos.
4. Bueno Entiende bien la etapa descrita, puede aplicar prácticamente todo
lo descrito en el documento, pero aún hay temas que no están
totalmente claros.
5. Muy Bueno Entiende a la perfección la etapa descrita y puede aplicar los pasos
sin ningún problema.
Adicionalmente se hicieron preguntas a los productores musicales para caracterizar los siguientes
ítems y poder identificar el grupo de estudio encuestado.
• ¿Cuál es el género musical que produce?
• ¿Cuántos estudios previos posee el productor musical?
• ¿Cuánto tiempo de experiencia tiene como productor musical?
• ¿Estaría interesado en aplicar la metodología en su vida laboral?
Dentro de la encuesta se resalta a los productores musicales que la metodología busca explicar el
método para producir música especial para usuarios con IC y por ende se requieren conocimientos
básicos en cada una de las 10 etapas de la producción musical convencional.
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 56
Debido a que existen casos donde los productores musicales no tienen conocimiento en las 10
etapas, si no solo en algunas y que el objetivo de esta metodología no es enseñar como producir
música, si no adaptar cada etapa dentro de la producción musical convencional para hacer música
especial para usuarios con IC, basándose en sus limitaciones de escucha. Se especificó a los
productores encuestados que si el motivo por el cual no entendieron alguna de las 10 etapas fue
debido a que no tenían conocimientos previos de esta y no porque no entendieran el documento
como tal, que se abstuvieran de responder esa pregunta y continuaran a la siguiente. Esto con el fin
de no entorpecer los resultados obtenidos debido a falta de conocimiento previo en alguna etapa
por parte de los productores musicales.
Finalmente se encontraron los siguientes resultados dentro de las encuestas realizadas a los 25
productores musicales.
1.Los géneros musicales producidos por los productores evaluados fueron:
• Música clásica.
• Jazz.
• Reggae.
• Soul.
• R&B.
• Trance.
• Progressive.
• Techno.
• House.
• Salsa.
• Rap.
• Vallenato.
• Rock.
• Reggaetón.
• Pop.
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 57
2.El tiempo de experiencia en los productores musicales encuestados se aprecia en la siguiente
figura.
3.Los conocimientos previos de los productores musicales fueron los siguientes
• Ingeniero de sonido. (3)
• Estudiante de ingeniería de sonido. (6)
• Músico profesional. (4)
• Empírico / Autodidacta. (4)
• Técnico de sonido o producción musical. (6)
• Productor musical profesional. (2)
4.En los 25 casos los productores musicales manifestaron estar interesados en aplicar la
metodología en su vida laboral de producción musical.
En la etapa de calificación de 1 a 5 del nivel de entendimiento del documento por parte de los
productores musicales, se promediaron los resultados obtenidos en las 25 encuestas, diferenciando
Fig.7 Tiempo de experiencia de productores encuestados.
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 58
para cada una de las 10 etapas, los valores promedio de los resultados encontrados se pueden
apreciar en la (Tabla VII).
TABLA VIII. RESULTADOS PROMEDIO, ENCUESTA PRODUCTORES MUSICALES.
TEMA RESULTADO PROMEDIO
1. Composición musical 5
2. Polifonía 4
3. Selección de instrumentos 4
4. Voces 5
5. Rango de frecuencias 5
6. Grabación 4
7. Mezcla – Rango dinámico 4
8. Mezcla efectos 4
9. Mastering – Corrección de sonidos 5
10. Mastering – Monitoreo de niveles 5
C. Producción de material musical:
Para la producción del material musical se siguió la metodología planteada, con el fin de probar la
funcionalidad de y aplicación del método diseñado.
Para la selección de la escala musical se siguió el método diseñado para la construcción de escalas
musicales especiales para los usuarios con IC, eligiendo una nota musical de los rangos planteados
por cada fila.
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 59
TABLA IX. ESCALA MUSICAL PARA MATERIAL MUSICAL.
ELECTRODO NOTA MUSICAL
IDEAL
RANGO DE NOTAS (ESCOGER
SOLO UNA POR FILA)
1 Bb 3 G#3, A3, A#3, B3, C3, C#3, D4
2 F 4 D#4, E4, F4, F#4, G4
3 A 4 G#4, A4, A#4, B4
4-5 D 5 C5, C#5, D5, D#5
6-7 F 5 E5, F5, F#5
8-9 G 5 G5, G#5, A5
10 Bb 5 A#5, B5, C6
11-12 D 6 C#6, D6, D#6
13-14 F 6 E6, F6, F#6
15-16 G 6 G6, G#6
17-18 A 6 A6 A#6 B6
19-20 C 7 C7, C#7
21 D 7 D7, D#7, E7
22 F 7 F7, F#7, G7
La escala resultante del proceso de elegir una nota musical por cada fila de la tercera columna de
la (Tabla VIII), que pretende ayudar a que los usuarios con IC perciban los cambios de tono de
una forma óptima, dio como resultado la siguiente escala, la cual fue empleada en la composición
de la canción.
D4, G4, A4, C5, F5, G5, C6, D6, F6, G6, A6, C7, D7, G7
Complementariamente se diseñó patrón rítmico en 4/4 fácil de recordar y relativamente constante
a lo largo de la canción, con el fin de apelar al aspecto en el que mejor responden los usuarios con
IC en comparación a personas con oídos sanos como lo es su percepción de patrones rítmicos [3],
tal como lo establece la metodología.
Polifonía:
Utilizando la escala musical planteada en el paso anterior, se compuso la melodía de la canción de
modo que en ningún momento suenan acordes o notas simultáneas, por lo tanto a lo largo de la
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 60
canción la melodía está construida por medio de notas consecutivas, respetando lo planteado en la
metodología. Lo que pretende disminuir la interferencia entre los electrodos y así mejorar la
percepción musical de los usuarios con IC.
Selección de instrumentos musicales:
Tal como se plantea en la metodología, los instrumentos musicales seleccionados presentan sonidos
con transientes marcadas, por lo tanto sus patrones rítmicos son fáciles de percibir. Adicionalmente
se realizó la composición musical de la canción de modo que los instrumentos melódicos que tienen
espectros de frecuencia similares nunca suenan simultáneamente.
Los instrumentos musicales seleccionados fueron los siguientes.
Percusión:
• Kick.
• Crash.
• Hi Hat cerrado.
• Snare.
Melódicos:
• Piano.
