INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica

“Diseño de un Método de Evaluación de Frecuencias Generadas en la Terapia Asistida con Delfines”

TESIS Que para obtener el título de Ingeniero en Comunicaciones y Electrónica

Presentan:

Teresa Miroslava Chavarría Ortiz Nancy Marín Alcántara

Asesores: Dra. Itzalá Rabadán Malda Ing. José Javier Muedano Meneses

México, D.F., junio de 2008

Para: Ana María Alcántara y Gerardo Marín Porque jamás existirá una forma de agradecer una vida de lucha sin escatimar esfuerzo alguno, porque han sacrificado gran parte de su vida para formarme y educarme, por su ejemplo de superación incasable, su comprensión, su confianza y porque sin su apoyo no hubiera sido posible la culminación de mi carrera profesional. A quienes me han heredado el tesoro más valioso que puede dársele a una hija: amor, mi mamá y mi papá. A mi diseñadora y redactora personal, que a pesar de las diferencias quiero mucho, mi hermana. Y a quienes me han demostrado su cariño al estar conmigo cuando les he necesitado, por apoyarme incondicionalmente, a ustedes que son parte de quien soy y porque han hecho que mi vida sea muy feliz, gracias, a mis mejores amigos: Sol, Marisol, Rafael, Jorge, Cristóbal, Mónica, César, Miroslava, muchos más, y a tí…

Nancy

A mi padre, porque no existe forma de agradecer lo mucho que me has dado y todo lo que he aprendido de ti que me hacen ser la persona que soy ahora, gracias papá. A mi madre, porque tu ejemplo me hace saber que cualquier obstáculo puede ser superado, incluso a la distancia se y siento que siempre has estado junto a mi, espero algún día llegar a ser el orgullo de mis hijos como lo eres tú. A Samantha y Odin, porque siempre han sido fuente de alegría e inspiración a pesar de las adversidades. A mis amigos Cathy, Daniel, Erika, Nancy, Moni, Cesar, Elizabeth y Ernesto por estar presentes en mi vida, apoyarme y creer en mi; en especial a VDC a quien solo le digo gracias por todo. A Dios y a la vida por permitirme estar aquí.

Miroslava

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Como todo trabajo de investigación, es necesaria la interacción con un mundo de personas e ideas diferentes, por esto, agradecemos de manera muy especial a quienes de manera gustosa y amable colaboraron con nosotras en gran medida en la realización de esta tesis:

Psic. Mitzi Pérez García Biol. Nora Maldonado Arellano Fany A. Marín Alcántara Dra. Itzalá Rabadán Malda Ing. José Javier Muedano Meneses Prof. Jesús Colín M. en C. Marina Jaimes Muñoz Ing. Eduardo Macías Ing. Javier García La Facultad de Ciencias de la UNAM Acuario Aragón, Convimar S.A. InyMet

Finalmente agradecemos la colaboración de: Gisele Montaño, Roberto Zaldívar, Sandra Smith, Rebeca López, Lucrecia Suarez, Arturo Luna, Alejandro Rosales, Carol Adrian Tovar,

A todos quienes nos brindaron su apoyo en la elaboración técnica de esta tesis; como también en la carrera profesional y a lo largo de nuestra vida.

Gracias.

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Índice Págs. 7 8 8

Planteamiento del problema Objetivo Justificación

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Introducción

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1. Fundamentos Teóricos

11 11 12 14 14 14 20 20 21 21 22 23 24 25 26 26 27 28 29 29 30 30 31 31 32 33 34 34 34 35 36 39

1.1 Teoría de Vibraciones 1.1.1 Oscilación 1.1.2 Ondas 1.1.3 Clasificación de las vibraciones 1.1.4 Infrasonido 1.1.5 Sonido 1.1.6 Ultrasonido 1.1.6.1 Historia 1.1.6.2 Generadores de los ultrasonidos 1.1.6.3 Propagación 1.1.6.4 Características de los ultrasonidos 1.1.6.5 Cavitación 1.1.6.6 Detección de ultrasonidos 1.1.6.7 Efectos de los ultrasonidos 1.1.6.8 Penetración del haz en el organismo 1.1.6.9 Aplicaciones 1.2 Acústica subacuática 1.2.1 Velocidad del sonido en agua de mar 1.2.2 Propagación 1.2.3 Modelos de propagación 1.2.4 Refracción y reflexión 1.2.5 Reflexión superficial 1.3 Sonar 1.3.1 Tipos de sonar 1.3.2 Aplicaciones del sonar 2. Bioacústica 2.1 Bioacústica 2.2 Psicoacústica 2.3 Sistema nervioso central 2.3.1 Cerebro 2.3.2 Sinapsis 2.3.3 Plasticidad neuronal o neuroplasticidad

5

40 40 40 41 42 44 45 46 46 47 48 49 51 54

55 55 55 56 56 61 62 67 68 69

2.4 Delfines 2.4.1 Orígenes 2.4.2 Clasificación 2.4.3 Anatomía 2.4.4 Ecolocalización 2.4.5 Delfín nariz de botella (tursiops truncatus) 3. Terapia Asistida con Delfines 3.1 Terapia Asistida con Animales 3.2 Terapia Asistida con Delfines 3.3 Antecedentes de la Terapia Asistida con Delfines 3.3.1 Modelos Explicativos de la Terapia Asistida con Delfines 3.4 Terapia Asistida con Delfines en México 3.5 Desarrollo de una sesión de Terapia Asistida con Delfines 4. Diseño de un método de evaluación de frecuencias generadas en la Terapia Asistida con Delfines 4.1 Introducción 4.2 Procedimiento de evaluación 4.2.1 Recinto 4.2.2 Personal requerido 4.2.3 Instrumental requerido 4.2.4 Instalación del instrumental 4.3 Desarrollo del estudio 4.4 Compilación de resultados 4.5 Procesamiento de información 4.6 Duración del estudio

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Conclusiones

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Anexos

75 83 93 96 97

Anexo I. Obtención del tamaño de la muestra Anexo II. Hoja y tablas de registro Anexo III. Fotografías de las instalaciones del Acuario Aragón Anexo IV. Dimensiones del delfinario Anexo V. Cotización del proyecto

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Referencias bibliográficas

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Planteamiento del Problema

En el Instituto Politécnico Nacional, concretamente en la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, para obtener el titulo de licenciatura hay varias opciones dentro de las cuales optamos por Tesis y, tomando en consideración que iba a ser conjunta, tuvimos que llegar a un acuerdo para seleccionar el tema a desarrollar, ya que una quería algo relacionado con la acústica subacuática y otra con la psicoacústica, siendo éste un gran dilema, pues no existen muchos temas que se relacionen de forma tan cercana. Después de mucho platicarlo y enlistar los temas que iban emergiendo, al discutirlos y analizar sus pros y sus contras, fuimos descartándolos sin poder decidirnos por alguno. Como suele suceder, los grandes descubrimientos se dan por error o coincidencia, y así fue que un día vimos que anunciaban el nado con delfines y la Terapia Asistida con Delfines para personas con diversos padecimientos neurológicos. Como una de nosotras (Nancy) tiempo atrás ya había escuchado de la Terapia Asistida con Delfines y en que consiste, se interesó más al tener un familiar diagnosticado con autismo y en saber sí realmente funciona esta terapia; por otra parte, la otra integrante (Miroslava), al asistir a una conferencia sobre este tipo de terapia, quedó sorprendida con la manera en que se aprovecha a los delfines para el beneficio humano. Partiendo de ahí, ahondamos en la Terapia Asistida con Delfines y encontramos que está basada en dos hipótesis que hablan de la emisión de ultrasonidos de los delfines; se observó además, que las recién encontradas hipótesis son de gran afinidad al tema y área que nos interesaba desarrollar y a la ingeniería, por lo que se decidió que la Terapia Asistida con Delfines fuera la plataforma de la investigación. Puesto que la Terapia Asistida con Delfines abarca muchas áreas, se fueron delimitando las opciones partiendo del cuestionamiento inicial que era el saber cómo funciona esta terapia. De ahí se llegó a la pregunta final y base para la presente investigación, que es: ¿Cómo se sabe que el delfín esta emitiendo frecuencias ultrasónicas durante la terapia y, en caso de que sea cierto, cuáles son? Teniendo ya un problema específico por resolver, se llegó a la decisión de desarrollar un método para evaluar las frecuencias que emiten los delfines durante la Terapia Asistida con Delfines ya que no se encontraron estudios publicados que puedan avalar las hipótesis en las cuales se base su implementación, con lo cual se pretende generar un mayor interés en las comunidades de investigación en nuestro país, propiciando así que la Terapia Asistida con Delfines se vea como un procedimiento basado en la ciencia y no como un experimento. Debido a la falta de tiempo y presupuesto para adquirir el equipo adecuado no será posible realizar el estudio de forma práctica, así que solo se realizará el diseño del protocolo a seguir siendo ésta la parte esencial del proyecto, y para nosotros el principal trabajo de ingeniería.

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Lo anteriormente descrito requería entonces buscar el objetivo más acorde que permitiera la realización de ese estudio, por lo que quedó de la siguiente manera:

Objetivo

Diseñar un método de evaluación de frecuencias generadas por el delfín durante la Terapia Asistida con Delfines. Contemplado ya hacia donde se pretendió llegar, es necesario anunciar la importancia de dicho trabajo, el para qué de la investigación, por lo que ésta se plantea así:

Justificación

Al desarrollar este tema se quiere contribuir a la difusión del conocimiento que se tiene acerca de las terapias alternativas como complemento a los métodos tradicionales propuestos por la medicina convencional o alopática, esto permite beneficiar a la comunidad estudiantil y pedagógica interesadas en el tema y principalmente en las áreas de biología, psicología, veterinaria, acústica, entre otras, y, de igual manera al público en general, pues es una fuente de información completa, útil y confiable. Por otro lado, también se favorece al área de investigación, ya que se proporciona una herramienta de apoyo para empezar a aclarar las creencias que se tienen en torno a las terapias asistidas por animales, y en específico la terapia asistida por el delfín.

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Introducción

El ser humano a través del tiempo ha aprovechado los recursos que la naturaleza le proporciona en busca de una vida mejor, consiguiendo así grandes avances tecnológicos; esto sin olvidar que siempre ha requerido de la ayuda de los animales, ya sea como herramienta de trabajo, suministro de alimento, abrigo o compañía. A mediados del siglo XX se observó que ciertos animales provocan diversos estados emocionales en el ser humano como tranquilidad y alegría. Esto llevó a los investigadores a estudiar más a fondo su comportamiento, implementando así terapias en compañía de perros, gatos, caballos, delfines, etc. Hablando particularmente de los delfines, se cree que tienen una gran inteligencia, además de que se les atribuyen propiedades curativas, por lo que este animal es utilizado como instrumento principal en la Terapia Asistida con Delfines. La Terapia Asistida con Delfines se sustenta en dos hipótesis, una de ellas es el modelo de cavitación y la otra el modelo de resonancia, que sugieren que ciertas frecuencias estimulan al sistema nervioso central del ser humano, lo cual se sabe que produce mejoría en los pacientes con problemas psicomotores o padecimientos neurológicos, esto debido a los estudios complementarios que se les aplican (electroencefalograma, polisomnografía, electrooculograma, electromiografía). Estos padecimientos pueden ser: autismo, síndrome de Down, parálisis cerebral, déficit de atención e hiperactividad, e incluso drogadicción, alcoholismo, cáncer, anorexia nerviosa, depresión y estrés, siendo estos últimos trastornos emocionales o psiquiatricos. Estas hipótesis fueron planteadas por los [17] [16] doctores David Cole y Steve Birch , considerando las frecuencias ultrasónicas como parte importante de su investigación. Los ultrasonidos, son vibraciones mecánicas inaudibles e imperceptibles para el ser humano, las cuales solo pueden ser captadas con equipo adecuado. La mayoría de los animales pueden escuchar y/o percibir algunas de estas vibraciones debido a que tienen un intervalo más amplio de audición y en el caso particular del murciélago y el delfín incluso las pueden emitir. Estas vibraciones son utilizadas en diversas áreas de la ciencia, principalmente en la acústica subacuática y la medicina donde su uso principal es en la sonografía que es una técnica utilizada para mostrar imágenes de órganos dentro del cuerpo humano y especialmente en mujeres embarazadas para observar al feto. Los ultrasonidos teóricamente tienen una influencia en el cerebro humano y para estudiar su comportamiento existe una rama de acústica llamada psicoacústica, la cual permite estudiar los efectos de diversos tipos de vibraciones acústicas en la constitución física y mental de los seres vivos.

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Capítulo I Fundamentos Teóricos

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Capítulo I. Fundamentos teóricos

1.1 Teoría de vibraciones

La acústica es la ciencia que estudia la producción, transmisión, recepción y efectos de [3] energía en las vibraciones mecánicas a través de medios elásticos. A medida que los átomos o moléculas de un fluido o sonido se desplazan de sus configuraciones normales, surge una fuerza elástica restauradora, acoplada con la inercia del sistema es la que permite que la materia participe en vibraciones oscilatorias y como consecuencia que genere [4] y transmita ondas acústicas. Para poder entender este trabajo en su totalidad es necesario mencionar los principios básicos de la física respecto a las vibraciones, los cuales están directamente relacionados con la acústica. Como punto de partida se considera el fenómeno de oscilación.

1.1.1 Oscilación El término oscilación o también llamado ciclo, es el fenómeno que produce un cambio [33] periódico de la condición o el comportamiento de un cuerpo , sus características son: Periodo es el tiempo necesario para llevar a cabo una oscilación, por ejemplo el tiempo en que un cuerpo se mueve un ciclo completo relacionado al movimiento de estados idénticos. Este se [33] designa “T” y es usualmente expresado en segundos.

Figura 1. Periodo y frecuencia de una onda

Frecuencia es el inverso del período o el número de oscilaciones (ciclos) por unidad de tiempo. A la frecuencia se le designa con “f” dando la relación:

Amplitud es la máxima desviación del cuerpo oscilante desde la posición de equilibrio (posición cero). Si la amplitud es constante en el tiempo, la oscilación es desamortiguada; si esta [33] decrece con el tiempo, se le llama oscilación amortiguada.

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Capítulo I. Fundamentos teóricos

Figura 2. Amplitud de varias señales

Fase es la condición instantánea en una oscilación: el concepto se aplica principalmente cuando se comparan dos oscilaciones, de modo que es también llamado diferencias o desplazamiento [33] de fases.

Figura 3. Fase de tres señales

1.1.2 Ondas Onda es la propagación de una oscilación y sucede cuando una partícula oscila transmitiendo su vibración a la adyacente. Las partículas adyacentes tienen una diferencia de fase constante. La [33] representación de una onda es similar a la de una oscilación. Acoplamiento es la unión entre dos partículas adyacentes o medio y factor necesario para la ocurrencia y propagación de ondas. Un acoplamiento total (rígido) o el no acoplamiento total nunca ocurre en la naturaleza, esto varía dentro de límites amplios. El acoplamiento es producido por fuerzas [33] atómicas o moleculares elásticas de enlace, por fricción, por gravitación, etc. La propagación de ondas puede ocurrir en dos direcciones: a) En dirección de la oscilación de las partículas b) En la dirección perpendicular de oscilación de las mismas

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Capítulo I. Fundamentos teóricos

Existen diferentes tipos de ondas: Onda Longitudinal Aquí, la dirección de oscilación de las partículas coincide con la dirección de propagación de la onda. Como ejemplo, se puede mencionar una onda normal (variación de compresión) en aire, por [6] lo que es también llamada onda de compresión. Onda transversal La dirección de oscilación de la partícula es perpendicular a la dirección de propagación de la onda. Un ejemplo obvio, aún cuando no sea correcto en el sentido físico, es el encontrado en ondas [6] en agua (oscilación vertical, propagación horizontal).