• Guitarra eléctrica.
Tesitura:
Para seleccionar los instrumentos musicales también se identificó previamente el espectro de
frecuencias de estos por medio de un espectrograma. Teniendo en cuenta que los usuarios con IC
perciben entre 200 Hz y 3150 Hz se verificó que el rango de frecuencias de todos los instrumentos
implementados estuviera dentro del rango que pueden percibir los usuarios.
El análisis por medio del espectrograma se realizó con el visualizador de espectro de Ableton Live
10, para esto se reprodujeron de forma independiente cada uno de los instrumentos presentes en la
canción y por medio del espectrograma se identificó el rango del espectro de frecuencias donde se
concentra la mayor energía de cada instrumento.
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 61
TABLA X. RANGO DE FRECUENCIAS DE INSTRUMENTOS MUSICALES.
INSTRUMENTO
MUSICAL
RANGO DE FRECUENCIAS (HZ) FRECUENCIA FUNDAMENTAL (HZ)
Kick 30 – 5000 36
Snare 100 – 7000 167
Hi Hat Cerrado 300 – 18000 6000
Crash 300 – 12000 450
Piano 200 – 10000 Depende de la nota interpretada
Guitarra Eléctrica 200 – 3000 Depende de la nota interpretada
Como se puede apreciar, se cuenta con instrumentos melódicos y varias percusiones. En el caso de
los instrumentos melódicos algunos contienen frecuencias por fuera del rango que pueden percibir
los usuarios con IC, debido a los armónicos presentes en el timbre de cada instrumento, pero ya
que la frecuencia fundamental depende de la nota musical que se está tocando y la escala fue
diseñada basándose en el método planteado para que las notas coincidan con las frecuencias que
pueden estimular los electrodos, se asegura que pueden ser escuchados. En el caso de los
instrumentos percutidos, debido a que la nota musical que interpretan depende de la afinación y el
tipo de instrumento, en este caso solo se verifica que la mayor parte del contenido espectral este en
el rango de frecuencias perceptible de los usuarios implantados.
Fig. 8. Espectro de frecuencias Kick.
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 62
Fig. 10. Espectro de frecuencias Snare.
Fig. 11. Espectro de frecuencias Hi Hat cerrado.
Fig. 9. Espectro de frecuencias Crash.
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 63
Grabación:
En el proceso de producción los instrumentos de percusión fueron secuenciados por medio del
sampler de Ableton Live 9. Utilizando librerías de sonidos a las que previamente se les realizó un
análisis de frecuencia por medio de un espectrograma, para verificar las condiciones planteadas
en la etapa de tesitura.
Por otro lado el Piano y la Guitarra eléctrica se grabaron por señal directa y no con micrófonos.
Esto debido a que no se implementaron efectos ni amplificadores para así tener señales lo más
limpias posible como se plantea en la metodología.
Fig 12. Espectro de frecuencias Piano.
Fig. 13. Espectro de frecuencias Guitarra eléctrica.
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 64
Cabe resaltar que el instrumento virtual que se utilizó para el piano es sampleado, por lo tanto las
grabaciones del piano pueden contener información del tiempo de reverberación del espacio donde
se grabaron.
El nivel de entrada de la grabación de ambas señales se configuró para obtener un nivel de
aproximadamente -14 dBFS con el fin de tener un buen nivel de entrada y luego poder realizar una
buena mezcla.
Adicionalmente se resalta que al grabar ambos instrumentos por señal directa, se aseguró que el
tiempo de reverberación y el ruido de fondo de la sala no influyen de ninguna manera en la señal
grabada. Si bien la metodología también da la opción de grabar los instrumentos por medio de
micrófonos, siempre y cuando se cuente con un tiempo de reverberación y un ruido de fondo bajos
en el espacio, para esta canción en específico no se decidió grabar con este método debido a que
ambos instrumentos grabados son eléctricos y por lo tanto cuentan con salidas directas de audio.
Mezcla – Rango dinámico:
Luego de grabar todas las señales se realizó la mezcla de la canción.
En cuanto a panorámica todos los instrumentos musicales fueron ubicados al centro, debido a que
aunque hay casos donde los usuarios con IC tienen implantes en cada oído y por lo tanto tienen
facilidad de percibir señales estéreo tema que también está cobijado dentro de la metodología, en
otros casos los usuarios implantados solo tienen un implante en el odio con mayor pérdida auditiva
[12]. Debido a que se busca que las piezas musicales sean percibidas por la mayor cantidad posible
de usuarios con IC, el paneo se dejó al centro, para no limitar a los usuarios con un solo implante.
En cuanto a niveles se realizó la mezcla ubicando perceptivamente los instrumentos de percusión
en frente, debido a que los usuarios implantados perciben los patrones rítmicos con mayor facilidad
y ya que el ritmo es el elemento más importante en este tipo de instrumentos, se les dio prioridad
debido a la forma como escuchan los usuarios.
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 65
Este procedimiento se llevó a cabo sin llegar tampoco al punto de enmascarar los instrumentos
melódicos, de modo que se tenga una mezcla balanceada donde cada instrumento pueda ser
escuchado sin problemas.
En cuanto a niveles, se monitoreó la señal por medio de un medidor de dBFS, con el fin de verificar
que las señales tuvieran un nivel de -15 dBFS RMS o más durante el tiempo de la canción. Debido
a las dinámicas propias de las señales que componen la mezcla, hay momentos donde este valor
RMS decae por debajo del planteado, este suceso posteriormente se corrigió en la masterización
con el fin de evitar que la señal se saliera del rango dinámico planteado por la metodología. De
todos modos desde la etapa de mezcla de niveles se buscó que el nivel fuera -15 dBFS RMS o más,
la mayor cantidad posible de tiempo en la canción.
Adicionalmente se aplicó compresión al kick y al snare con el fin de resaltar un poco sus transientes
para así dar más ponche al sonido de estos instrumentos. Este procedimiento se realizó debido a
que perceptivamente suenan más marcados lo cual ayuda a resaltar un poco los sonidos percutidos.
Mezcla - Efectos:
Para la mezcla no se aplicó reverb a ningún sonido en ningún momento de la canción como se
especifica en la metodología, con el fin de mejorar la capacidad de entendimiento de las señales
por parte de los usuarios con IC [15].
Otros efectos que podrían afectar la inteligibilidad de las señales como delays no fueron aplicados,
debido a que se tienen dos instrumentos musicales que se van intercalando a lo largo del tiempo de
la canción y el aplicar delays podría afectar esta inteligibilidad, generando interferencia entre
sonidos, lo cual podría ser perjudicial para la capacidad de percepción musical de los usuarios con
IC [2].
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 66
Mastering- Corrección de sonidos:
Para la corrección de sonidos, se aplicaron un par de ecualizaciones en el master. Una para
disminuir un poco la cantidad de energía en frecuencias de entre 200 Hz y 400 Hz, lo cual ayudó a
que los sonidos del ataque del kick y el snare se pudieran notar con mayor facilidad, y la otra
ecualización se aplicó entre 1000 Hz y 2000 Hz dando un realce para hacer resaltar un poco más
el piano, esto sin afectar los instrumentos de percusión.
Adicionalmente se aplicó un limitador al final de la cadena de procesamiento del máster, con el fin
de aumentar el nivel RMS de la canción y así lograr el objetivo de mantener un nivel igual o
superior a -15 dB RMS como se plantea en la metodología.
Mastering- Monitoreo de niveles:
Finalmente se por medio de un medidor de niveles, se verificó que el nivel RMS de la canción no
cae en ningún momento por debajo de -15 dBFS lo cual permite que el nivel de la canción no se
salga del rango dinámico que pueden captar los implantes.
D. Pruebas del material musical:
Una vez terminada la pieza musical, se contactó con un usuario que tiene implantes cocleares y se
realizaron pruebas con el material musical, de forma comparativa entre varias piezas de música
convencional y la pieza musical compuesta siguiendo la metodología, con el fin de validar los
resultados.
Es importante resaltar que lo ideal sería realizar pruebas con un número mayor de pacientes, pero
que debido a la dificultad para encontrarlos en Colombia y a que el proyecto se enfoca
principalmente en el desarrollo y planteamiento de la metodología, un posterior estudio con mayor
cantidad de pacientes, para probar a mayor profundidad la metodología sería un paso importante
para seguir.
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 67
Para el estudio se pidió al usuario con IC que contestara las preguntas de un cuestionario (anexo
3), que pretende evaluar de forma comparativa si su percepción de la pieza musical realizada por
medio de la metodología es mejor que la de música convencional.
Inicialmente se realizaron las siguientes preguntas al usuario con IC:
1. ¿Qué marca y modelo de implantes cocleares tiene?
2. ¿Cuánto tiempo tiene utilizando los implantes cocleares?
3. ¿Siente que tiene dificultades importantes para percibir música común?
Respuestas:
1. Tengo dos implantes cocleares, uno en cada oído y cada uno es de una marca diferente.
En el lado izquierdo tengo un implante marca Cochlear y en el lado derecho tengo un
implante marca Harmony.
2. Los implantes de ahora los tengo desde hace 2 Años, pero antes tenía otros implantes que
tuve por 19 años.
3. Si, sobre todo cuando escucho música en lugares donde hay mucho ruido se escucha mal,
como si fuera el sonido de la bocina de un auto, los implantes tienen un control de volumen
que se puede cambiar y cuando hay mucho ruido se configura para que no se escuche tan
mal, pero de todas maneras escuchar música normalmente es difícil.
Posteriormente se realizaron las pruebas comparativas con música siguiendo el siguiente
procedimiento:
1. Condiciones acústicas del espacio: Las pruebas se realizaron en un espacio insonorizado
y tratado acústicamente, con el fin de contar con un sitio con bajos niveles de ruido de fondo
y con bajo tiempo de reverberación. Lo cual permite que la capacidad de percepción del
usuario con IC no sea alterada y sus respuestas en la encuesta sean lo más fiables posibles.
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 68
2. Sistema de reproducción: Para realizar las pruebas se dispuso un sistema conformado por
dos altavoces de estudio Yamaha HS5 dispuestos a una distancia de 1.20m entre sí, a 2m
de distancia del usuario y a una altura de 1.1m. A los altavoces se les envió la señal desde
el Daw Ableton live 9 por medio de una interfaz de audio Focusrite Scarlett 2i4.
3. Calibración del sistema: El sistema se calibró siguiendo la metodología con el fin de
generar un nivel de presión sonora de entre 50 dB y 65 dB en el punto de escucha donde se
ubicó el usuario con IC.
Para comprobar esto inicialmente se dispuso el sonómetro clase 1 Cesva SC310, en el punto
donde posteriormente se ubicó al usuario con IC y se configuró para medir niveles de
presión sonora en ponderación Z y ventana temporal fast, esto con el fin de visualizar los
cambios de niveles de presión sonora de forma rápida.
Posteriormente se reprodujo un ruido blanco y se varió el nivel de salida de la interfaz de
audio hasta visualizar en el sonómetro un nivel de entre 50 dB SPL y 65 dB SPL, lo cual se
cumplió con un nivel de salida en el DAW del ruido blanco a -20 dBFS, esto con el fin de
lograr un nivel de presión dentro del rango dinámico de entrada de los implantes.
Adicionalmente se repitió el mismo procedimiento reproduciendo la pieza musical diseñada
por medio de la metodología verificando los mismos niveles, este proceso de calibración se
puede lograr, debido a que la pieza musical se realizó con un nivel de mínimo -15dBFS
RMS.
4. Música empleada: Para la prueba se realizó un test comparativo entre la pieza musical
compuesta por medio de la metodología y varias canciones de música convencional. Los
géneros musicales seleccionados de los cuales se tomaron las canciones de música
convencional fueron los siguientes:
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 69
• Electrónica
• Pop
• Rock
• Reggaetón
Se eligieron estos géneros musicales, debido a que suelen ser los más comunes en la
mayoría de los países, entre gente joven. De cada uno de estos géneros musicales se escogió
una canción popular, ya lanzada en el mercado.
1. Prueba realizada: El test consistió en ubicar al usuario con IC en el punto donde se realizó
la calibración con el sonómetro descrita en el punto 3. Se reprodujeron secuencialmente
una de las canciones seleccionadas de música convencional y luego la pieza musical hecha
aplicando la metodología, se le pidió al usuario que escuchara con atención ambas
canciones y que marcará en la encuesta (anexo 3), cuál de las dos canciones escuchadas
percibió con mayor facilidad y comodidad. Este proceso de comparación se repitió para las
4 canciones de música común, siempre reproduciendo primero la canción de música común
y luego la pieza diseñada por medio de la metodología
Las respuestas del usuario con IC en la etapa de percepción musical fueron las siguientes:
TABLA XI. RESPUESTAS PRUEBAS USUARIO CON IC.