Figura 4. Onda longitudinal y onda transversal

Las ondas longitudinales o transversales puras, sólo se formarán si el espesor del material con respecto a la dirección de propagación de la onda, es considerablemente mayor que la longitud de [6] onda. Una nueva combinación de ondas longitudinales y transversales son las ondas superficiales, las cuales pueden existir solamente a lo largo de la superficie, siendo capaces de seguir una superficie curvada. En este tipo de ondas, la profundidad de penetración de una onda superficial es [6] aproximadamente igual a la mitad de la longitud de onda. De tal manera que se puede concluir que la velocidad de propagación de las ondas longitudinales, transversales o de superficie, son constantes del material, independientes de la [6] frecuencia y dimensiones del material. Las ondas sónicas que se esparcen uniformemente en todas direcciones son llamadas ondas [6] esféricas, y aquellas que se esparcen sólo en una dirección, ondas planas.

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Capítulo I. Fundamentos teóricos

1.1.3 Clasificación de las vibraciones Las vibraciones abarcan toda la gama de frecuencias, se clasifican en conocidos como: infrasonidos, sonidos y ultrasonidos.

tres intervalos

Figura 5. Fronteras de infrasonido, sonido y ultrasonido

1.1.4 Infrasonido Es una onda acústica cuya frecuencia está por debajo del límite perceptible del oído humano, [3] es decir, menor a los 20 Hz. El estudio de los infrasonidos se centra en la atenuación y/o eliminación de frecuencias perjudiciales para la salud. Fuentes artificiales generadoras de infrasonidos pueden ser motores, sistemas de ventilación o sistemas de calefacción y fuentes naturales, las tormentas, terremotos, fuertes vientos, volcanes y, en general, todo fenómeno que suponga movimiento de una gran masa. 1.1.5 Sonido Se puede definir como un movimiento ondulatorio o una perturbación de carácter vibratorio que se propaga a través del aire u otro medio elástico (estímulo) o bien, como la excitación de la [6] membrana auditiva que resulta de la percepción del sonido (sensación). El sonido propiamente dicho comprende las ondas de frecuencias comprendidas entre 16-20 [3] Hz y 20,000 Hz, vibraciones a las cuales el oído humano es capaz de responder. Las principales características que describen el comportamiento de las ondas sonoras se mencionan a continuación de forma general. Propagación Un cuerpo en oscilación pone en movimiento a las moléculas de aire (del medio) que lo rodean. Éstas, a su vez, transmiten ese movimiento a las moléculas vecinas y así sucesivamente. Cada molécula de aire entra en oscilación en torno a su punto de reposo. Es decir, el desplazamiento que sufre cada molécula es pequeño, por lo tanto el movimiento se propaga a través del medio. La propagación de las ondas sonoras esta vinculado a la materia. Por ejemplo, si una onda sonora se está propagando, debe existir un material sólido, líquido o gaseoso, por lo que se deduce que la onda sonora no es más que la propagación de las vibraciones de las partículas del material elástico.

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Capítulo I. Fundamentos teóricos

Los líquidos y gases no ofrecen ninguna resistencia a los esfuerzos cortantes, las ondas transversales (ondas de corte) no pueden ser propagadas en estos medios, por lo tanto solo pueden propagarse ondas longitudinales. Y en materiales sólidos, se pueden propagar las ondas [6] [4] longitudinales y transversales, así como todas sus combinaciones. ,

Figura 6. Propagación de una onda sonora

Velocidad del sonido La velocidad de propagación de la onda sonora (velocidad del sonido) depende de las características del medio en el que se transmite dicha propagación; presión, temperatura, humedad, entre otros y no de las características de la onda o de la fuerza que la genera. En el caso de un gas (como el aire) es directamente proporcional a su temperatura específica y a su presión estática e inversamente proporcional a su densidad. Dado que si varía la presión, varía también la densidad del gas, la velocidad de propagación permanece constante ante los cambios de presión o densidad del medio. Es decir, la velocidad del sonido es mayor en los sólidos que en los líquidos, en consecuencia en los líquidos es mayor que en los gases. La velocidad del sonido puede variar según la temperatura y la densidad del medio, esto se puede ver en la siguiente gráfica.

Material Aire Aire Hidrógeno Agua Agua Cobre Acero Vidrio

Temperatura (°C) 0 20 0 0 20 20 20 20

Velocidad (m/s) 331.6 344 1,280 1,390 1,484 3,580 5,050 5,200

Tabla 1. Velocidad del sonido según temperatura y densidad de distintos medios.

Ya que se conoce lo que es propagación y como es que se lleva a cabo, procedemos a definir los comportamientos de las ondas sonoras que como fenómenos físicos afectan la propagación del sonido.

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Capítulo I. Fundamentos teóricos

Figura 7. Velocidad del sonido

Refracción Es el cambio de dirección del sonido cuando pasa de un medio a otro de diferente densidad. En un medio homogéneo el sonido tiende a alejarse de la fuente en forma esférica. A distancias relativamente grandes de la fuente, el frente de la onda se aproxima a una superficie plana (onda [6] plana). Sin embargo si la elasticidad o densidad del medio no es la misma en todas direcciones, por ejemplo, por diferencia de temperatura, el frente de onda puede desviarse y cambia la dirección de [6] propagación. En tales circunstancias, las líneas de propagación del sonido se flexionan.

Figura 8. Refracción de una onda emitida

Reflexión Es un fenómeno que se produce cuando una vibración acústica incide en una superficie. El [3] tipo de reflexión depende de la rigidez y del ángulo de incidencia de las ondas.

Figura 9. Reflexión de una onda emitida

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Capítulo I. Fundamentos teóricos

Existen dos tipos de reflexión: normal y difusa o anormal. Si las irregularidades de la superficie son comparables en dimensiones con la longitud de onda involucrada, tendrá lugar la reflexión difusa; si la superficie es relativamente uniforme, es decir, si las irregularidades de la [6] superficie son pequeñas comparadas con la longitud de onda, ocurrirá la reflexión normal.

Figura 10. Reflexión normal y difusa

El porcentaje de la energía contenida en la onda incidente que resulte reflejada, depende de la naturaleza de la superficie reflectora. Cuando una onda de sonido incide en un cuerpo rígido con una superficie relativamente uniforme, sin poros, la reflexión será máxima. La energía que pasa a través de la superficie será en parte transmitida al otro lado del material. Algunos materiales absorben un [6] gran porcentaje de la energía contenida en la onda incidente. Si la onda sónica incide sobre la interfase con un ángulo oblicuo, los fenómenos que ocurren son considerablemente más complicados que con una incidencia normal. Nuevamente hay una componente reflejada y otra transmitida, pero el hecho además origina que parte de la energía acústica sea convertida en otro tipo de onda, por lo que habrá dos ondas reflejadas y dos transmitidas. A partir de la incidencia de una onda longitudinal con un ángulo oblicuo se crearán:    

Una onda longitudinal reflejada Una onda transversal reflejada Una longitudinal refractada Una onda transversal refractada

En medios líquidos y gaseosos, la componente transversal asociada desaparece. Las diferentes direcciones están definidas por el ángulo formado entre la onda y la normal en el punto de incidencia sobre la interfase. Una expresión comúnmente utilizada en óptica es la ley de Snell de refracción, la cual es aplicada normalmente cuando se habla de “refracción” o “reflexión”, por lo tanto, la expresión se conserva de la siguiente manera.

sen  1 C 1  sen  1 C 2

;

sen  1 sen  2  C1 C2

La relación es aplicable para todo tipo de ondas, independientemente si se esta trabajando con la componente reflejada o refractada.

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Capítulo I. Fundamentos teóricos

Eco Es una reflexión del sonido que queda retrasado excesivamente respecto al sonido directo, [3] pero con la intensidad suficiente para que pueda ser percibido por el oído humano.

Figura 11. Eco

Si una onda sónica encuentra un obstáculo, por ejemplo un medio con diferentes propiedades [6] acústicas, pueden ocurrir varios fenómenos dependiendo el tamaño del obstáculo. Estas se definen a continuación: Dispersión Este fenómeno se produce cuando el tamaño del obstáculo es del mismo orden de magnitud que el de la longitud de onda, el proceso de propagación, como un todo, es débilmente interferido, aunque algo de energía de la onda es absorbida. Esta energía se extenderá como una nueva onda [6] esférica en todas direcciones, con el obstáculo como punto central.

Figura 12. Dispersión de una onda

Difracción Es la desviación de una onda acústica debido a la presencia de un obstáculo, por ejemplo cuando estas ondas atraviesan una abertura formada por dos obstáculos, se curvan y se abren en forma de abanico, combinan su dirección. Es decir, este fenómeno se presenta en los bordes de cualquier barrera que impida la propagación libre de una onda y normalmente se presenta en bajas [6] frecuencias.

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Capítulo I. Fundamentos teóricos

Figura 13. Difracción de una onda

Estos procesos no son aislados unos de otros, más bien ocurren con una transición gradual, dependiendo del tamaño del obstáculo. Así se produce “difracción” y “dispersión” en un obstáculo de [6] tamaño medio. Si la abertura es del orden de magnitud de la longitud de onda o mayor, habrá poca dispersión. En acústica tratamos con ondas cuya longitud varía desde unos 2 cm hasta el orden de 10 m. Si la abertura es del orden de 30 cm de diámetro, un sonido de 10 KHz (=3.4 cm), será muy poco difractado, mientras que un sonido de 100 Hz (=340 cm) será dispersado en todas direcciones atrás [6] de la división. Atenuación Cuando un sonido se transmite en un medio este presenta una pérdida de energía. El amortiguamiento (atenuación) del sonido no es causado por la geometría de propagación, sino que es una característica del material. El haz de una onda sonora va perdiendo intensidad conforme va [6] avanzando. La atenuación se produce por diferentes factores, desde la propia absorción por el medio hasta las diversas reflexiones que puedan producirse por in-homogeneidad del medio, produciendo también dispersiones y pérdidas de dirección por refracción. La atenuación es de tipo exponencial, para los ultrasonidos se establece el coeficiente de atenuación, que varía con las propiedades del [6] medio y con la frecuencia del ultrasonido.

Figura 14. Atenuación

Como parte del marco teórico, hay varias ramas en las que debemos ahondar un poco en cuanto a conceptos básicos y su funcionamiento principal debido a que son importantes para tener conocimiento sobre los temas acordes a los ultrasonidos y, en este caso específico, su transmisión en el agua.

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Capítulo I. Fundamentos teóricos

1.1.6 Ultrasonido

Es una onda acústica cuya frecuencia es superior al límite perceptible por el oído humano, es [3] decir, arriba de los 20,000 Hz. En cuanto a las longitudes de onda, éstas son del orden de centímetros para frecuencias cercanas a los 20 KHz y del orden de micras para frecuencias mucho mayores a los 20 KHz. La propagación de estás es similar al resto de las ondas sonoras, pero con una [4] absorción mucho mayor por parte del aire. Cuando un ultrasonido se propaga por un medio físico, gaseoso, líquido o sólido provoca una serie de efectos específicos que extensamente se emplean en diversos ámbitos de la ciencia y la [1] técnica. Los ultrasonidos son utilizados en aplicaciones especificas como son: acústica subacuática, industriales (medición de distancias, caracterización interna de materiales, ensayos no destructivos y [1] otros), medicina (ecografía, fisioterapia, ultrasonoterapia), etc.

1.1.6.1 Historia En el año 1883, Francis Galton realizo trabajos relacionados con los límites de audición humana al experimentar un resonador de alta frecuencia para medir el límite superior de frecuencia de [5] respuesta del oído humano. Llegó a la conclusión de que los sonidos con frecuencias inaudibles por el ser humano, presentaban fenómenos de propagación similares al resto de las ondas sonoras, aunque con una absorción mucho mayor por parte del aire. El efecto piezoeléctrico directo fue descubierto por los hermanos Curie en 1880. Y el efecto [5] piezoeléctrico inverso lo predijo Lippmann en 1881 completando su estudio W. Voigt en 1890. Joule en 1847 y Pierce en 1928 descubrieron el efecto magnetoestrictivo, directo e inverso. A lo largo del siglo XX, se lograron grandes avances en el estudio de los ultrasonidos, [5] especialmente en lo relacionado con aplicaciones: acústica subacuática, medicina, industria, etc.    



Concretamente, Langevin lo empleó durante la primera guerra mundial para sondeos subacuáticos, realizando un sencillo procesado de las ondas y sus ecos. Fessenden, en 1912, desarrolló una fuente de sonido subacuática electrodinámica que [4] permitía la comunicación entre los barcos por medio de la clave Morse. Richardson en 1912 y Fessenden en 1914 idearon un método para localizar icebergs, con un procedimiento similar al utilizado hoy en día (método de impulsos). Mulhauser en 1933 estudio la posibilidad de aplicar estas ondas a la inspección de materiales en la industria metalúrgica, debiéndose a Firestone en 1942 la utilización de impulsos para la inspección de materiales. [5] En 1927 Wood y Loomis estudiaron el empleo de ondas continuas para agitación.

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Capítulo I. Fundamentos teóricos

1.1.6.2 Generadores de ultrasonido La idea básica para generar ultrasonidos es bastante simple. Los generadores o transductores son unos aparatos que constan de un elemento, llamado primario o transformador, que está en contacto con el medio y que transforma una señal eléctrica, magnética o mecánica en una onda ultrasónica. La señal generada (eléctrica, magnética, mecánica), es proporcionada por el elemento [5] secundario.

Figura 15. Esquema general de un generador ultrasónico

Los generadores se diseñarán con el objetivo de radiar la mayor cantidad de potencia acústica posible, cuyo fin es usar la frecuencia de resonancia.

1.1.6.3 Propagación En un medio homogéneo, los ultrasonidos se propagan en línea recta. La transmisión de estas ondas depende, en gran medida, del medio. Cada medio tiene una impedancia distinta, lo cual hace variar la velocidad de propagación entre otras variables. Los medios con impedancias muy diferentes provocan grandes reflexiones. Por otro lado, es fundamental evitar el aire en la transmisión puesto que una capa de este gas podría anular la propagación de la onda ultrasónica, dada la alta atenuación que [6] proporciona. Cuando las ondas producidas por un cristal, forman un haz, del cual sólo es útil la parte más cercana al transductor, que es donde el frente de ultrasonidos aparece plano: ésta se denomina zona de Fresnel. A partir de esta zona, el haz comienza a abrirse en la llamada zona de Fraunhoffer. Es importante considerar que la posibilidad de dirigir un haz con exactitud es mayor cuanto [30] más elevada sea su frecuencia; sin embargo, su capacidad de penetración será menor. Características típicas, tales como la reflexión, refracción y difracción tienen lugar, en ondas ultrasónicas, de manera análoga a otros tipos de ondas. Sin embargo, hay que tener en cuenta que la longitud de onda es muy pequeña, lo cual tiene efectos apreciables en fenómenos como la difracción. En general, este tipo de ondas pueden considerarse como planas, con propagación rectilínea debido al pequeño valor de su longitud de onda; la energía, por tanto, no puede desplazarse a través de discontinuidades.