PRUEBA CANCIÓN 1 CANCIÓN 2
ROCK VS MÚSICA IC X
POP VS MÚSICA IC X
REGGAETON VS MÚSICA IC X
ELECTRÓNICA VS MÚSICA IC X
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 70
X. DISCUSIÓN
A. Pruebas de la metodología:
Para verificar la aplicación de la metodología, se calificó por medio de la encuesta (anexo 2) el
nivel de entendimiento de diversos productores musicales del documento que contiene la
metodología (anexo 1), con el fin de verificar que la metodología diseñada no fuera muy compleja
y que pueda ser entendida y aplicada por productores musicales de diferentes géneros y con
diferentes niveles de previos estudios, debido a que con este proyecto se busca que la metodología
pueda ser aplicada por la mayor cantidad posible de productores musicales, aumentando el alcance
de esta.
Dentro de la muestra de los 25 productores encuestados, se encontró que estos suelen producir los
siguientes géneros musicales: Música clásica, Jazz, Reggae, Soul, R&B, Trance, Progressive,
Techno, House, Salsa, Rap, Vallenato, Rock, Reggaetón, Pop. Con esto se puede verificar que la
muestra encuestada, es efectivamente de productores musicales, de diversos géneros musicales.
Otro factor importante que se planteó es que para el entendimiento y aplicación de la metodología
solo se requieren conocimientos previos de producción musical y no es necesario ser ingeniero de
sonido para entenderla y aplicarla. Una de las preguntas dentro de la encuesta (anexo 2) fue ¿qué
nivel de conocimientos previos se tiene?, la muestra de productores musicales encuestados
respondió: Ingeniero de sonido (3), Estudiante de ingeniería de sonido (6), Músico (4), Empírico /
Autodidacta (4), Técnico de sonido o producción musical (6), Productor musical profesional (2).
Con esto se verifica que la muestra encuestada cuenta con diferentes niveles previos de estudios, e
incluso hay varios que son empíricos, validando el factor planteado.
De forma complementaria se preguntó a los productores musicales, cuanto tiempo de experiencia
tienen dentro del campo, esta pregunta es importante debido a que se buscó encuestar productores
musicales experimentados y novatos, con el fin de verificar qué tan fácil es de entender la
metodología, independientemente de los años de experiencia del productor. Las respuestas de los
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 71
productores oscilaron entre 1 año en el caso del productor con menos experiencia y 12 años en el
caso del productor más experimentado. Este resultado verifica que se encuestó una muestra de
productores tanto novatos, como experimentados.
Uno de los retos de la metodología es que no solo pueda ser entendida por productores musicales,
sino que también se demuestre que estos están interesados en aplicarla en sus proyectos. El fin de
todo este proyecto es ayudar a que personas con IC puedan acceder a música que puedan apreciar
con mayor facilidad, pero para lograr esto primero se debe generar interés en los productores
musicales, de modo que la metodología efectivamente sea aplicada. Para verificar este ítem, a los
productores musicales se les preguntó si estaban interesados en aplicar la metodología en sus
proyectos, en los 25 casos la respuesta de los productores musicales fue: Si.
En la etapa diseñada para la calificación del entendimiento de los productores musicales, dentro de
la encuesta, se verificó que en las etapas de producción musical planteadas por la metodología
(Composición musical, Polifonía, Selección de instrumentos, Voces, Tesitura, Grabación, Mezcla
- Rango Dinámico, Mezcla - Efectos, Masterización - Corrección de sonidos y Masterización -
Monitoreo de niveles), las respuestas promedio de los 25 productores musicales encuestados,
estuvieron para todas las etapas entre 4 y 5, lo cual representa nivel de entendimiento bueno (4) y
nivel de entendimiento muy bueno (5), esto verifica que los productores musicales encuestados,
estuvieron en la capacidad de leer la metodología y entenderla adecuadamente.
B. Pruebas del material musical:
En la etapa de la prueba realizada con el usuario con IC, se buscó verificar si la pieza musical
diseñada por medio de la metodología podía ser percibida por el usuario con IC con mayor facilidad
que la música común, con el fin de verificar la utilidad del proyecto realizado. En la etapa de
calificación de percepción en la cual se realizó un estudio comparativo entre Rock, Pop, Reggaetón
y Electrónica, contra la pieza musical diseñada con la metodología, en las 4 pruebas el usuario
respondió que le es más fácil percibir y entender la pieza musical compuesta con la metodología
que la música común.
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 72
En la encuesta (anexo 3) también se le preguntó al usuario qué tipo de implantes cocleares tiene y
su respuesta fue que tiene un implante marca Cochlear en el oído izquierdo y un implante Harmony
en el oído derecho. Se debe resaltar nuevamente que la metodología se diseñó especialmente para
implantes marca Cochlear, ya que son los más comunes en el mundo [14], pero teniendo en cuenta
la forma como se diseñó la metodología, también se espera que pueda ayudar a personas con marcas
diferentes de IC, debido a que el modo como funcionan todos los implantes cocleares es similar.
La principal diferencia de los implantes Harmony es que estos cuentan con una mayor resolución
en frecuencia que los implantes Cochlear, debido a que estos tienen una mayor cantidad de filtros
pasa banda asociados [24]. Por lo tanto la capacidad de diferenciar notas musicales puede ser
superior en usuarios con implantes Harmony, pero para el resto de los elementos su modo de
funcionamiento es similar a los demás implantes.
El usuario con el que se realizaron las pruebas también tiene un implante marca Cochlear, es
importante mencionar este aspecto debido a que la metodología se diseñó en base a estos implantes
y aunque el usuario en los 4 casos marcó que podía percibir con mayor facilidad la pieza musical
diseñada aplicando la metodología, lo cual da indicios de que la metodología funciona bien, se
deben realizar estudios de prueba más profundos para así obtener resultados concluyentes.