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Capítulo I. Fundamentos teóricos

Figura 16. Propagación de ondas ultrasónicas

1.1.6.4 Características de los ultrasonidos Frecuencia La frecuencia es, exactamente, lo que define a los ultrasonidos y los diferencia de los sonidos e infrasonidos. La frecuencia está directamente relacionada con la absorción y la atenuación del haz, [34] de forma que, a mayor frecuencia, el ultrasonido se absorbe más rápido. Longitud de onda En un haz de ultrasonido es la distancia existente entre dos planos inmediatos de partículas del medio que estén en el mismo estado de movimiento. Es igual, como en cualquier otro tipo de [34] onda, a la velocidad de propagación de la onda dividida por la frecuencia.

Figura 17. Longitud de onda

Velocidad de propagación La velocidad a la que los ultrasonidos se transmiten por un medio determinado depende de la densidad y de la elasticidad de dicho medio. La velocidad de propagación de un haz de ultrasonido a través de diversas sustancias es muy variable. Las velocidades varían muy poco entre tejidos blandos: hígado, riñón, cerebro o plasma, cercanos todos ellos a los 1,540 m/s. En el caso del aire (344 m/s), pulmón (650 m/s) y hueso (3,500 [34] m/s), la variada velocidad de transmisión del ultrasonido significa intensos ecos.

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Capítulo I. Fundamentos teóricos

Potencia Es cuando se considera por unidad de tiempo, a una determinada cantidad de energía que es [34] transportada por un ultrasonido. La unidad de potencia es el watt (W). Intensidad La intensidad (W/cm²) se obtiene dividiendo la potencia por la superficie del haz, que es uno de los parámetros más importantes que hay que tener en cuenta en los tratamientos con ultrasonidos. [34]

Atenuación El haz de ultrasonidos va perdiendo intensidad conforme va avanzando por los tejidos. Este fenómeno es de tipo exponencial, para los ultrasonidos se establece el coeficiente de atenuación, que varía con las propiedades del medio y con la frecuencia del ultrasonido. La atenuación es directamente proporcional a la frecuencia del ultrasonido utilizado, por lo que debemos esperar una [3] mayor pérdida de intensidad del haz en profundidad, con ultrasonidos de mayor frecuencia. Este suceso también depende de las características del medio. Los tejidos con mayor contenido en proteínas estructurales (cartílago, tendones, cápsula articular, ligamentos extracapsulares, músculos) absorben mayor cantidad de energía ultrasónica. Se puede decir que el hueso atenúa, a igualdad de frecuencia, 20 veces más que el músculo y otros tejidos blandos, por lo que [34] todo lo situado detrás de un hueso recibirá mucha menos dosis.

Figura 18. Atenuación

1.1.6.5 Cavitación La cavitación es un proceso de variación inestable de las dimensiones de las burbujas de vapor o gas en caso de presión alternativa en el fluido. La expansión de las burbujas se produce al existir en el fluido presiones de dilatación. Estos valores de la presión de dilatación, con las que pueden surgir discontinuidades en el fluido y la formación de una nueva fase -cavidades o burbujas [1] llenas de vapor o gas-, se determinan por la fuerza de los enlaces intermoleculares.

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Capítulo I. Fundamentos teóricos

Región cavitacional Durante el funcionamiento de un potente radiador ultrasónico, en el volumen tecnológico del fluido surge una región cavitacional que consiste en una acumulación de burbujas cavitacionales. La forma de la región cavitacional queda determinada por el carácter del campo acústico en el volumen del medio, con la particularidad de que la cavitación se forma tanto en el límite de separación de las fases como en el propio fluido, tomando, en ocasiones la forma de cordones cavitacionales, es decir, [1] acumulaciones de burbujas cavitacionales en forma de cadena. En la actualidad no existe un modelo satisfactorio que describa la región cavitacional, ya que la distribución de las burbujas según las dimensiones, y por el espacio del volumen, no tienen un carácter estadístico claramente expresado. La complicada dependencia, originada por múltiples factores, de la región cavitacional respecto de la frecuencia y la intensidad del campo acústico primario, de la distribución de los gérmenes de cavitación, del contenido de gas, de los límites interfaciales y los parámetros del medio, etc., no permiten describir de manera analítica los efectos [1] cavitacionales.

1.1.6.6 Detección de ultrasonidos Así como existen sistemas de emisión de frecuencias ultrasónicas, de igual manera existen sistemas de detección y medida. Estos sistemas son importantes puesto que, en ciertas ocasiones es necesario medir un campo ultrasónico para conocer sus características; otras veces, la energía recibida habrá que convertirla en otro tipo de energía; y habrá otros casos en los que el objetivo último [1] sea simplemente la detección cualitativa de los ultrasonidos. Existen distintos tipos de detectores ultrasónicos, como son: detectores mecánicos, detectores eléctricos, detectores calorimétricos, detectores ópticos y detectores electrónicos. Como instrumento fundamental dentro de este trabajo, para la captación de las frecuencias generadas por los delfines, es necesario describir el funcionamiento de los detectores electrónicos. Estos detectores son de los más exactos a la hora de medir las características de un ultrasonido en un fluido, su funcionamiento es el siguiente: se utiliza una especie de columna llamada interferómetro; en un lado, se sitúa la entrada del ultrasonido y, en el otro, un reflector, la clave es [5] crear una onda estacionaria. Dentro de este grupo existen otros dispositivos muy útiles como pueden ser los micrófonos. Estos dispositivos están basados en procesos piezoeléctricos, magnetoestricvos, etc. Los transductores piezoeléctricos son ampliamente utilizados aunque presentan ciertos inconvenientes, como son un estrecho margen de frecuencias a procesar y una gran sensibilidad al ruido [30] [7] electromagnético. Un ejemplo muy específico de detector electrónico es el hidrófono. ,

Hidrófono Es un transductor que convierte en señales eléctricas las oscilaciones sonoras de los líquidos. Los hidrófonos son utilizados con distintos fines, por ejemplo, para descubrir fugas en las cañerías y para estudios de biología, especialmente sobre los cetáceos. No obstante, los hidrófonos

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Capítulo I. Fundamentos teóricos

son una parte importante del sonar usado para detectar submarinos tanto por barcos de superficie, como por otros submarinos mediante la captación del ruido de sus motores o de las vibraciones [3] engendradas en el agua por las hélices.

Micrófono El micrófono es un transductor (convertidor de energía) de energía sonora a energía eléctrica, en otras palabras, el micrófono capta las diferencias de presión que son producidas por la excitación [31] de un medio elástico mediante el golpe de una membrana, cuerda, barra, emisión de voz, etc. Los más conocidos y usados hoy en día son los micrófonos de bobina móvil mejor conocidos como micrófonos dinámicos, que consisten en una membrana sensible a las diferencias de presión pegada a una bobina móvil alrededor de un imán, lo cual al producirse el movimiento en la membrana esta hace que la bobina entre y salga del imán produciendo variaciones de voltaje en las puntas de la [31] misma bobina. Otro tipo de micrófonos usados con frecuencia son los conocidos como micrófonos de condensador, la manera de convertir la energía es con base al principio de funcionamiento de los capacitares, éstos utilizan dos placas paralelas, una de esas placas es fija y la otra es variable dependiendo de las diferencias de presión que capte produciendo fluctuaciones en la carga eléctrica y las cuales deben ser amplificadas. Estos micrófonos para su funcionamiento necesitan de una fuente externa para polarizar las placas paralelas, esta fuente es conocida comúnmente como una fuente [31] fantasma (Phantom Power). Existen 3 diferentes aplicaciones de campo para micrófonos de condensador de precisión, la primera y mas común es la de campo libre, la segunda la de campo de presión y la ultima es la de [31] campo difuso.

1.1.6.7 Efectos del ultrasonido Efectos físicos Uno de los efectos físicos más importante es el de la cavitación. Este fenómeno se produce en los líquidos y la idea es que la onda, si tiene amplitudes grandes, provoca variaciones de presión. Todo líquido tiene un punto llamado tensión de vapor; cuando se sitúa por debajo de dicho valor de presión, el líquido pasa a estado gaseoso, lo que genera bolsas de vapor (cavidades). Las burbujas [5] viajan hacia una región de mayor presión y chocan entre sí. Efectos químicos Los efectos químicos que producen los ultrasonidos son, generalmente, derivados del fenómeno de cavitación. Desde el punto de vista químico, se puede hablar de un fenómeno electrolítico, puesto que en las cavidades aparecen cargas eléctricas iguales y opuestas en extremos contrarios. Además, la energía desprendida de las burbujas cuando chocan produce determinadas reacciones químicas.

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Capítulo I. Fundamentos teóricos

Esto es especialmente importante en la aplicación que se hace del ultrasonido en la Terapia Asistida con Delfines, pues al producirse el efecto de cavitación dentro del cerebro por la captación del ultrasonido que emite el delfín, se liberan sustancias químicas que hacen que las neuronas se [5] estimulen. Efectos biológicos Se ha comprobado que los ultrasonidos altamente energéticos afectan la vida de pequeños animales, como los peces. Los efectos son variaciones del ritmo cardíaco, fiebre, destrucción de la capacidad reproductora, etc. Parece que la causa fundamental de esto radica, en el fenómeno de [33] cavitación y la formación de burbujas en el interior de los cuerpos. Efectos médicos Este tipo de efectos han sido ampliamente estudiados puesto que varios métodos de análisis y [33] tratamiento dentro del campo de la medicina se realizan con ultrasonidos. Diagnóstico. Este efecto se basa en los fenómenos de reflexión que permiten localizar variaciones en los tejidos, así como medir el flujo sanguíneo. Se utilizan frecuencias entre 1 MHz y 15 MHz. A mayor frecuencia, se ha comprobado que la resolución es mejor, pero la absorción es mayor, por lo que la profundidad de penetración en el tejido es menor. La idea de funcionamiento es la siguiente: cuando una onda ultrasónica incide sobre una superficie de separación entre dos medios, [5] se produce una reflexión y una refracción. Terapia: Quizá la principal técnica de terapia con ultrasonidos es la llamada litotricia. Consiste en la aplicación de ondas ultrasónicas para la destrucción de cálculos que se forman en el riñón, la vejiga o la vesícula biliar. Otras técnicas son usadas para tratar la tendinitis muscular cuando existen [5] calcificaciones (para disolverlas).

1.1.6.8 Penetración del haz en el organismo La onda acústica es longitudinal y requiere de un medio elástico para su propagación. En el cuerpo provoca compresión y expansión de los tejidos, propiciando grandes cambios de presión. Este haz al penetrar va siendo atenuado por la absorción de energía de algunos tejidos como el músculo, tendón y cartílago (esta absorción dependerá de la frecuencia del haz, a menor frecuencia menos absorción, y por consiguiente mayor profundidad), además de perder intensidad; mientras que otros producen reflexión del haz, como sucede al llegar al hueso. Esto provoca que la energía reflejada entré de nuevo en la capa tisular y sea nuevamente atenuada por absorción en el límite de la [33] piel, pero el aire le ejerce reflexión de un 100% y se refleja de nuevo hacia el tejido óseo.

1.1.6.9 Aplicaciones Existen diversos factores que intervienen en los ultrasonidos y son importantes para el estudio de sus aplicaciones: frecuencia, potencia radiada, duración de las radiaciones, pérdidas en el medio, etc. También hay que considerar los efectos sobre el medio: desplazamiento de las partículas, presión [1] acústica, etc. Algunas de las principales aplicaciones de los ultrasonidos son:

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Capítulo I. Fundamentos teóricos

Guiado y sondeo Una de las principales aplicaciones de los ultrasonidos es la que tiene que ver con los sensores para guiado y sondeo. Aquí es donde entra en juego el tema de la acústica submarina, aplicado en el sondeo del fondo del mar, navegación de submarinos, detección de bancos de peces, etc. Este uso de los ultrasonidos a modo de radar es utilizado por animales, concretamente por los murciélagos, cuyo sentido del oído está muy desarrollado, llegando incluso a escuchar frecuencias cercanas a los 100 KHz. La idea es que estos animales emiten pulsos ultrasónicos que se reflejan en los objetos de alrededor. Los ecos son procesados y el murciélago puede llegar a tener una verdadera [1] visión tridimensional del ambiente. Otros animales, como el delfín, tienen un sonar. Este aparato se basa en el principio del radar para poder estudiar el espacio marino y detectar obstáculos en la trayectoria de submarinos, bancos pesqueros, icebergs, etc. La utilización de ultrasonidos es fundamental puesto que las ondas [1] electromagnéticas (características del radar convencional) no se propagan por el agua. Medicina y biología Una de las aplicaciones más conocidas, sin ninguna duda, es la ecografía; se inyectan ultrasonidos a través de la piel en el organismo del paciente (baja intensidad, en torno a unos pocos miliwatts) y estos se reflejan a medida que vayan pasando de un medio a otro y los ecos son procesados para mostrarlos finalmente en una pantalla; esto se logra por medio de un material que sirve a modo de acoplamiento de impedancias para evitar la reflexión excesiva del ultrasonido en la [5] propia superficie de la piel, que es una especie de gel. Como ya se ha mencionado, los ultrasonidos también poseen propiedades terapéuticas. Científicos de universidades británicas sugieren que la energía de estas ondas se puede utilizar para que aumente la cantidad de medicamento que puede entrar en las células. La base está en que los ultrasonidos crean poros en las membranas celulares que regulan de algún modo la entrada de fármacos en la célula. Otras investigaciones se centran en el control del flujo sanguíneo cerebral, lo [5] [1] cual sería de gran ayuda a los médicos para prevenir crisis en este órgano. ,

1.2 Acústica subacuática

La acústica subacuática estudia las ondas acústicas a través del agua, teniendo en cuenta las pérdidas por transmisión, la generación y recepción de las señales, así como los fenómenos de reflexión, refracción, divergencia, absorción, ruidos y reverberación que presentan estas ondas al [5] propagarse a través de este medio. Como medios de comunicación bajo el agua existen cuatro métodos generales: óptico, magnético, eléctrico y acústico.

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Capítulo I. Fundamentos teóricos

De estos métodos, el acústico es el más utilizado para transmisión de señales bajo el agua, debido a que el agua es muy opaca a la luz infrarroja y ultravioleta. La transmisión y detección magnética puede utilizarse para distancias relativamente cortas. Las ondas de radio o electromagnéticas se atenúan rápidamente al propagarse por el agua salada, por ser buena conductora. La transmisión de información bajo el agua por medio de ondas acústicas es un mejor método que los anteriores, porque el agua es un buen medio para transmisión de ondas acústicas, [5] mejor que el aire. Muchos factores influyen sobre la transmisión del sonido en este medio, algunos son: 



Tanto la superficie como el fondo, ya que la superficie del mar produce una reflexión casi perfecta de las ondas acústicas, debido al cambio de impedancia de un medio a otro. No obstante, las olas hacen que la superficie no sea plana. El mar no es un medio isótropo debido a las variaciones de presión y densidad del agua del [5] mar.