Se le preguntó al usuario hace cuánto tiempo tenía los implantes y su respuesta fue que los
implantes nuevos los tenia hace 2 años, pero que antes de estos tenía otros implantes desde hace
19 años. Dentro del proceso de recuperar la audición por medio de un IC, hay una parte de terapias
auditivas ya que con solo el implante no es suficiente y se le debe enseñar a la persona implantada
a escuchar, con el fin de mejorar su capacidad de audición [5]. Adicionalmente también está
demostrado que mientras más temprana sea la edad donde se realizan estas terapias, los resultados
son mejores [5]. Debido a que el usuario cuenta con implantes cocleares desde temprana edad, se
verifica que los resultados son fiables y no están sesgados por la falta de estas terapias o porque los
implantes se le aplicaran a una edad avanzada.
La base de este proyecto es que las personas con IC tienen dificultades para percibir piezas
musicales, este hecho está demostrado por estudios previos [3]. Aun sabiendo esto, dentro de la
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 73
encuesta (anexo 3) se le preguntó al usuario si consideraba que tenía dificultades para percibir
música, esto con el fin de conocer su opinión. Su respuesta fue que efectivamente sentía
dificultades para escuchar música y que en casos donde había ruido de fondo presente, esta
dificultad aumentaba. Esta afirmación verifica que los usuarios implantados tienen mayores
dificultades a la hora de percibir música en espacios con altos niveles de ruido de fondo [15].
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 74
XI. CONCLUSIONES
Basados en los resultados del test de la metodología con productores musicales, se puede concluir
que efectivamente la metodología tiene impacto y puede ser potencialmente aplicada en la
sociedad, debido a que los productores musicales encuestados mostraron interés en implementarla
en sus proyectos musicales. Este dato es importante debido a que con la metodología se espera
ayudar a la mayor cantidad posible de usuarios con IC y al verificar que los productores musicales
están interesados en utilizarla se comprueba que efectivamente es posible su difusión e
implementación.
La calificación del test de pruebas de la metodología demostró que en promedio para todas las
etapas de producción musical abordadas en la metodología, la capacidad de entendimiento de los
productores musicales está entre buena y muy buena. Teniendo en cuenta que la muestra de
productores musicales encuestada cuenta con productores de diversos géneros musicales, diversos
tiempos de experiencia dentro de la industria y diversos niveles de conocimiento previo. La
metodología efectivamente es útil, fácil de entender por diversos productores musicales y por ende
puede ser aplicada con facilidad, lo cual aumenta la viabilidad e impacto que puede tener.
Las pruebas realizadas con el usuario implantado, mostraron que las piezas musicales realizadas
aplicando la metodología fueron percibidas por mayor facilidad que las piezas de música
convencional, pero es fundamental recalcar que se debe hacer un estudio más profundo de pruebas
de cada sección de la metodología, con mayor cantidad de pacientes implantados y mayor cantidad
de piezas musicales con el fin de hacer una validación de la metodología con un estudio más robusto
y con menor error relativo.
Las dificultades de percepción musical y en general de escucha en personas con IC, son debido a
las limitaciones físicas de los implantes, actualmente el funcionamiento de estos llega hasta donde
la tecnología actual lo permite. Con el avance de la ciencia se espera que las dificultades de escucha
en personas con IC sean mitigadas, por lo tanto la implementación de esta metodología a futuro
está ligada al desarrollo tecnológico de los IC. Idealmente en algún momento los implantes lograrán
superar estas barreras tecnológicas e igualar el funcionamiento de la cóclea y por ende las personas
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 75
con IC, no tendrán dificultades para percibir música común, pero mientras la tecnología de los
implantes llega a ese punto, se plantean alternativas a esas dificultades de percepción musical como
esta metodología.
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 76
XII. RECOMENDACIONES
Es clave resaltar que a futuro se pueden realizar estudios de prueba de la metodología con mayor
cantidad de pacientes implantados, con diferentes marcas de implantes y con diferentes géneros
musicales para así evaluar una mayor población. Esto con el fin de realizar un estudio más
profundo y completo de validación de la metodología diseñada, pero basándose en los estudios
realizados en este proyecto, se puede afirmar que la metodología es útil y cumple con los objetivos
planteados dentro de este proyecto.
El rango de frecuencias que pueden percibir los usuarios es inferior al de las personas con oídos
sanos, por lo tanto musicalmente hablando la cantidad de sonidos que pueden percibir es más
limitada que en personas sanas, sería interesante realizar un estudio que plantee una unión entre las
piezas musicales diseñadas por medio de la metodología y la percepción de vibraciones, con el fin
de expandir el rango de posibilidades perceptivas de las personas con IC. Si bien el sentido de
audición de estas personas es limitado, los otros sentidos del cuerpo no necesariamente están
afectados y por lo tanto puede ser una alternativa el vincular los estímulos de otros sentidos del
cuerpo humano a las piezas musicales diseñadas, con el fin de generar experiencias sensoriales más
completas en estas personas.
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 77
REFERENCIAS
[1] M. Kirtane, G. Mankekar, N. Mohandas, R. Patadia. Cochlear Implants. AIJOC.
Otorhinolaryngology Clinics, 2010.
[2] Comité español de audiofonología (CEAF). Implantes cocleares, España, 2015.
[3] V. Wei Looi. Music perception of cochlear implant users, Doctorate Thesis of
Department of Otolaryngology, University of Melbourne, 2006.
[4] X. Li, Y. Mao. Music and Cochlear Implants. Journal of Otology. Vol 8. No.1, 2013.
[5] Y. Quique. Musicoterapia en niños con implante coclear. Rev Otorrinolaringología.
Colombia. 2014.
[6] F. N. Cacavelos, R. L. Marengo, S. Shin-Ichi, F. Masson. Pitch and rhythmic pattern
discrimination of percussion instruments for cochlear implant users. Buenos Aires: ICA
22th, 2016.
[7] P. Alberti, The anatomy and physiology of the ear and hearing. Toronto, Canada:
University of Toronto, 2010.
[8] S. Philips, Computer Speech Processing. Washington: University of Washington, 2005.
[9] E. Soto, R. Vega, H. Chavez and A. Ortega, Fisiología de la audición: La cóclea. Puebla:
Universidad autónoma de Puebla, 2003.
[10] A. Rodríguez, Conceptos básicos de psicoacústica. Montevideo, Uruguay: Instituto
de ingeniería eléctrica (UDELAR), 2005.
[11] U. Bidon, A. Raposos and J. Araujo, Semiología del oído (Hipoacusia, Vértigo, Otalgia,
Acúfenos, Otorrea y otros síntomas). Huelva: Hospital Juan Ramón Jiménez, 2014.