Otros problemas que se pueden encontrar al realizar una transmisión por el mar, pueden ser ruidos producidos por los organismos marinos, barcos, ruido de superficie, ruido de la lluvia, ruido [2] debido a corrientes y cambios de presión hidrostática. 1.2.1 Velocidad del sonido en agua de mar La velocidad es un parámetro muy importante y tratándose del agua del mar la propagación se realiza mediante ondas esféricas y en todas direcciones.

c

1 ud

donde: c : Velocidad, u :Coeficiente de presión, d :Masa específica. Pero el coeficiente de presión del medio varía con la profundidad, mientras que la masa específica depende de la temperatura y salinidad del agua. La velocidad con la que el sonido se propaga en el mar no es uniforme, los rayos sonoros (las trayectorias que siguen los frentes de ondas), dependen de este hecho. Teniendo esto en cuenta se puede dar un valor de la velocidad gracias a la ecuación empírica:

c  1.449  4.6T  0.055T 2  0.0003T 3  (1.39  0.012T )(S  35)  0.017d donde: c : Velocidad del sonido en m/s, T : Temperatura del agua en grados centígrados, S : Salinidad expresada en tanto por mil, d : Profundidad con relación a la superficie del mar en metros. Se considera generalmente una velocidad estándar para estudiar los fenómenos de propagación de 1,484 m/s. Como consecuencia de la variación de la velocidad en el plano vertical,

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Capítulo I. Fundamentos teóricos

podemos decir que el mar se haya estratificado en zonas, en cada una de las cuales los rayos [5] sonoros tendrán distinto comportamiento. 1.2.2 Propagación La superficie radiante de un emisor submarino al vibrar, induce a las partículas del medio a desplazarse de sus posiciones de reposo. Dentro del límite de elasticidad del medio, las vibraciones del emisor, pueden transmitirse a grandes distancias, ya que las partículas adyacentes provocan perturbaciones sucesivas de modo que la señal emitida se transmite en forma de ondas que se alejan [2] de la fuente. 1.2.3 Modelos de propagación El punto de partida de todos los modelos de propagación es la ecuación de onda para una fuente puntual. Hay dos aproximaciones a la solución de la ecuación de onda: modos normales y [26] rayos. Modos normales: Calculan la integral de la ecuación de onda o la expanden en función de un conjunto finito de "modos normales". Cada uno de estos modos supone que la solución de la ecuación es el producto de una función dependiente de la profundidad y de una función dependiente del [26] alcance. El modelo físico que impone es la suposición de que tanto la superficie como el fondo sean perfectamente planos y que el medio de propagación sea homogéneo, lo cual no es exacto en el mar. Rayos: Se basa en la suposición de que la energía sonora es transmitida a lo largo de trayectorias (rayos) que son líneas rectas en todas las partes del medio en que la velocidad del sonido es constante, y líneas curvas, de acuerdo con las leyes de refracción donde la velocidad del sonido es [26] variable. Para entender lo que es un rayo sonoro, hay que suponer una fuente sonora omnidireccional que vibra produciendo ondas esféricas. La superficie de la esfera cuyos puntos vibran con la misma fase es el denominado frente de onda. Si nos fijamos en la dirección en que la energía fluye, hay que pensar en un conjunto infinito de radios que surgen del centro de la fuente. Estos radios son los [5] llamados rayos sonoros y son en todo momento perpendiculares a los frentes de onda generados. El modelo de rayos presenta una solución menos compleja y de fácil interpretación visual, pero tiene las siguientes restricciones de aplicación: 1. Cuando los radios de curvatura de los rayos son mayores que la longitud de onda. 2. Cuando la velocidad del sonido varía apreciablemente a lo largo de distancias inferiores a la longitud de onda. Por estos motivos el empleo de los modos normales se reduce a aquellas frecuencias en que [26] los rayos no pueden dar soluciones efectivas, a frecuencias inferiores a 300 Hz.

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Capítulo I. Fundamentos teóricos

1.2.4 Refracción y reflexión El fenómeno mas importante que interfiere con la divergencia esférica y la propagación de las vibraciones en el agua del mar, es el de la refracción debido a las variaciones de velocidad. Los principales factores que influyen en la velocidad de las vibraciones en el agua del mar son la temperatura, salinidad y su profundidad. De estos tres factores el origina mayores cambios de [5] velocidad son las variaciones de temperatura. La trayectoria de una onda acústica a través de un medio en el que la velocidad varía con la profundidad se puede calcular mediante la aplicación de la ley de Snell:

Figura 19. Trayectoria de una onda acústica al cambiar de medio

Donde: c1: Velocidad en la capa superior. c2: Velocidad en la capa inferior. 1: Angulo de entrada del rayo en la capa inferior. 2: Angulo de salida del rayo en la capa inferior. 1.2.5 Reflexión superficial Cuando una fuente de sonido no direccional está en el océano, en un punto dado pueden llegar ondas reflejadas tanto de la superficie como del fondo y combinarse con la onda directa. Dependiendo de las fases relativas, estas ondas pueden reforzarse o cancelarse parcialmente para [4] producir una presión menor.

Figura 20. Reflexión de una onda en superficie marítima

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Capítulo I. Fundamentos teóricos

1.3 Sonar La palabra sonar es el acrónimo inglés de sound navigation and ranging, es el método y/o el equipo necesario para determinar por medio del sonido la presencia, localización o naturaleza de [4] objetos en el mar. Hoy en día, por extensión, se aplica la palabra sonar a la parte de la acústica aplicada que abarca todas las actividades en las que el agua es el medio de propagación del sonido. Tanto en el aire como en el vacío se utiliza la radiación electromagnética, pero este tipo de radiación no es eficaz en el agua porque el medio acuático es un excelente conductor eléctrico, por lo cual se produce una rápida transformación de la energía del campo eléctrico provocando una [26] atenuación mucho mayor que la radiación acústica de naturaleza mecánica. Las ondas electromagnéticas son transversales mientras que las acústicas son longitudinales, por tanto las primeras pueden polarizarse mientras que las segundas no; la velocidad de propagación en las primeras varía inapreciablemente con las características cambiantes del medio, mientras que el sonido aumenta su velocidad a medida que decrece la compresibilidad del medio, lo que tiene una enorme incidencia en el aspecto de la propagación. En el mar la compresibilidad es función de [26] variables como la salinidad, la temperatura y la presión. 1.3.1 Tipos de Sonar Básicamente hay dos tipos de Sonar: pasivo y activo. Sonar Activo: para detectar objetos bajo el agua, emplea el eco devuelto por dicho objeto al incidir sobre él las ondas acústicas emitidas por un transmisor. El objeto sobre el que inciden las ondas devolverá parte de ellas. El camino recorrido por las ondas es el doble del camino entre emisor y objeto.

Figura 21. Sonar activo

Sonar Pasivo: escucha directamente los sonidos de los objetos que permanecen sumergidos. En este caso la onda recorre únicamente la distancia entre el objeto y el receptor.

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Capítulo I. Fundamentos teóricos

Figura 22. Sonar pasivo

En general el sonar activo y el pasivo se complementan para efectuar la detección y el análisis de objetos sumergidos y tanto los submarinos como los buques de superficie con capacidad [26] [4] antisubmarina emplean ambos tipos de forma conjunta. , 1.3.2 Aplicaciones del sonar Los usos del sonar son de carácter militar y naval principalmente. Las unidades de las Marinas Militares con capacidad antisubmarina disponen de equipos tanto activos como pasivos para realizar la detección, clasificación, seguimiento y ataque de submarinos. Estos a su vez disponen de equipos para la detección de buques de superficie y de contramedidas para evitar o retardar su detección por [26] dichas unidades. El incesante avance de la electrónica y de la informática aplicada a la acústica submarina ha hecho extender las capacidades de los equipos al análisis del ruido radiado por los barcos, obteniendo así la denominada "firma acústica" que permite identificar cada unidad de forma unívoca También podemos encontrar usos civiles. Es bastante común el uso de sondadores en barcos de todo tipo, medidores de espesor de capas de hielo y otros dispositivos de ayuda a la navegación que usan el sonido o ultrasonido. Otra aportación significativa son los detectores de pesca que permiten la localización de bancos de peces. Sensores de ultrasonidos se aplican para sistemas de alarma y para realizar mediciones precisas y máquinas de ecografía se emplean a diario para ayuda al diagnóstico [1] [2] en medicina. ,

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Capítulo II Bioacústica

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Capítulo II. Bioacústica

2.1 Bioacústica

La bioacústica es una ciencia que se ocupa del estudio de los sonidos relacionados con los seres vivos, la naturaleza y el universo. La acústica también se ocupa del estudio de estos sonidos pero la bioacústica es mucho más específica; concentrándose especialmente en el reino animal. Otra rama que se deriva de la acústica es la llamada psicoacústica, la cual se encarga de estudiar los efectos que causan las vibraciones acústicas en los seres humanos.

2.2 Psicoacústica

Estudia la relación existente entre el estímulo de carácter físico y la respuesta de carácter psicológico que él mismo provoca. Se basa principalmente en el estudio de la percepción subjetiva de las cualidades del sonido: intensidad, tono y timbre. Estas cualidades están, a su vez, determinadas por los propios parámetros del sonido, principalmente, frecuencia y amplitud. Se encarga de la relación entre las propiedades físicas del sonido y la interpretación que hace de ellas el cerebro, siendo éste parte fundamental del sistema nervioso central.

2.3 Sistema nervioso central

El sistema nervioso central es el centro de procesamiento de información que está directamente relacionado con la experiencia consciente: su función es captar información del ambiente externo y del propio organismo, procesarla y emitir respuestas. Está constituido por el encéfalo, que es la masa nerviosa contenida dentro del cráneo que está envuelta por las meninges (que son tres membranas: duramadre, piamadre y aracnoides), y por miles de terminaciones nerviosas distribuidas por todo el organismo. El encéfalo consta de cuatro partes: el cerebro, el cerebelo, el diencéfalo y el [12] bulbo raquídeo, siendo el primero quien comanda la mayoría de las acciones a realizar.

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Capítulo II. Bioacústica

Figura 23. Sistema Nervioso Central

2.3.1 Cerebro Es el centro de control del movimiento, del sueño, del hambre, de la sed y de casi todas las actividades vitales necesarias para la supervivencia. Todas las emociones humanas, como el amor, el odio, el miedo, la ira, la alegría y la tristeza, están controladas por el cerebro. También se encarga de [10] recibir e interpretar las innumerables señales que le llegan desde el organismo y el exterior. En la superficie tiene unas líneas llamadas circunvoluciones, y unos surcos llamados cisuras, por fuera está formado por la llamada “sustancia gris” que son las neuronas, y por dentro se encuentra la “sustancia blanca” que son millones de fibras nerviosas que forman el cuerpo calloso en el centro del cerebro. Cuenta con billones de neuronas interconectadas por medio de sinapsis, que son múltiples conexiones, es decir, una especie de rayo veloz que unifica o une a 50 mil neuronas o más [12] en todas las direcciones posibles. (Más adelante se menciona este proceso en su totalidad). El cerebro humano contiene aproximadamente 30 billones de células y pesa alrededor de 1,300 gramos, su gran superficie y su complejo desarrollo justifican su nivel superior de inteligencia si se compara con el de otros animales. Debido a esto, se piensa que los delfines poseen una inteligencia mayor a los humanos pues su cerebro pesa alrededor de 1,700 gramos.

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Capítulo II. Bioacústica

Figura 24. Comparación entre el cerebro humano y el cerebro del delfín

El cerebro está dividido en dos partes muy semejantes: hemisferio derecho y hemisferio izquierdo, los cuales están unidos por el cuerpo calloso. Cada hemisferio esta dividido en cuatro partes o lóbulos: 1.- Lóbulo Frontal 2.- Lóbulo Parietal 3.- Lóbulo Temporal 4.- Lóbulo Occipital

Figura 25. Lóbulos cerebrales

Todos ellos en conjunto controlan los movimientos, pensamientos, sensaciones y acciones del cuerpo, si alguno de ellos sufre una lesión ocasiona diversos padecimientos y enfermedades que son difíciles de tratar ya que en la mayoría de los casos no se llega a una cura sino solo al control del [12] padecimiento.

2.3.2 Sinapsis La sinapsis es una descarga eléctrica con cualidades químicas, es decir, una descarga electroquímica. Dicho de otro modo, dentro de nuestro cerebro ocurren cientos de millones de

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chispazos eléctricos que producen luz y sonido, aunque nuestros oídos no sean capaces de [14] escucharlos. Así, el pensamiento, la inteligencia, la memoria y los estados de ánimo o de conciencia son cientos de miles de millones de sinapsis, cientos de miles de millones de rayos y relámpagos que se producen en nuestra corteza cerebral o dentro de la masa encefálica o del cerebro. Esto significa que el fundamento científico de toda base del pensamiento o conciencia es un proceso electroencefálico; es justamente a nivel de la corteza cerebral donde ocurren esos tipos de sinapsis que son el producto de la evolución de los mamíferos y del hombre, sinapsis capaces de provocar el fenómeno de la [14] conciencia. A través de la sinapsis las neuronas se comunican pero nunca llegan a tocarse entre sí, en realidad las que se comunican son unas sustancias químicas llamadas neurotransmisores. La interrelación de las neuronas jamás termina, las sinapsis nunca descansan, ya que aunque se esté durmiendo el cerebro continúa trabajando, se siguen produciendo descargas y el cerebro sigue [15] funcionando.

Figura 26. Sinapsis

El cerebro se mueve gracias a la electricidad, nada que seamos capaces de imaginar, recordar o inventar escapa a las sinapsis, todas las imágenes que tenemos grabadas y todos los [15] sonidos en nuestro cerebro están grabados en las neuronas. Las neuronas son células que no se reproducen a partir de sí mismas; en términos generales, su función es transmitir información en forma de impulsos nerviosos y estos viajan en una sola dirección: se inicia en las dendritas, se concentra en el soma y pasa a lo largo del axón hacia otra neurona, músculo o glándula. El impulso nervioso es de naturaleza electroquímica, esto quiere decir que es una corriente eléctrica producida por gradientes de concentraciones de átomos y moléculas [15] con cargas eléctricas.

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Capítulo II. Bioacústica

Figura 27. Neurona

Existen ritmos básicos de actividad cerebral, los cuales se dividen en cuatro niveles, estos niveles también se conocen como estados cerebrales u ondas cerebrales: Estado beta  El nivel beta se caracteriza por frecuencias cerebrales que van de los 15 a los 30 Hz. Cuando el cerebro registra en este tipo de ondas, existe una intensa actividad mental originada en la corteza frontal; esto significa que estamos en vigilia, despiertos, pensando, creando, imaginando, haciendo operaciones matemáticas, realizando análisis y síntesis de situaciones o haciendo uso de las [14] capacidades básicas, como el lenguaje y la visión. Estado alfa  El nivel alfa está relacionado con una actividad eléctrica de ondas con menor intensidad, que se ubica entre los 8 y los 15 Hz. Cuando se dice que ponemos la mente en blanco y nos relajamos, hacemos respiraciones que posibilitan el relajamiento, la quietud, la paz y cerramos los ojos, automáticamente disminuye la intensidad de las frecuencias cerebrales; simplemente por el hecho de [14] cerrar los ojos inducimos el estado alfa. Estado theta  El estado theta se ubica entre los 7 y los 4 Hz. Aquí la intensidad eléctrica cerebral disminuye aún más y se producen los llamados niveles de sueños; aquí es donde ocurre el proceso onírico. En estas frecuencias cerebrales, justamente, se construyen realidades vivénciales a las que llamamos el mundo onírico; es decir, en estas frecuencias cerebrales se producen los sueños; en estas [14] frecuencias cerebrales todos los seres humanos tenemos la capacidad de soñar.

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Estado delta  En la fase delta no ocurren procesos ligados a las habilidades del pensamiento voluntario, es donde se produce la llamada fase REM, ligada a ritmos oníricos. El mundo eléctrico cerebral delta se caracteriza por estados de sueño profundo, un ser humano normal permanece en estado delta solamente de una hora y media a dos horas y media. Las frecuencias que se producen durante esta etapa son muy bajas, van de los 4 a los 0.5 Hz. Las ondas delta significan que se ha tocado el fondo en cuanto a la actividad eléctrico-cerebral se refiere. La sinapsis que se producen en este nivel son [14] básicamente psicomotoras.

Figura 28. Ondas cerebrales

En estos estados se encuentran asociados algunos neurotransmisores como la serotonina, la melatonina, la acetilcolina, las endorfinas, la noradrenalina, la dopamina y la hormona sicodélica endógena. Estas sustancias son liberadas durante las sinapsis y contribuyen a relajar o estimular al [14] sistema nervioso central. Existen conexiones neuronales que incrementan su nivel de actividad cuando ocurre la muerte de un grupo de neuronas que ejecutaban una determinada función originalmente, a esta cualidad se le llama plasticidad. 2.3.3 Plasticidad neuronal o neuroplasticidad Es la capacidad del cerebro para adaptarse y compensar los efectos de las alteraciones estructurales o fisiológicas. Los mecanismos por los que se llevan a cabo los fenómenos de [12] plasticidad son histológicos, bioquímicos y fisiológicos. Esta cualidad de las neuronas es aprovechada en la implementación de la Terapia Asistida con Delfines pues la relación delfín-paciente estimula las zonas cerebrales que se encuentran pasivas [12] a causa de padecimientos neurofisiológicos.

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2.4 Delfines

2.4.1 Orígenes Hace aproximadamente 60 millones de años una especie de mamíferos retornó a las aguas en busca de alimento, como modo de supervivencia tuvieron que modificar cada parte de sus cuerpos, tenían que poder nadar -más que caminar- y salir a la superficie para respirar, asimismo tuvieron que desarrollar nuevos métodos para detectar y atrapar a sus presas. Gradualmente su torso se convirtió en una forma alargada para poder tener movimientos más suaves en el agua; su piel se convirtió en algo más sedoso, desapareciendo su pelaje, y también cambiaron la posición de sus fosas nasales [29] por un orificio en el lomo. Finalmente, sus miembros pasaron a ser aletas. Las ballenas, delfines y marsopas se conocen en forma conjunta como “cetáceos”, del latín cetus (animal grande marino) y del griego ketos (monstruo marino). Existen 85 especies actualmente reconocidas, que muestran un amplio ámbito de formas y tamaños, desde 1 metro de largo (Tucuxi y Delfín de Héctor) hasta 30 metros (Ballena azul). Viven en todos los océanos y principales ríos del [29] mundo, tanto en aguas cálidas como en las polares.

2.4.2 Clasificación El orden CETACEA es uno de los varios grupos de vertebrados (ictiosaurios, monosarios, sirenios, pinnipedios, cetartiodactylos) que han hecho la transición de la tierra al mar, son mamíferos marinos compuestos por ballenas, dentadas y barbadas que respiran a través de un espiráculo y sus [10] colas caudales son comprimidas dorso-ventralmente. Hoy día se reconocen tres subórdenes de Cetacea: 

Archaeoceti (Extinto)



Mysticeti: Incluye los rorcuales y ballenas francas, y se caracterizan por la presencia de barbas (estructuras que les permiten filtrar el alimento), y dos orificios nasales o respiraderos ubicados en la región dorsal de la cabeza. Cuatro familias pertenecen a este grupo: Balaenopteridae (rorcuales), Balaenidae (Ballenas francas), Neobalaenidae (Ballena franca [10] pigmea) y Eschrichtiidae (Ballena gris).



Odontoceti: Incluye a todos los cetáceos dentados (delfines, zifios, narvales, belugas, kogias, cachalotes y marsopas). Además de los dientes, Odontoceti se distingue de Mysticeti, por la presencia de un melón, que participa en la ecolocalización, y por tener un solo orificio nasal ubicado en posición dorsal de la cabeza. Nueve familias pertenecen a este suborden: Delphinidae, Physeteridae, Kogiidae, Ziphiidae, Monodontidae, Iniidae, Pontoporidae, [10] Platanistidae y Phocoenidae.

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2.4.3 Anatomía Poseen un cuerpo fusiforme, responden a frecuencias de entre 0.15 a 150 KHz. Tienen buena visión tanto dentro como fuera del agua. El sentido del tacto esta bien desarrollado ya que la piel presenta gran sensibilidad, el sentido del gusto esta poco desarrollado y no presenta receptores del olfato. Tiene 3 compartimientos gástricos: preestómago, estómago glandular o verdadero y estómago pilórico. Los intestinos son muy gruesos, carece de ciego, el hígado es bilobulado y no tiene vesícula [11] biliar.

Figura 29. Anatomía del delfín

Su sentido del oído esta adaptado para captar información del ambiente; delfines y ballenas han adaptado de forma distinta la utilización de las vibraciones acústicas dentro del medio acuático, [8] esto se debe a que sus características fisiológicas son ligeramente diferentes. A continuación se detallan las estructuras de emisión y recepción de ondas acústicas dentro de la cabeza de un delfín:      

Espiráculo: Culminación del pasaje nasal, orificio nasal ubicado en la parte dorsal de los cetáceos para hacer intercambio gaseoso Sacos aéreos: Sacos que se llenan de aire antes de producir ondas acústicas. Labios fonéticos: Sitio específico de producción de ondas acústicas, son dos proyecciones bulbosas inmediatamente atrás del melón. Melón: Tejido graso en donde se direccionan las ondas acústicas hacia delante. Oído: Aislados del cráneo, recibe vibraciones de la mandíbula y las transporta al cráneo. Mandíbula: Es hueca, con región adiposa, recibe las vibraciones del medio externo y lo transporta al oído.

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Capítulo II. Bioacústica

Figura 30. Sistema de emisión y recepción de vibraciones

Los cetáceos usan las ondas acústicas para obtener información del ambiente, ya sea para detectar depredadores o presas, para orientarse en la navegación o explorar el ambiente físico. A esta [8] cualidad se le llama ecolocalización. 2.4.4 Ecolocalización El término de ecolocalización se refiere a una capacidad de los cetáceos que les permite localizar y discriminar objetos por medio de las ondas acústicas de alta frecuencia. Los delfines [9] ecolocalizan produciendo sonidos chasqueantes para así recibir e interpretar el eco resultante. Las ondas acústicas viajan a través del agua a una velocidad aproximadamente de 1.5 km/s, lo cual es 4.5 veces más rápido que a través del aire; estas ondas acústicas rebotan en los objetos en [9] el agua y regresan al delfín en forma de eco. El cerebro recibe las ondas acústicas en forma de impulsos nerviosos que retransmiten los mensajes de las vibraciones y permiten al delfín interpretar el significado de estas. Debido a este complejo sistema de ecolocalización pueden determinar el tamaño, forma, velocidad, distancia, [9] dirección, e incluso un poco de la estructura interna de los objetos en el agua. Este sistema se esquematiza de la siguiente forma: 1. Los clicks, silbidos y chillidos de los delfines son producidos y modulados al hacer pasar aire a través del conducto respiratorio y de los sacos aéreos asociados al mismo, mientras el espiráculo permanece cerrado. 2. El melón proyecta y dirige las ondas producidas hacia el frente. 3. Las señales acústicas rebotan en el objeto (eco). 4. Estas ondas son recogidas principalmente por la mandíbula inferior transmitiendo las señales sonoras a los oídos internos. La sensibilidad (95 KHz) es 6 veces mayor que la del pasaje auditivo, por lo cual es el mejor conductor y guía de señales ecolocalizantes.

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Capítulo II. Bioacústica

5. La información recibida es enviada en forma de señales eléctricas a la corteza cerebral donde [28] el animal elabora un dibujo mental del objeto o de los alrededores.

Figura 31. Ecolocalización del delfín

La ecolocalización se compone de 3 procesos distintos:   

Producción de sonido Recepción de sonido Procesamiento de la señal

De momento, se han identificado tres tipos diferentes de sonidos: en primer lugar, unos pulsos cortos e intensos, conocidos como "clicks" y producidos en un tejido especial de la región nasal, que son los utilizados por el delfín para la ecolocalización (entre 40 y 150 Hz) y la navegación con bajas intensidades de luz; el segundo tipo es una especie de ladrido o silbido que utilizan para comunicarse entre ellos; y el tercero es el típico sonido lastimero que se puede escuchar en los documentales (estos dos últimos sonidos suelen estar entre los 0.25 y 50 Hz y algunos pueden ser percibidos por [9] nuestro oído). Los clicks son pulsos de banda ancha. Al estar centrados en altas frecuencias, las distancias que pueden “viajar” son muy cortas. La intensidad e intervalos entre clicks varían según el blanco al que va dirigida la ecolocalización y el sonido ambiental. Los clicks de baja frecuencia tienen un alto poder de penetración y pueden recorrer largas distancias; éstos al ser reflejados el animal puede obtener información de la topografía circundante. Por el contrario, para localizar presas cercanas emiten clicks de alta frecuencia. El delfín mular o delfín de nariz de botella (Tursiops truncatus), el cetáceo mejor estudiado, se sabe que emite clicks a frecuencias comprendidas entre los 15 Hz y 150 [9] KHz. Existen otro tipo de vocalizaciones llamadas silbidos y a diferencia de los clicks, estos sonidos son tonales; no se transmiten en forma de pulsos, sino en forma continua. Los silbidos son utilizados por distintas especies de delfines para comunicarse, ya que se ha demostrado que sí hay un cambio de comportamiento asociado a ciertas vocalizaciones. Al parecer, los silbidos son abundantes cuando los delfines socializan y pueden tener distintas funciones, entre ellas:

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Capítulo II. Bioacústica

    

Mantener unido al grupo Cazar de forma colectiva Transmitir señales de alerta Cuidado madre-cría [9] Socialización en general

2.4.5 Delfín nariz de botella (Tursiops Truncatus) El delfín nariz de botella también llamado delfín mular o delfín del mediterráneo es la especie que mejor se adapta al cautiverio y que presenta un temperamento ideal para el entrenamiento. Esta especie alcanza una longitud de 1.5 a 4 metros, su peso varía entre los 130 y 300 Kg además puede alcanzar velocidades de hasta 40 Km/h. Su alimentación se basa en una gran variedad de especies de pescados tales como el capelin, robalo, arenque, macarela, smelt, sardina, calamares, [13] camarones, entre otros. Además, es capaz de permanecer bajo el agua de 15 minutos hasta 1.5 horas y sumergirse a [13] una profundidad de hasta 300 m.

Figura 32. Delfín nariz de botella

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Capítulo III

Terapia Asistida Con Delfines

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Capítulo III. Terapia Asistida con Delfines

Desde el comienzo de la humanidad se han implementando técnicas con fines benéficos, los cuales en los últimos tiempos han sido usados por la medicina como apoyo al tratamiento de enfermedades, denominándolos como terapia. Dichas técnicas propician diversos beneficios enfocándose en el aspecto físico o emocional, es decir, padecimientos neurológicos o psicológicos respectivamente. Estos tratamientos tienen una amplia gama de alternativas y una de ellas es la terapia asistida con animales.

3.1 Terapia asistida con animales

La terapia asistida con animales es una metodología que involucra a los animales para la prevención y tratamiento de patologías humanas tanto físicas como psíquicas, en el que los animales juegan un papel fundamental en el tratamiento de múltiples trastornos. Una terapia asistida con animales consiste en incluir a un animal especialmente entrenado en el desarrollo de procesos terapéuticos, el cual apoyará el vínculo entre un profesional y su paciente. [23]

Las bases científicas que establecieron los beneficios de esta actividad tuvieron su origen en los años sesentas del siglo XX. El Dr. Boris Levinson, fue el primero en determinar que problemas como fobias y timidez excesiva en niños disminuían significativamente al entrar en contacto con un [23] perro. Esta alternativa terapéutica ha arrojado resultados positivos, derivados de la interacción de los pacientes con una gran variedad de animales. Los beneficios que se reportan son: la disminución en la presión arterial, la mejora en el tono y control muscular, la coordinación motriz y en el sistema inmunológico. En el aspecto psicológico, disminuye la ansiedad, el estrés y los estados depresivos, [23] mejora el estado de ánimo, facilita la interacción social y estimula actividades lúdicas. Los animales usualmente utilizados en terapias son: perros, gatos, caballos, delfines, etc. La implementación de estas terapias hoy en día es cada vez más común; la más popular hasta ahora es la Terapia Asistida con Delfines.

3.2 Terapia Asistida con Delfines

La Terapia Asistida con Delfines es un tratamiento alternativo, el cual sirve como apoyo a las terapias tradicionales, al facilitar la receptividad de los pacientes hacia los estímulos propios del [21] tratamiento de base. Las vibraciones de alta frecuencia emitidas por el delfín, producen una mejor conducción de sustancias en el sistema nervioso central del paciente. Dicho efecto se refleja en una comunicación más eficiente de las neuronas, dejando al cerebro en un estado de gran receptividad hacia nueva información, lográndose además, relajación, mitigación del dolor y mejoría en la función cerebral. Las investigaciones realizadas hasta ahora indican que se produce un importante aumento en la cantidad [17] y calidad del sueño.

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Capítulo III. Terapia Asistida con Delfines

A lo largo de los años, varias anécdotas y experiencias sobre delfines han llevado a los científicos a investigar sobre el comportamiento de estos cetáceos. De esta forma se comenzó a observar que los animales generaban un bienestar en las personas que tenían contacto con ellos.

3.3 Antecedentes de la Terapia Asistida con Delfines

En Inglaterra, en 1792, el médico William Tuke empleó por primera vez, en hospitales psiquiátricos, la terapia con animales, con el fin de que los pacientes lograran tener autocontrol. En 1867 se utilizó en Alemania con personas afectadas de epilepsia y, en 1960, el norteamericano Barcis Lewinjan, especialista en psiquiatría, lo llevó a la práctica en su país. Desde entonces se han [27] realizado investigaciones con diferentes especies de animales marinos y terrestres. En la década de los cincuenta del siglo XX, el militar norteamericano John Lilly observó que se normalizaba la presión arterial de los pacientes y descubrió que los delfines pueden ejercer una influencia poderosa y positiva sobre la mente humana. Lilly trabajaba en ese entonces en la neuroanatomía de estos cetáceos en colaboración con la Marina norteamericana cuando, gracias a unos experimentos que incluían la observación del comportamiento de su propia mente en unas cámaras de aislamiento especialmente diseñadas, pudo llegar a la conclusión de que los delfines se encuentran en estado meditativo las 24 horas del día. Por lo que Lilly concluyó que las ondas sonoras que provocan estos cetáceos penetran al sistema nervioso central, desencadenando reacciones [27], [32] bioquímicas positivas. El contacto de pacientes con delfines, comienza de manera empírica en Inglaterra durante los años setentas del siglo XX con programas recreativos para individuos con depresión severa, notándose una mayor relajación y cambios en la cantidad y calidad de sueño. Los precursores de lo que se conoce como delfinoterapia fueron los doctores Horace Dobbs en Escocia y David Nathanson en Florida, al estudiar el efecto de los delfines en personas con [27], [32] padecimientos emocionales, autismo y síndrome de Down. Algunas investigaciones que se han realizado sobre la Terapia Asistida con Delfines en diferentes partes del mundo tanto por los pioneros como por otros investigadores, se mencionan a continuación. El Dr. David Nathanson trabaja en el Dolphin Research Centre, en Florida con niños con síndrome de Down y autistas. Su investigación sobre la delfinoterapia dice que como resultado del deseo de interactuar con los delfines los niños aumentan su atención. Con la aplicación de esta terapia los niños aprenden con mayor facilidad y prestan más atención que con otras terapias tradicionales. Se emplea al delfín como recompensa ante respuestas físicas, afectivas o cognitivas correctas del niño lo que viene dando como resultado un procedimiento de modificación de conducta. [22]

Él opina que el principal impedimento para que aprendan los niños con discapacidades mentales no es la incapacidad para el aprendizaje en sí, sino en las dificultades para poner atención o [22] lo que ha sido llamado Déficit de Atención.