[12] A. Castro, L. Del Rio and L. Lassaletta, Implantes cocleares y de tronco cerebral.
Madrid: Hospital Universitario La Paz, 2015.
[13] E, A. Martínez, S, D. Cano, and V, Garcerán. Implantes cocleares: Desarrollo y
Perspectivas. Santiago de Cuba: Centro de estudios de neurociencias de procesamiento de
imágenes y señales (CENPIS), 2006.
[14] M. Goycolea, G. Ribalta, R. Levy, and P. Alarcón, Implantes cocleares Conceptos
generales. Santiago de Chile: Clínica los condes, 2003.
[15] N. Dillier, Combining cochlear implants and hearing instruments. Zurich, 2014.
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 78
[16] K. Arora, R. Dowell, and P. Dawson, Cochlear implant stimulation Rates and speech
perception. Londres: Intech Open, 2012.
[17] J. Cabrera, Acústica y fundamentos del sonido. Universidad nacional abierta y a distancia,
Bogotá, 2010.
[18] P. Rabinovich, Audio Digital. Instituto de sonido Orion, Buenos Aires, 2015.
[19] J. White, Crest Factor. Hephaestus Audio, 2009.
[20] L. Wanumen, G. Cavanzo, and J. Guevara, Simulador educativo para partituras usando
escala temperada y no temperada. Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Bogotá,
2017.
[21] D. Gibson. The art of mixing. 2nd ed. Thomson Course Technology, 2006.
[22] B. Katz. Mastering Audio the art and the science. 3rd ed. Focal Press, 2004.
[23] B. Berglund, T. Lindvall, and D. Schwela, Guidelines for Community Noise: OMS,
Londres, 1999.
[24] Advanced Bionics. El procesador de sonido Harmony. [online] Disponible en:
https://advancedbionics.com/latam/es/home/products/processors/harmony.html [Acceso 1
Mayo 2019].
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 79
ANEXOS
Anexo 1. Documento de la metodología.
Resumen
El siguiente documento contiene una explicación detallada de un método de producción musical
que permite realizar piezas musicales especiales para personas con implantes cocleares (IC) con 22
electrodos, esto debido a que actualmente los tipos de implantes más comunes en el mundo son el
Nucleus y el Contour de la marca Cochlear, los cuales cuentan con las características descritas.
Esta metodología se aborda desde las tres etapas de producción musical (Preproducción,
Producción y Post Producción), dando detalles y consejos de cómo se deben realizar las etapas de
composición, selección de instrumentos, grabación, mezcla y masterización. Basándose en las
limitaciones de escucha de los usuarios implantados.
Para el entendimiento de este documento se deben tener conocimientos básicos de composición
musical, armonía, rango dinámico, espectro de frecuencias, grabación, ecualización, compresión,
mezcla y masterización.
Introducción
Los implantes cocleares son dispositivos que se incorporan en el oído humano (ya sea en uno o en
ambos) a personas con daños en la cóclea, con hipoacusia neurosensorial profunda o moderada.
Estos son dispositivos que cuentan con elementos externos e internos. En el exterior cuentan con
un micrófono que capta los sonidos del ambiente, posteriormente un dispositivo procesa estas
señales de audio y las transforma en ondas electromagnéticas que viajan a la sección interna del
implante, la que cuenta con una serie de electrodos ubicados en el interior de la cóclea, encargados
de por medio de impulsos eléctricos estimular el nervio auditivo, dando la posibilidad a los usuarios
implantados el escuchar los sonidos captados por el micrófono exterior.
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 80
Cuando se producen pérdidas auditivas, el mayor problema para esos usuarios es comunicarse,
debido a la incapacidad de escuchar y entender la voz humana. Es por esto por lo que el objetivo
principal de los implantes cocleares es dar a estas personas la posibilidad de entender voces.
La voz humana es un tipo de señal que cuenta con un espectro en frecuencias y una serie de
dinámicas de nivel relativamente definidas y constantes, entre diferentes personas, por ello los
implantes se diseñan con una serie de características especiales que permiten percibir este tipo de
señales. Por otro lado el percibir señales más complejas como la música, suele ser una tarea más
compleja para ellos.
Es debido a esto que la música común no puede ser apreciada adecuadamente por personas con
implantes por el limitado rango de frecuencias que pueden percibir, el rango dinámico con el que
cuentan los dispositivos, las dificultades de percepción de melodías debido al modo de
funcionamiento de los electrodos y las condiciones de ruido exterior que pueden afectar su
percepción.
Por lo tanto basándose en esas limitaciones se construye esta metodología, explicando paso a paso
cuál es el modo ideal de producir música especial para personas con implantes cocleares.
Pre Producción
Composición musical:
En los implantes cocleares la traducción en el oído interno se da por medio de electrodos y no por
células, por lo tanto es necesario diseñar una escala musical especial para ellos, con el fin de que
con cada nota se estimulen la menor cantidad de electrodos posibles de forma simultánea.
Para la construcción de la escala musical se plantea la siguiente tabla, que se basa en los electrodos
y sus rangos en frecuencias. En la tabla A se propone una escala musical ideal (Fa Mayor), pero
se da la opción al productor de armar su propia escala, donde debe elegir una sola nota por fila,
dentro de los rangos de notas definidos en la cuarta columna de la tabla.
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 81
Electrodo Rango por electrodo. (Hz) Nota musical ideal Rango de notas.
(escoger solo una por fila).
1 200-300 Bb 3 G#3 - D4
2 300-400 F 4 D#4 - G4
3 400-510 A 4 G#4 - B4
4-5 510-630 D 5 C5 - D#5
6-7 630-770 F 5 E5 - F#5
8-9 770-920 G 5 G5 - A5
10 920-1080 Bb 5 A#5 - C6
11-12 1080-1270 D 6 C#6 - D#6
13-14 1270-1480 F 6 E6 - F#6
15-16 1480-1720 G 6 G6 - G#6
17-18 1720-2000 A 6 A6 - B6
19-20 2000-2320 C 7 C7- C#7
21 2320-2700 D 7 D7 - E7
22 2700-3150 F 7 F7 - G7
Tabla A. Escalas musicales
Es fundamental saber que la capacidad apreciación de los usuarios para melodías será limitada
aun aplicando esta escala. Es por eso que se recomienda a los productores centrar su esfuerzo
principalmente en la composición de patrones rítmicos.