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Capítulo III. Terapia Asistida con Delfines

El Dr. Dobbs descubrió que las personas con depresión crónica o anorexia nerviosa podían salir de su trastorno con la compañía alegre y amistosa de los delfines. En los últimos años los científicos han seguido estudiando lo que es la Terapia Asistida con Delfines, dando como resultado hasta ahora dos hipótesis que plantean los procesos ocurridos durante la interacción del ser humano con los delfines, la primera de ellas realizada por el Dr. David [17] [20] Cole y la segunda por el Dr. S. Birch.

3.3.1 Modelos explicativos de la Terapia Asistida con Delfines Modelo cavitacional Esta hipótesis fue propuesta por el Dr. David Cole en el año de 1996, él menciona la existencia de formación de microburbujas al impacto de las vibraciones ultrasónicas (que produce el delfín de manera natural como parte de su sistema de ecolocalización), en la pared celular de las neuronas teniendo un efecto sonoquímico, el cual inducirá sonofóresis, es decir, habrá una mejoría en el transporte de permeantes a través de la membrana celular, alterará el potencial de membrana de las terminaciones postsinápticas, influyendo en los iones de calcio, sodio y potasio, mostrándose cambios químicos y eléctricos en los registros del electroencefalograma de fondo, que darán como [17] resultado estados de profunda relajación aparentemente ligados al sistema hormonal. La investigación de Cole basa sus resultados en registros neurofisiológicos, los cuales dan a conocer que existen modificaciones en la actividad cerebral después de la interacción con los delfines, específicamente se advierte una disminución en porcentaje de la actividad de las ondas cerebrales dominantes (beta), para ser reemplazadas por ondas de lenta actividad (alfa), ocurriendo una [17] sincronización intra-hemisférica. Modelo de resonancia Esta hipótesis es planteada por S. Birch en 1997; se basa en la producción de vibraciones o resonancias causadas por el sonar del delfín sobre el sistema nervioso central. Incluye un modelo matemático para evaluar la energía de choque de las ondas acústicas, involucrando como variables: [16] [20] la frecuencia a la que es emitida la vibración y la distancia del delfín y el paciente. en Establece que si tales vibraciones ocurren estando en contacto con los delfines a más de un metro de distancia, el resultado es un incremento en la liberación de hormonas como la ProOpiomelanocortina (POMC), la cual al ser descargada por esta estimulación mecánica y electromagnética, inducirá a la síntesis de hormonas como la ACTH y endorfina. En cambio si la interacción se da a una distancia menor a un metro, el proceso ocurre de manera diferente, debido a que el impacto del sonar sobre las células nerviosas es mayor en términos de energía que el recibido a una distancia mayor a un metro; sin embargo, por efectos de refracción a tan corta distancia existe [16] [20] una pérdida del 50% de las vibraciones durante éste impacto. en La ACTH y la endorfina son hormonas que están ligadas directamente a la mitigación de dolor, lo que da como resultado un aumento en la atención y concentración del individuo y por ende en el [19] aprendizaje. Además la endorfina provee un estado de analgesia, por lo que se esperaría una

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Capítulo III. Terapia Asistida con Delfines

respuesta efectiva en el aprendizaje y en estados emocionales con tendencia a la depresión derivado [16] del estado de bienestar provocado por dichos cambios químicos. Como ya se menciono en el punto 3.3, la Terapia Asistida con Delfines ha involucrado en su estudio e implementación a diversos países, siendo México uno de ellos, apoyando el desarrollo continuo de esta técnica.

3.4 Terapia Asistida con Delfines en México

En México, el primer programa de Terapia Asistida con Delfines (TAD) es implementado por Convimar, S.A. de C.V. en 1991 y estuvo dirigido a pacientes con trastornos neurológicos y [20] psicológicos. Durante aproximadamente catorce años de trabajo, Convimar, S.A. de C.V. ha dado atención a 3,500 pacientes de edades de 2 hasta 75 años, tratando diversos diagnósticos entre los que se encuentran con mayor frecuencia: trastornos autistas, parálisis cerebral infantil, retraso psicomotor, síndrome de Down, alteraciones del desarrollo, síndromes convulsivos, trastornos vasculares, lesión cerebral, entre otros, y es a la fecha el único programa de su tipo en México. Este programa se lleva a cabo en sus dos parques marinos ubicados en la Ciudad de México: Acuario Aragón y Parque Marino [20] Atlántis. El trabajo constante y los resultados favorables obtenidos, han logrado que esta actividad represente hoy en día una importante alternativa terapéutica en nuestro país teniendo un fuerte [20] impacto en este sector de la población. Con la intención de coadyuvar en el tratamiento de pacientes con capacidades diferentes para el mejoramiento en su calidad de vida, en Convimar S.A. de C.V. se han desarrollado diversas líneas de investigación científica que permitirán abundar en el conocimiento de la Terapia Asistida con Delfines. Por esta razón, han conformado desde hace aproximadamente cuatro años un equipo multidisciplinario previamente capacitado para esta labor y se han realizado simultáneamente diversos [20] convenios de apoyo con instituciones en las áreas de la educación y la salud. [a], [b], [c]

Diversos estudios (citados en [20] ) han demostrado que la Terapia Asistida con Delfines es útil en el tratamiento de niños con diversos padecimientos crónicos. Produce mejoría tanto en aspectos cognoscitivos como emocionales, lo cual repercute en mejorar la atención en ambientes de enseñanza. También disminuye los niveles de ansiedad al producir modificación en algunos parámetros fisiológicos como la frecuencia cardiaca, el ritmo cerebral alfa y el tono muscular. Se ha postulado también mediante escalas de evaluación subjetiva que la Terapia Asistida con Delfines [18] [20] mejora la calidad de sueño en los pacientes. , Por otro lado, se sabe que el sueño es un proceso activo que tiene funciones de restauración del organismo, especialmente del sistema nervioso central. Un ciclo de sueño atraviesa por distintas etapas o fases, algunas de ellas representan una forma de sueño ligero y otras de sueño profundo; estas son fundamentales para el desarrollo integral del individuo durante el día, ya que es precisamente en este momento del dormir cuando los procesos de restauración se llevan a cabo. También sabemos que el desarrollo del sistema nervioso central está muy ligado a la quinta etapa de

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Capítulo III. Terapia Asistida con Delfines

sueño que es aquella en la que comúnmente soñamos y se le conoce como sueño de movimientos oculares rápidos (MOR). Personas con algún padecimiento neurológico crónico tienen menos sueño MOR que las personas sanas. De igual manera se sabe que durante el sueño MOR ocurren algunos [18] procesos cognoscitivos como la consolidación de la memoria. No obstante, para que una persona pueda llegar a estas etapas de sueño profundo deben existir ciertas condiciones como un estado adecuado de tranquilidad y relajación, situación difícil de [18] encontrar en pacientes con trastornos neurológicos. Convimar S.A. de C.V. en acuerdo con la Clínica de Trastornos del Sueño de la Facultades de Medicina de la UNAM, llevan a cabo este proyecto para poder demostrar de manera objetiva los cambios que ocurren en la arquitectura del sueño en los pacientes que acuden a esta terapia y poder [18] correlacionar lo que en estudios previos se ha demostrado de manera subjetiva. La polisomnografía es un técnica electrofisiológica completa utilizada para conocer el funcionamiento del organismo humano durante el dormir e incluye un conjunto de variables registradas simultáneamente como son: EEG Electroencefalograma, EOG Electrooculograma, EMG Electromiograma de mentón y de extremidades, ECG Electrocardiograma, flujo de aire, movimientos [20] respiratorios torácicos y abdominales, ronquido y oximetría. Antes de acudir a la primera sesión de la Terapia Asistida con Delfines, el paciente asiste a la Clínica de Trastorno de Sueño, con desvelo parcial previo y se le realiza una polisomnografía diurna con duración de dos horas. Al termino de la Terapia Asistida con Delfines (seis sesiones de 15 minutos), se realiza otra polisomnografía en las mismas condiciones que la primera, con la finalidad de observar los cambios que ocurren en la arquitectura del sueño del paciente, en sus ritmos cerebrales, [20] tono muscular, frecuencia cardiaca, función respiratoria y saturación de oxigeno en la sangre. Esto va complementando con la información que los padres proporcionan acerca del estado general de sus hijos, en particular con relación a cambios conductuales, motrices cognoscitivos y sociales. Estos cambios se encuentran ligados al sueño, ya que se ha observado que los niños con daño neurológico muestran trastornos durante el sueño, por lo que su desempeño en las diferentes terapias a las que acuden (aprendizaje, motriz, lenguaje, etc.) no es del todo satisfactorio, puesto que al no alcanzar el sueño óptimo en el día se muestran con falta de concentración, déficit de atención, [18] irritabilidad e incluso agresividad. Los resultados observados en 300 pacientes con diversos padecimientos –entre los que destacan retraso psicomotor y la parálisis cerebral- y que han sido evaluados mediante estudios polisomnograficos en la Clínica del Trastorno del Sueño posterior a la terapia, son entre otros, aumento en la eficiencia y duración del tiempo total de sueño, así como en el tiempo de sueño profundo y disminución de los alertamientos durante el dormir. Esto aumenta la posibilidad de un [18] sueño bien consolidado, es decir, realmente reparador para el organismo. Lo anterior indica que el paciente se encuentra en un estado de mayor relajación, existe una mayor sincronización en el funcionamiento de los hemisferios cerebrales y un mayor grado de ondas lentas, elementos característicos de una buena calidad de sueño. Aunado a lo anterior, a través de una entrevista con los padres o familiares después de ambos estudios, refieren una notable mejoría

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Capítulo III. Terapia Asistida con Delfines

en el paciente, este reporte subjetivo puede ser correlacionado con los cambios objetivos en la [18] organización del sueño. Todos los cambios que aparecen en el segundo estudio, es decir, el que se realiza cuando concluyen las seis sesiones de terapia; son atribuidos a los efectos de la Terapia Asistida con Delfines sobre el sistema nervioso central del paciente. Cabe señalar que estos resultados se han presentado en los últimos años a consideración de distintos especialistas en los Congresos Nacionales de Sueño, de Psicología y en el Internacional de [18] Mastozoología Marina con muy buena aceptación en todos ellos.

3.5 Desarrollo de una sesión de Terapia Asistida con Delfines

La Terapia Asistida con Delfines que se lleva a cabo en las instalaciones del Acuario Aragón aunque es una terapia alternativa a los tratamientos convencionales, alrededor de ella hay una gran cantidad de gestiones que deben llevarse a cabo antes de ser ésta efectuada, es decir, presentar algún padecimiento neurológico o psicológico, optar por este tipo de terapia, realizarse una serie de estudios en la Clínica de Trastornos del Sueño (ya mencionados) y, aunado a esto otras valoraciones tanto física como psicológica llevada a cabo por el personal especializado del acuario. La Terapia Asistida con Delfines está distribuida a lo largo de dos semanas; ésta terapia se divide en seis sesiones de quince minutos cada una, las cuales se reparten en tres días a la semana (martes, miércoles y jueves) ya sea en el horario de la mañana (9:30 horas) o de la tarde (13:30 horas). Debido a que en el próximo capítulo se halla la propuesta del Diseño del método de evaluación de frecuencias generadas en la Terapia Asistida con Delfines, a continuación se describe paso a paso el proceso que conlleva una sesión de terapia: 1. Previo a las sesiones de contacto directo con el delfín se realizan las siguientes valoraciones: a) Valoración física, realizada por el médico responsable para verificar que el paciente se encuentre en condiciones de recibir la terapia y sé elabora su expediente clínico. b) Valoración psicológica, la cual tiene como finalidad elaborar el historial clínico mediante una entrevista. c) Valoración neurológica, técnica de la polisomnografía computarizada la cual consiste en un el registro de la actividad bioeléctrica cerebral (electroencefalograma), registro de movimientos oculares (electrooculograma), registro de actividad eléctrica en músculos anteriores de ambas piernas y mentón (electromiografía), registro de actividad eléctrica del corazón (electrocardiograma), nivel de oxigenación de sangre y esfuerzo respiratorio de tórax y abdomen, estudio realizado en la Clínica del Trastorno del Sueño (Facultad de Medicina UNAM). 2. El paciente y su tutor acuden a las instalaciones del Acuario Aragón para recibir la terapia. 3. Se conduce al paciente al vestidor para colocarle el traje de neopreno. Mientras el terapeuta asignado, se dirige a otro vestidor y se coloca el traje de neopreno y las aletas. 4. Los pacientes una vez que ya están vestidos son trasladados en sillas de ruedas al área de gradas.

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Capítulo III. Terapia Asistida con Delfines

Figura 33. Área de terapia y gradas del delfinario

5. Un terapeuta se introduce al estanque para recibir al paciente quien recibirá seis sesiones de quince minutos, al cual antes de ingresar le es colocado un chaleco salvavidas para mayor seguridad. 6. Estando en el agua el terapeuta acerca al paciente a la plataforma (lugar del estanque donde se ejecuta la terapia), colocándolo en posición boca arriba, adonde se encuentra esperando el entrenador del delfín quien le dará la orden de acercarse al paciente. 7. Cuando los tres componentes de la terapia (paciente, terapeuta y delfín) se han colocado en su sitio, el entrenador indica con un silbatazo que ésta se inicia.

Figura 34. Paciente, terapeuta y delfín preparados para iniciar la terapia.

8. En esta posición permanecen durante los siguientes 15 minutos. 9. Durante ese tiempo el delfín esta emitiendo vibraciones ultrasónicas las cuales producen una estimulación en el cerebro que propicia un beneficio en el paciente. 10. Al haberse transcurrido los 15 minutos el entrenador del delfín da un silbatazo indicando que la sesión de terapia ha concluido y que el delfín se puede retirar de esa posición. 11. Cuando esto ocurre el terapeuta nada hacia la orilla en donde están las escaleras de inmersión para retirar al paciente de la piscina.

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Capítulo III. Terapia Asistida con Delfines

Figura 35. Paciente saliendo del agua al concluirse la sesión de terapia

12. El terapeuta que se encuentra afuera del agua recibe al paciente, lo envuelve con una toalla y lo sienta en la silla de ruedas para trasladarlo fuera del área de terapia.

Figura 36. Terapeuta envolviendo al paciente sentado en la silla de ruedas

13. Se lleva al paciente hacia las regaderas. El paciente toma un baño y cuando éste termina se dirige a la estancia del área de terapia en donde se le va a realizar una valoración psicológica al paciente con el fin de orientar a los padres o familiares responsables sobre la atención integral que el paciente requiere posterior a la Terapia Asistida con Delfines.