Polifonía:
Se recomienda que la composición melódica se construya con notas que suenen de forma consecutiva
(una después de la otra), evitando generar acordes. Esto es debido a que se busca evitar la mayor
cantidad posible de interferencia entre los electrodos, con el fin de mejorar la capacidad de
entendimiento de las melodías.
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Selección de instrumentos:
El aspecto musical al que las personas con IC responden mejor es a los patrones rítmicos, por lo
tanto se recomienda que las composiciones tengan patrones rítmicos claros y fáciles de recordar.
Se sabe además que los usuarios con IC tienen mayor dificultad en la percepción de patrones
rítmicos que cuentan con varios instrumentos combinados que en patrones rítmicos con un solo
instrumento. Por lo tanto para estos se recomienda utilizar la menor cantidad de instrumentos
percutidos posible, sonando simultáneamente.
Voces:
Debido a que los implantes cocleares están diseñados para captar la voz humana, el implementar
voces es una opción viable. Es importante tener en cuenta que en piezas musicales que cuenten con
instrumentos musicales que están en el mismo rango de frecuencias que la voz, la composición se
debe realizar de modo que la voz y el instrumento que está en su mismo rango no suenen
simultáneamente, si no en momentos independientes de la canción, con el fin de evitar en la mayor
medida de lo posible interferencia entre ambos elementos.
Es importante resaltar que si se van a implementar voces, se debe especificar al cantante que debe
vocalizar y pronunciar adecuadamente cada palabra. Con el fin de transmitir adecuadamente el
mensaje de la canción.
Tesitura:
El rango de notas musicales que pueden captar los usuarios con IC va desde G#3 hasta G7, por lo
tanto instrumentos cuya frecuencia fundamental este por fuera de este rango no podrán ser
percibidos y se recomienda no implementarlos.
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Producción
Grabación:
El procedimiento de grabación es básicamente el mismo que se aplicaría en grabación de música
convencional, se recomienda hacer una adecuada selección de micrófonos para cada señal a grabar,
lo cual depende de la respuesta en frecuencias y la sensibilidad de cada micrófono.
Se recomienda que el nivel de entrada del micrófono de cada instrumento sea aproximadamente
-14 dBFS, esto con el fin de tener un buen nivel de grabación, suficientemente lejos del ruido de
piso pero sin saturar el sistema.
La ubicación de micrófonos y las técnicas de microfonía dependen del instrumento a grabar, se
pueden implementar los mismos métodos que en música convencional.
La única aclaración diferente que se debe hacer es que se debe grabar en salas con el menor tiempo
de reverberación posible. Esto se debe a que las señales con alto tiempo de reverberación son de
difícil apreciación para usuarios con implantes cocleares, debido a la forma como los implantes
procesan las señales.
Post Producción
Mezcla - Rango Dinámico:
La mayor limitación en la mezcla para este tipo de música es el rango dinámico que pueden percibir
los usuarios implantados. Es clave resaltar este aspecto para poder aprovechar al máximo el rango
posible.
Para los usuarios con implantes cocleares, es complicado entender sonidos cuando el nivel de ruido
de fondo en un espacio es alto en comparación a la señal que desean percibir, por lo tanto es
importante especificar que la música diseñada para ellos con esta metodología no podrá ser
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 84
percibida adecuadamente en sitios con alto nivel de ruido de fondo mientras sea reproducida por
altavoces en ese espacio.
Basado en esto, se estipula que la música debe estar a un nivel mínimo de 50 dB SPL, el cual es
aproximadamente el nivel de presión sonora en un espacio donde se tienen personas hablando
calmadamente a 1 metro. Por lo tanto como estándar se define que ninguna señal dentro de la
mezcla puede caer por debajo de este nivel.
En espacios con un mayor nivel de ruido de fondo a 50 dB SPL, las piezas musicales compuestas,
tendrán dificultades considerables para ser percibidas.
Los implantes cocleares más comunes cuentan con un control de amplitud de audio interno, que
evita que los niveles de presión sonora muy altos saturen el procesador. El nivel de threshold de
este control es variable y cada usuario lo configura según el espacio donde se encuentre, este se
puede variar entre (55 dB, 65 dB y 75 dB) y los usuarios lo configuran con el fin de lograr un buen
nivel de entrada pero sin que sea molesto. El nivel definido como punto máximo del rango es 65
dB SPL, debido a que aunque la metodología está diseñada principalmente para usuarios con IC
marca Cochlear, con esta se espera ayudar usuarios con diferentes marcas de implantes y la mayoría
de IC cuentan con un nivel máximo de entrada de 65 dB SPL.
Por lo tanto se define como valor mínimo 50 dB SPL y como valor máximo 65 dB SPL y por ende
el rango dinámico es de 15 dB.
Teniendo en cuenta que las escalas en decibeles son proporcionales entre sí, se recomienda que el
nivel mínimo de la mezcla sea de -15 dBFS RMS.
Nota: Basado en que el rango dinámico que pueden percibir los usuarios está dado en Niveles de
presión sonora (dB SPL) y el rango de mezcla está dado en dB Full Escala (dBFS), el sistema de
sonido donde las piezas musicales serán reproducidas debe calibrarse para que el nivel de presión
sonora en el punto de escucha vaya entre 50 dB SPL (mínimo) y 65 dB SPL (máximo), esta
calibración se puede lograr debido a que la mezcla se realizó con un rango dinámico de 15 dB.
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Cabe resaltar que los implantes cocleares cuentan con entradas de audio directas, por lo tanto esta
alternativa puede ayudar a los usuarios a escuchar las piezas musicales en espacios con altos niveles
de ruido de fondo.
Mezcla - Efectos:
La capacidad de entendimiento de sonidos por parte de usuarios con IC se ve reducida cuando estos
tienen efectos temporales que afectan su claridad. Por lo tanto efectos temporales como Reverb no
deben ser aplicados al audio, con el fin de mejorar la capacidad de entendimiento de la canción.
Efectos como delays pueden ser aplicados si se configuran de modo tal que no interfieran con la
claridad de los demás instrumentos.
Mastering - Corrección de sonidos:
Esta etapa de masterización es similar a la realizada en música común y corriente. Se debe analizar
perceptivamente la mezcla, aplicar ecualizaciones y compresiones correctivas, con el fin de
potenciar la mezcla, corrigiendo resonancias, resaltando transientes de instrumentos o lo que el
productor considere dentro de esta etapa con el fin de mejorar la canción.