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Capítulo IV Diseño de un Método de Evaluación de Frecuencias Generadas en la Terapia Asistida con Delfines

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Capítulo IV. Diseño de un método de evaluación de frecuencias generadas en la Terapia Asistida con Delfines

4.1 Introducción

[24]

Según George R. Ferry , la planeación es “la selección y relación de hechos, así como la formulación y uso de suposiciones respecto al futuro en la visualización y formulación de las actividades propuestas que se cree sean necesarias para alcanzar los resultados esperados”. Considerando lo anterior se puede establecer que la planeación, de forma general, es la primera acción de un proceso el cual va a servir para definir objetivos, considerar cursos de acción y establecer cual es el que mejor funcionará para lograr los fines y las metas propuestas. Por lo tanto, en este capítulo se plantea el diseño de un método de evaluación de frecuencias generadas durante la Terapia Asistida con Delfines; es decir, se describe el proceso que tiene que llevarse a cabo para la realización de este estudio. El diseño inicia tomando en consideración el objetivo de la tesis, de este capítulo y el del estudio, los cuales son: Tesis. Diseñar un método de evaluación de frecuencias generadas por el delfín durante la Terapia Asistida con Delfines. Capítulo. Establecer los pasos a seguir para realizar el estudio del registro de las frecuencias emitidas por los delfines durante la Terapia Asistida con Delfines. Estudio. Saber que frecuencias son, específicamente, las que emite el delfín durante la terapia, registrarlas y dejar un antecedente para futuras investigaciones. Al realizar una actividad que requiere algún conocimiento o técnica para su desarrollo, es necesario emplear un método, al que el enfoque científico define como el que determina los hechos mediante la observación, los clasifica y los analiza buscando una relación causal. Así, se describe la metodología que se debe seguir en el estudio propuesto:”Evaluación de frecuencias generadas en la Terapia Asistida con Delfines”, el cual se va a llevar a cabo durante un número específico de sesiones de terapia, colocando equipo de grabación de ondas acústicas para obtener un registro de las frecuencias que están emitiendo los delfines en ese lapso de tiempo, detallando el equipo necesario para este fin y la forma de conectarlo, personal que lo va a realizar, instalaciones donde se va a efectuar, el tiempo estimado que va a durar y la forma en que se debe proceder con los datos obtenidos, esto con la finalidad de saber con exactitud cuando es que sus emisiones varían en frecuencia.

4.2 Procedimiento de Evaluación

4.2.1 Recinto Las instalaciones del Acuario Aragón, propiedad de Convimar S.A. de C.V. serán prestadas para la realización del estudio, estas son:

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Capítulo IV. Diseño de un método de evaluación de frecuencias generadas en la Terapia Asistida con Delfines



Una piscina circular de 6 m de profundidad, 20 m de diámetro con una temperatura máxima de 24 ° C en verano o estaciones cálidas y una temperatura mínima de 16 ° C en invierno o estaciones de clima frío.



Consultorios médicos y de diagnóstico, regaderas, sanitarios y vestidores para las necesidades de los pacientes.



Artículos relacionados como son: sillas de ruedas, chalecos salvavidas, trajes de neopreno y aletas. 

Además de las instalaciones, la parte más importante para este estudio es un delfín. La especie normalmente utilizada son los “nariz de botella” (Tursiops Truncatus).

4.2.2 Personal Requerido La realización de este estudio se propone lo efectúen al menos dos personas familiarizadas con equipo de grabación, por lo tanto lo mas adecuado será que el estudio sea realizado por dos Ingenieros en Comunicaciones y Electrónica, ya que de surgir algún imprevisto serian quienes pudieran dar solución mas eficientemente. Es recomendable que se cuente con ayuda de una persona más, preferentemente un técnico en electrónica, para así optimizar la labor de llevar el equipo al sitio de trabajo, instalarlo, operarlo y desmontarlo. Para el desarrollo de la terapia, el Acuario Aragón posee un equipo multidisciplinario que incluye psicólogos, médicos, maestros en educación especial, biólogos, veterinarios y entrenadores de delfines, los cuales trabajan en conjunto durante cada sesión para que todo funcione adecuadamente.

4.2.3 Instrumental Requerido Para la realización de este estudio se necesita equipo de grabación especializado, tanto para el registro como para la grabación de las ondas acústicas emitidas por el delfín durante la Terapia Asistida con Delfines; el cual se propone considerando principalmente, que abarque un intervalo de frecuencia que vaya desde los infrasonidos hasta los ultrasonidos, debido a que los delfines emiten frecuencias que van de los 0.15 Hz a 150 KHz como parte de su sistema de ecolocalización. Para captar las emisiones de los delfines se proponen dos transductores (hidrófono y micrófono), un preamplificador y fuente de alimentación respectivamente; un osciloscopio para la grabación y una computadora de escritorio (PC) para visualizar y almacenar la información obtenida durante el proceso de este estudio. Los transductores propuestos para el desarrollo de este estudio son: un hidrófono de la marca B&K modelo 8103, piezoeléctrico, con un intervalo de frecuencia de 0.1 Hz a 180 KHz, el cual servirá para captar las frecuencias emitidas por el delfín propagadas dentro del agua; y un micrófono de campo, de presión, marca B&K modelo 4138, de condensador, con un intervalo de frecuencia de 6.5 Hz a 140 KHz cuya función es captar en el aire las frecuencias emitidas por el delfín. Se le debe adaptar el juego de accesorios B&K 2669-B (preamplificador, conector B&K de 7 pines y cable de doble blindaje de 17 m).

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Capítulo IV. Diseño de un método de evaluación de frecuencias generadas en la Terapia Asistida con Delfines

Las señales resultantes de las emisiones del delfín captadas por los transductores anteriores son de voltajes muy pequeños por lo cual se necesita un amplificador en el caso del hidrófono y una fuente externa para el micrófono, por lo tanto se utilizará el preamplificador doble y fuente de alimentación B&K modelo 5935 realizando los ajustes necesarios en los dos casos. Para la grabación de las ondas acústicas ya mencionadas se utilizará un osciloscopio de marca Lecroy, modelo WaveRunner 44Xi, que tiene la capacidad de registrar, grabar y reproducir señales de frecuencias muy altas en tiempo real, que es la razón principal por la que se optó por este equipo. En seguida se enlista el equipo necesario para el desarrollo de este estudio, describiendo sus propias características:

Hidrófono B&K Modelo 8103 Características Transductor piezoeléctrico Intervalo de frecuencia desde 0.1 Hz hasta 180 KHz Respuesta en frecuencia plana Patrón de captación omnidireccional en todo el intervalo de frecuencias Tamaño: 50x9.5 mm Cable de doble blindaje de bajo ruido, conector 10-32 UNF

Figura 37. Hidrófono 8103

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Capítulo IV. Diseño de un método de evaluación de frecuencias generadas en la Terapia Asistida con Delfines

Micrófono de B&K Modelo 4138

Características Micrófono de condensador de campo, de presión Sensibilidad: 1mV/Pa Frecuencia: 6.5 Hz a 140 kHz Polarización: 200 V externa

Figura 38. Micrófono 4138

Preamplificador doble y fuente de alimentación (Dual Microphone Supply Type 5935)

Características Canales de amplitud y fase Baterías de respaldo alcalinas o de NiCd Voltaje de polarización para el micrófono: 0 V, 28 V ó 200 V Rango de ganancia de canal: -5 dB hasta +55 dB Conectores de entrada: Conector de 7 pines Brüel &Kjær Conector de salida: BNC

Figura 39. Dual Microphone Supply Type 5935

Osciloscopio marca LeCroy, Modelo WaveRunner 44Xi

Características

Cuatro canales de entrada Ancho de banda nominal: 400 MHz Limites de ancho de banda: 20 MHz; 200MHZ Conectores de entrada: ProBus/BNC Puertos USB y serie RS-232 Puerto Ethernet 10/100/1000Base-T (Conector RJ45) Capacidad de grabación en tiempo real hasta 16.67 min. Figura 40. Osciloscopio LeCroy WaveRunner 44Xi

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Capítulo IV. Diseño de un método de evaluación de frecuencias generadas en la Terapia Asistida con Delfines

Software necesario (Osciloscopio):

WaveScan Advanced Search and Analysis. Esta herramienta es muy útil cuando se hacen capturas de datos por un largo periodo de tiempo, además se pueden visualizar varias señales a la vez provenientes de diferentes equipos.

Jitter and Timing Analysis Software Package (JTA2) Este software sirve para visualizar cualquier cambio en la señal que se pudiera tener ya que provee diferentes vistas en tiempo real, además permite mediciones exactas del periodo, ciclo a ciclo, medio periodo, etc.

Computadora de escritorio (Desktop).

Características Procesador: Pentium DUO 2.0 GHz RAM: 2 GB Disco Duro: 100 GB Drive DVD – RW Ethernet Network 1 Gbit

Figura 41. Computadora Personal

Arnés de brazo y cintura

Características:

Fabricado en tela de poliéster verde, ya que es muy resistente y durable, además su bajo grado de fricción hace que el arnés sea fácil de poner y quitar.

Figura 42. Arnés de brazo y cintura

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Capítulo IV. Diseño de un método de evaluación de frecuencias generadas en la Terapia Asistida con Delfines

Kit de herramientas para electrónica Características: Pinzas (corte, de punta, etc.) Multimetro Desarmadores (de preferencia de relojero) Cautín

Figura 43. Kit de herramientas para electrónica

Cables y conectores Hidrófono: Adaptador de conector 10-32 UNF a conector B&K de 7 pines Cable coaxial de doble blindaje con conectores B&K de 7 pines y longitud de 30 m.

Micrófono: Cable coaxial de doble blindaje, preamplificador y conector B&K de 7 pines todo incluido en el juego de accesorios 2669-B de Brüel & Kjaer con una longitud de 17 m. 2 cables coaxiales conectores BNC-BNC de 1.2 m 1 convertidor serie RS-232 a USB

Figura 44. Cables y conectores

Trípode Base con extensión de largo alcance para micrófono

Figura 45. Trípode

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Capítulo IV. Diseño de un método de evaluación de frecuencias generadas en la Terapia Asistida con Delfines

Gancho para hidrófono Se colocará en la plataforma un gancho para colocar el cable del hidrófono cuando este se encuentre inactivo, esto se realizará con previa autorización del Acuario Aragón y de acuerdo al sitio donde ellos así lo decidan.

4.2.4 Instalación del Instrumental Enlistado ya el equipo necesario, se procede a conectarlo y ubicarlo dentro del área donde se va a llevar a cabo el estudio, que en este caso será la piscina y sus alrededores. La instalación del equipo se debe empezar a colocar al menos una hora antes de que inicie la sesión de terapia, para hacer pruebas con el equipo. A continuación se muestra en la figura 46 un diagrama a bloques de la conexión de los elementos del sistema que intervienen en la grabación, registro y almacenamiento de ondas acústicas emitidas por el delfín durante la Terapia Asistida con Delfines.

Figura 46. Diagrama a bloques del equipo electrónico

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Capítulo IV. Diseño de un método de evaluación de frecuencias generadas en la Terapia Asistida con Delfines

4.3 Desarrollo del Estudio A continuación se muestran los pasos que se deben seguir para un buen funcionamiento del método que se está proponiendo. 1. Transportar el equipo al área en donde se realiza la terapia.

Figura 47. Instalaciones del Acuario Aragón (área de terapia)

2. Llevar el equipo a la zona destinada (la PC, el osciloscopio, el preamplificador y fuente, micrófono, hidrófono, cables, arnés y kit de herramientas van a la cabina de audio; el soporte del micrófono va a la plataforma). 3. Sacar de su contenedor la PC, el osciloscopio, el preamplificador y la fuente de alimentación.

Figura 48. Instrumental

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Capítulo IV. Diseño de un método de evaluación de frecuencias generadas en la Terapia Asistida con Delfines

4. Ir a la plataforma, sacar de su contenedor la base del micrófono (trípode) y armarla (ver figura 49).

Figura 49. Colocación de la base del micrófono en la plataforma del delfinario

5. Sacar el cable del micrófono y tenderlo hasta la plataforma, cuidando que los conectores no se mojen, protegiéndolos con cinta aislante, de preferencia cinta adhesiva plateada. 6. Realizar la conexión de la PC con el osciloscopio a través de la interface serie RS-232 a USB, y éste con el preamplificador y fuente de alimentación por medio de los dos cables coaxiales con conectores BNC-BNC (ver figura 50).

Figura 50. Conexión del equipo electrónico correspondiente a la cabina

7. Sacar el hidrófono de su contenedor. 8. Acoplarle el adaptador de conector 10-32 UNF a conector B&K de 7 pines y a éste el cable coaxial de doble blindaje con longitud de 30 m y conectores B&K de 7 pines. 9. Tender el cable del hidrófono de la cabina de audio a la plataforma, considerando 15 metros de holgura para que el cable llegue al fondo de la piscina y regrese a la superficie; situar el

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Capítulo IV. Diseño de un método de evaluación de frecuencias generadas en la Terapia Asistida con Delfines

10. 11. 12. 13. 14.

hidrófono dentro del agua, asegurándolo en el gancho colocado en la plataforma para esta función (ver figura 51). Conectar los cables del micrófono e hidrófono al preamplificador y fuente de alimentación (ver figura 50) Sacar el micrófono de su contenedor. Adaptar al micrófono el juego de accesorios 2669-B y a éste el cable que viene de la cabina de audio destinado para el micrófono (ver figura 51). Situarlo en su base y ésta a su vez en el lugar correspondiente de la plataforma (ver figura 51). Se lleva el contenedor de la base del micrófono a la cabina de audio para no obstaculizar la entrada del personal al área de terapia.

Figura 51. Colocación del hidrófono, micrófono y cables correspondientes a la piscina

15. 16. 17. 18.

Revisar las conexiones y aislamiento de todo el instrumental. Conectar a la energía eléctrica el equipo instalado en la cabina de audio. Encender el equipo. Realizar pruebas para ver que se registren y graben las señales emitidas por los delfines (ver sección de compilación de resultados y procesamiento de información). 19. Preparar el arnés para el hidrófono, mientras se aguarda la llegada de terapeutas, pacientes y entrenadores al área de terapia. 20. Una vez que el personal ya se encuentre en el área, trasladar el hidrófono desde la plataforma hasta las escaleras de inmersión, donde se encuentra el terapeuta antes de introducirse al agua. 21. Proporcionarle el arnés de brazo y cintura para que se lo coloque; acoplarle el hidrófono (ver figura 52).

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Capítulo IV. Diseño de un método de evaluación de frecuencias generadas en la Terapia Asistida con Delfines

Figura 52. Vista de la colocación del arnés

22. Se introduce el terapeuta al agua y después el paciente, ayudado por otro terapeuta. 23. Ya dentro del agua, paciente y terapeuta, nadan hasta un punto cercano a la plataforma, que es donde se ejecuta la terapia. 24. El terapeuta acomoda al paciente boca arriba, ya en esta posición, se acomoda el cable del hidrófono para que no estorbe (ver figura 53).

Figura 53. Terapeuta y paciente en su sitio

. 25. El entrenador da la señal de que la terapia está próxima a iniciar, ordenando al delfín que se acerque a la cabeza del paciente; esto indica que se debe estar listo en la cabina de audio para comenzar la grabación (ver figura 54).

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Figura 54. Inicio de la terapia

26. Cuando se escuche el silbatazo de inicio de terapia, se comienza a grabar y se registra la hora en que empieza la terapia. 27. Llenar la hoja de registro de la sesión que acaba de iniciar (ver anexo II). 28. Transcurridos 15 minutos, el entrenador dará la orden al delfín con un silbatazo para que se aleje del paciente, y con esto finaliza la sesión. 29. Detener la grabación. 30. Registrar la hora de término de la sesión. 31. Guardar los datos que se hayan grabado en esa sesión y poner nombre al archivo. 32. Anotar las observaciones que se presenten durante la sesión. 33. Esperar a que empiece la siguiente sesión. 34. Repetir los pasos desde el punto 25 hasta éste, sucesivamente en cada sesión, hasta la última sesión del día. 35. Apagar el equipo que se encuentra en la cabina (la PC, el osciloscopio, el preamplificador y la fuente de alimentación). 36. Quitar el micrófono del trípode y desconectarle el juego de accesorios 2669-B (cuidar que no se moje el conector) y guardar en su contenedor el micrófono. 37. En cuanto salga el terapeuta de la piscina se le retira el hidrófono y el arnés. 38. Se coloca nuevamente el hidrófono en el gancho de la plataforma para dar tiempo a que salgan las demás personas que se encuentran en el área de terapia. 39. Enjuagar y guardar el arnés 40. Desconectar el equipo (la PC, el osciloscopio, el preamplificador y la fuente de alimentación, el cable del hidrófono y el cable del micrófono). 41. Guardar en su contenedor la PC, el osciloscopio, el preamplificador y la fuente de alimentación. 42. Recoger el cable del micrófono; se enrolla y se guarda. 43. Llevar el contenedor del trípode a la plataforma, se desarma y se guarda. 44. Cuando ya no haya personas en el área de terapia se procede a retirar el hidrófono de la piscina, se desacopla el adaptador, se enrolla el cable y se enjuaga para quitarle los minerales del agua.