Adicionalmente se pueden aplicar limitadores, con el fin de asegurar que el nivel del audio sea
mínimo -15 dBFS RMS.
Mastering - Monitoreo de niveles:
El monitoreo de niveles debe verificar que la mezcla tenga un valor de -15dB RMS como mínimo.
En caso de tener un nivel menor, se debe corregir por medio de compresores y limitadores
regresando a la etapa anterior, o si es necesario corregirlo desde el proceso de la mezcla.
DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA PARA REALIZAR PIEZAS MUSICALES QUE PERMITA OPTIMIZAR… 86
Anexo 2: Test de la metodología.
Encuesta para productores musicales de la metodología de producción de música para usuarios con implantes cocleares
Entrevistador: Tomás González Martínez Fecha: ____/____/ 2019
A continuación encontrará una serie de preguntas destinadas a conocer su opinión y entendimiento de la metodología planteada.
El cuestionario tiene tres secciones. Por favor lea las instrucciones al inicio de cada sección y conteste la alternativa que más se acerca a lo que usted piensa. Sus respuestas son confidenciales y serán utilizadas en un estudio de percepción musical de personas con implantes cocleares. Muchas gracias.
SECCIÓN I: EVALUACIÓN DE LA METODOLOGÍA
Luego de leer el documento que contiene la metodología, evalúe su nivel de entendimiento de cada paso dentro del proceso de
producción musical. En una escala de 1 a 5, donde 1 es muy poco, 2 es poco, 3 es regular, 4 es bueno y 5 es muy bueno.
Nota: La metodología tiene como objetivo explicar el cómo producir música especial para usuarios con implantes cocleares y requiere conocimientos previos de producción musical, si en alguno de los campos de producción que se encuentran en el cuestionario usted no tenía conocimientos previos y por este motivo no entendió la aplicación de la metodología, abstenerse de contestar ese punto y continúe al siguiente. Por favor encierre en un círculo, marque con una X o cambien el color de la celda de la alternativa que más se parece a lo que usted piensa basándose en lo siguiente.
Nivel de entendimiento Significado
Muy Poco No entiende absolutamente nada de la etapa descrita
Poco Entiende algunos conceptos de la etapa descrita, pero no es suficiente para poder aplicarla en su trabajo.
Regular Entiende a medias la etapa descrita, puede aplicar algunos conceptos en su trabajo, pero no entiende varios aspectos de esta.
Bueno Entiende bien la etapa descrita, puede aplicar prácticamente todo lo descrito en el documento, pero aun hay temas que no están totalmente claros.
Muy Bueno Entiende a la perfección la etapa descrita y puede aplicar los pasos sin problema.
A. Pre-Producción
Tema
Nivel de entendimiento Muy Poco Poco Regular Bueno Muy Bueno
1. Composición musical. 1 2 3 4 5
2. Polifonía. 1 2 3 4 5
3. Selección de instrumentos. 1 2 3 4 5
4. Voces. 1 2 3 4 5
5. Rango de frecuencias 1 2 3 4 5
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B. Producción
Tema
Nivel de entendimiento Muy Poco
Poco Regular Bueno Muy Bueno
1. Grabación 1 2 3 4 5
C. Post Producción
Tema
Nivel de entendimiento Muy Poco Poco Regular Bueno Muy
Bueno
1.Mezcla - Rango Dinámico 1 2 3 4 5
2. Mezcla - Efectos 1 2 3 4 5
3. Mastering - Corrección de sonidos. 1 2 3 4 5
4. Mastering - Monitoreo de niveles. 1 2 3 4 5
SECCIÓN II: INTERESES
A continuación encontrará una serie de preguntas, por favor responda con un texto en la parte inferior a cada pregunta.
1. ¿Qué tipo de música acostumbra a producir?
2. ¿Cuánto tiempo tiene de experiencia como productor musical?
3. ¿Qué estudios previos tiene en producción musical (si los tiene)?
4. ¿Le interesaría aplicar esta metodología en su vida profesional como productor musical?
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SECCIÓN III: COMENTARIOS
Basado en las respuestas marcadas en la sección de evaluación de la metodología, ¿cómo cree que se podría mejorar la metodología? para facilitar su aplicación y entendimiento por productores musicales.
Muchas Gracias.
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Anexo 3: Test de prueba en usuarios con IC
Encuesta para personas con implantes cocleares de percepción de piezas musicales
Entrevistador: Tomás González Martínez Fecha: ____/____/ 2019
A continuación encontrará una serie de preguntas destinadas a evaluar su percepción de varias piezas musicales, sus respuestas serán utilizadas en un estudio de percepción musical de personas con implantes cocleares. En ningún caso se divulgará su identidad. La prueba no presenta riesgos a su salud. El cuestionario tiene dos secciones. Por favor lea las instrucciones al inicio de cada sección y conteste la alternativa que más se acerca a lo que usted piensa. Sus respuestas son confidenciales. Muchas gracias.
SECCIÓN I: EVALUACIÓN DE PERCEPCIÓN MUSICAL
Para esta sección se presentan 4 pruebas iguales, cada prueba consiste en escuchar dos canciones que serán reproducidas de forma consecutiva (una después de la otra). Dependiendo de lo que escuche, por favor encierre en un círculo, marque con una X o cambien el color en la casilla que corresponde a la canción que pudo percibir con mayor facilidad.
Base su respuesta en la facilidad con la que pudo entender las melodías y el ritmo de cada canción. De forma que al final escoja la canción que puede escuchar con mayor facilidad.
Prueba 1 (Música IC vs Rock)
Canción 1 Canción 2
Respuesta
Prueba 2 (Música IC vs Pop)
Canción 1 Canción 2
Respuesta
Prueba 3 (Música IC vs Reggaetón)
Canción 1 Canción 2
Respuesta
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Prueba 4 (Música IC vs Electrónica)
Canción 1 Canción 2
Respuesta
SECCIÓN II: DATOS DEL USUARIO
A continuación encontrará una serie de preguntas, por favor responda con un texto en la parte inferior a cada pregunta.
1. ¿Qué marca y modelo de implantes cocleares tiene?
2. ¿Hace cuánto tiempo tiene implantes cocleares?
3. ¿Siente que tiene dificultades importantes para percibir música común?
Muchas Gracias.