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Capítulo IV. Diseño de un método de evaluación de frecuencias generadas en la Terapia Asistida con Delfines

45. 46. 47. 48.

Guardar el hidrófono en su contenedor. Guardar cables, adaptadores y demás aditamentos requeridos. Retirar los contenedores, tanto de la plataforma como de la cabina de audio. Salir del área de terapia.

4.4 Compilación de Resultados

En base a las características del estudio, se usará un software que registre las vibraciones que se estén captando en el rango de frecuencias indicado para el hidrófono y el micrófono. De acuerdo a lo anterior se deberá proceder de la siguiente manera para la correcta obtención de los datos: 1. Este primer punto, se refiere a la instalación de los paquetes de software en el osciloscopio marca LeCroy, la cual se hará siguiendo las instrucciones que soliciten dichos programas.

Figura 55. Software para el Osciloscopio LeCroy

2. Una vez instalados, se abre el programa y se selecciona la opción de archivo NUEVO en la ventana principal. 3. Se le pone nombre de acuerdo al número de sesión que se vaya a efectuar. Ejemplo: sesiónX_díaX ; sesión1_día1 ; sesión5_día49 4. Se especifica en el osciloscopio que la obtención y grabación de los datos (emisiones de los delfines) se va a realizar en tiempo real y que estas gráficas sean desplegadas en la pantalla. 5. Al momento de que inicie la terapia se comienza a grabar, obteniendo de esto 2 gráficas correspondientes al hidrófono y micrófono respectivamente. 6. Al terminar la sesión de terapia se revisa que el archivo haya quedado guardado con el nombre que ya se le había asignado en un principio.

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Capítulo IV. Diseño de un método de evaluación de frecuencias generadas en la Terapia Asistida con Delfines

7. Hecho lo anterior, se traslada el archivo recién guardado del osciloscopio a la computadora, vaciando así la memoria del osciloscopio, lo cual lo deja listo para almacenar nuevamente 15 minutos de grabación en tiempo real. 8. Se abre un archivo nuevo en el osciloscopio y se espera a que de comienzo la siguiente sesión y se repiten los pasos del 3 hasta éste.

4.5 Procesamiento de Información

Considerando que se cuenta con un sitio para el proceso de la información se trasladan los datos en un dispositivo de almacenamiento (memoria USB) o por medio de la interfase (SERIE-USB) a la PC, se propone una guía que facilitará este trabajo. 1. Se conecta a la energía eléctrica la computadora y se enciende. 2. Se localizan los archivos obtenidos de las sesiones realizadas en un día de trabajo, esto se hace con los nombres de los archivos correspondientes. 3. Se debe contar en este sitio con una impresora para poder tener las gráficas de forma física. 4. Se imprimen las gráficas de dichos datos y se separan por sesiones.

Figura 56. Simulación de una gráfica impresa del osciloscopio Lecroy

5. Para eficientar el proceso se capturan los valores obtenidos de las gráficas a las tablas de registro, hasta terminar una sesión y poder continuar con otra (ver anexo II). 6. Se archivan las hojas y tablas de registro, gráficas y resultados obtenidos. 7. Se apaga, desconecta y guarda el equipo para la siguiente jornada de trabajo. Ya listados los pasos a seguir para un buen desarrollo del estudio, se procede a determinar la calendarización del tiempo de duración del estudio; sin embargo, debido a que se ha desarrollado un sistema básico de obtención de una muestra, se deben considerar los tiempos propuestos por dicho sistema (explicados ampliamente en el anexo I).

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Capítulo IV. Diseño de un método de evaluación de frecuencias generadas en la Terapia Asistida con Delfines

4.6 Duración del Estudio

Considerando el tamaño de la muestra obtenida matemáticamente, que es de 61 horas, se propone que el estudio se inicie en el mes de julio de 2008, específicamente el 1 de ese mes, esto porque los días de terapia son martes, miércoles y jueves. A partir de ese día el estudio se extenderá hasta completar 49 días de trabajo o lo que es igual a 61 horas de terapia. Si el estudio se realiza en años posteriores, se tendrán que hacer las modificaciones necesarias para que los días coincidan. Se muestra un calendario tentativo para la asignación de días de medición.

L 7 14 21 28

M 1 8 15 22 29

L

M

4 11 18 25

5 12 19 26

L 1 8 15 22 29

M 2 9 16 23 30

L

M

6 13 20 27

7 14 21 28

M 2 9 16 23 30

JULIO J V 3 4 10 11 17 18 24 25 31

S 5 12 19 26

D 6 13 20 27

AGOSTO M J V 1 6 7 8 13 14 15 20 21 22 27 28 29

S 2 9 16 23 30

D 3 10 17 24 31

SEPTIEMBRE M J V 3 4 5 10 11 12 17 18 19 24 25 26

S 6 13 20 27

D 7 14 21 28

S 4 11 18 25

D 5 12 19 26

OCTUBRE M J V 1 2 3 8 9 10 15 16 17 22 23 24 29 30 31

Se muestra la tabla correspondiente al calendario anterior, esto para tener un mejor control sobre el tiempo transcurrido entre un día y otro.

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Capítulo IV. Diseño de un método de evaluación de frecuencias generadas en la Terapia Asistida con Delfines

Calendarización en tabla Día 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49

Fecha 1-Jul-08 2-Jul-08 3-Jul-08 8-Jul-08 9-Jul-08 10-Jul-08 15-Jul-08 16-Jul-08 17-Jul-08 22-Jul-08 23-Jul-08 24-Jul-08 29-Jul-08 30-Jul-08 31-Jul-08 5-Ago-08 6-Ago-08 7-Ago-08 12-Ago-08 13-Ago-08 14-Ago-08 19-Ago-08 20-Ago-08 21-Ago-08 26-Ago-08 27-Ago-08 28-Ago-08 2-Sep-08 3-Sep-08 4-Sep-08 9-Sep-08 10-Sep-08 11-Sep-08 16-Sep-08 17-Sep-08 18-Sep-08 23-Sep-08 24-Sep-08 25-Sep-08 30-Sep-08 1-Oct-08 2-Oct-08 7-Oct-08 8-Oct-08 9-Oct-08 14-Oct-08 15-Oct-08 16-Oct-08 21-Oct-08

Estación Verano Verano Verano Verano Verano Verano Verano Verano Verano Verano Verano Verano Verano Verano Verano Verano Verano Verano Verano Verano Verano Verano Verano Verano Verano Verano Verano Verano Verano Verano Verano Verano Verano Verano Verano Verano Otoño Otoño Otoño Otoño Otoño Otoño Otoño Otoño Otoño Otoño Otoño Otoño Otoño Total

Hrs. Por día 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 61.25

 de Hrs. 1.25 2.5 3.75 5 6.25 7.5 8.75 10 11.25 12.5 13.75 15 16.25 17.5 18.75 20 21.25 22.5 23.75 25 26.25 27.5 28.75 30 31.25 32.5 33.75 35 36.25 37.5 38.75 40 41.25 42.5 43.75 45 46.25 47.5 48.75 50 51.25 52.5 53.75 55 56.25 57.5 58.75 60 61.25

Minutos 75 150 225 300 375 450 525 600 675 750 825 900 975 1050 1125 1200 1275 1350 1425 1500 1575 1650 1725 1800 1875 1950 2025 2100 2175 2250 2325 2400 2475 2550 2625 2700 2775 2850 2925 3000 3075 3150 3225 3300 3375 3450 3525 3600 3675

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Capítulo IV. Diseño de un método de evaluación de frecuencias generadas en la Terapia Asistida con Delfines

En caso de que al concluirse los 49 días, es decir, 245 sesiones, donde se completan las 61 horas que debe durar el estudio, entonces se tomarán 6 días más en caso de algún imprevisto.

Día 1 2 3 4 5 6

L

M

NOVIEMBRE M J V

3 10 17 24

4 11 18 25

5 12 19 26

Fecha 4-Nov-08 5-Nov-08 6-Nov-08 11-Nov-08 12-Nov-08 13-Nov-08

Estación Otoño Otoño Otoño Otoño Otoño Otoño TOTAL

6 13 20 27

7 14 21 28

S 1 8 15 22 29

Hrs. Por día 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 68.75

D 2 9 16 23 30  de hrs. 62.5 63.75 65 66.25 67.5 68.75

Minutos 3750 3825 3900 3975 4050 4125

Es necesario mencionar que el llevar a cabo este estudio significa tener una disposición total por parte de las personas encargadas de realizarlo, ya que al obtener el registro diario de las emisiones del delfín se tendrá que hacer el vaciado de la información a más tardar al finalizar la semana de trabajo, pues si no se hace de esta forma se irán acumulando los archivos y tarde o temprano se tendrá demasiada información para poder acomodarla coherentemente y sin errores. Siguiendo el método como se ha recomendado, se tendrán resultados a más tardar 3 meses después de haber concluido el estudio, esto por si hubiese alguna complicación en las lecturas de las gráficas o un evento no contemplado. Así, se entregará un reporte que contenga:   

El registro diario de las emisiones del delfín Las gráficas que proporciona el software de captura Las tablas con los valores de las frecuencias registradas



Conclusiones

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Conclusiones

Desde la antigüedad los seres humanos organizaban las tareas que tenían que realizar a lo largo del día. En la actualidad aunque no lo hagamos de forma consciente, las actividades que llevamos a cabo de manera cotidiana conllevan una serie de pasos previos, es decir, una planeación, ya que las cosas más simples como ir al cine, preparar un pastel, salir de vacaciones o hacer una fiesta involucran decisiones tomadas con anterioridad para poder seguir con el proceso; así, cuando vamos al cine con amigos lo primero es decidir quien va a ir, donde nos vamos a ver, a que cine ir, que película escoger, etc. De igual manera, un estudio científico requiere ser planeado; por lo tanto este trabajo consistió en el Diseño de un Método de Evaluación de Frecuencias Generadas durante la Terapia Asistida con Delfines, lo cual es la recopilación de pasos necesarios para el registro de las frecuencias que emiten estos animales en el lapso de tiempo que permanecen asistiendo la terapia, dando respuesta a las preguntas normales que surgen en este tipo de proyectos, que son: ¿Qué se va a hacer?, ¿Cómo se va a hacer?, ¿Cuándo se va a hacer?, ¿Dónde va a hacer?, ¿Por qué se va a hacer?, ¿Con qué se va a hacer?, ¿Quién lo va a hacer?, ¿Cuánto va a costar? y ¿Cuánto tiempo va a durar?. De esta forma, se comprobó que la planeación es parte fundamental de cualquier actividad pues es aquí donde se visualizan las necesidades, deficiencias y aciertos de un proyecto. Así que el contar con una buena planeación le da al proyecto una perspectiva diferente, porque ya se han contemplado diversas opciones a las eventualidades que pudiesen surgir. El haber diseñado en su totalidad dicho método fue una tarea nada sencilla pues se requiere de mucha investigación en los campos involucrados para sustentar lo que se esta haciendo, ya sea en lo referente a conceptos de ingeniería o anatomía del delfín, funcionamiento del cerebro o desarrollo de la terapia; incluso se tuvo que consultar bibliografía de redacción y gramática para optimar este trabajo (tesis). Conforme se iba avanzando en la recolección de información y ensamble de ésta, se presentaron diversos problemas, de los cuales, se tuvieron que buscar soluciones alternas al planteamiento inicial de ésta tesis. Así, se concluyo que la teoría y la práctica son cosas completamente diferentes, pues teóricamente se deseaba realizar el estudio, pero esto ya no fue posible en la práctica, al menos en lo referente al equipo de medición, pues se necesita hacer una serie de procesos administrativos que conllevan tiempo, dinero y mucho esfuerzo al no contar con los medios para conseguir de forma sencilla dicho equipo. Amén de lo anterior, se encontraron obstáculos menos visibles pero muy estorbosos como el hecho de que el área de acústica subacuática no tiene mucha difusión y por lo mismo no se encuentra, ni fácil ni difícilmente, información confiable, y la que hay se enfoca en áreas no relacionadas a la ingeniería además de que se encuentra restringida a ciertos círculos de investigadores.

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En resumen, realizar investigación y tratar de encontrar respuestas a cuestiones sin resolver o que están en espera de soluciones es complicado, puesto que no se tiene una cultura enfocada a esto; más bien se educa al estudiante para acatar lo establecido y seguir lineamientos específicos, por esta razón la gente que se dedica a la investigación es muy poca en relación al tamaño de la población que tiene nuestro país, por lo que se espera que esto empiece a cambiar y se amplíen los círculos de investigación. Ya que, al parecer de las autoras, se ha logrado un trabajo que valdría la pena considerar realizar, por lo tanto, se exhorta a las personas e instituciones interesadas a conseguir el equipo de medición y a hacer los cambios y arreglos necesarios (en cuanto al ajuste del calendario) para llevar a cabo el estudio, pues los resultados serán en beneficio tanto de unas como de otras. Con respecto a lo realizado en el capítulo IV y retomando el objetivo del presente trabajo, se concluye haber logrado cabalmente el “Diseño de un método de evaluación de frecuencias generadas por el delfín durante la Terapia Asistida con Delfines”, estableciendo así un instrumento que proporciona el protocolo a seguir en la implementación de este estudio. Finalmente, se considera que al seguir las instrucciones y especificaciones dadas al detalle se obtendrá un registro confiable de las frecuencias que emite el delfín durante la terapia, dejando así una herramienta por demás valiosa para el futuro desarrollo de tecnologías basadas en las emisiones de los delfines y sentando un precedente para el avance en la investigación en estas áreas. Sin embargo, aunado a ello, no es posible omitir en este momento la manera en como la investigación logró involucrar en forma muy personal, a quienes la realizamos; tal implicación consistió en adentrarse en un mundo desconocido que permitió el tener una visión más amplia del entorno. Asimismo, ayudó de forma considerable en el crecimiento personal al necesitar tender puentes de comunicación con personas e instituciones desconocidas para avanzar en la búsqueda de información. Por todo lo anterior, este trabajo ha dejado un gran aprendizaje en todos los ámbitos al expandir conocimientos y ha logrado dar bases para emprender con mayor confianza una vida profesional.

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Anexos

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Anexo I. Obtención del tamaño de la muestra

Anexo I. Obtención del tamaño de la muestra

Tomando en consideración la información proporcionada por el Acuario Aragón respecto al número de pacientes atendidos por año, se pudo deducir que se trata de una distribución normal, lo que quiere decir que no es altamente variable en sus valores. Año 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007

Pacientes atendidos 164 240 191 207 230 207 207 239

Para poder obtener matemáticamente el tamaño de una muestra que sea considerable para llevar a cabo el experimento, primero se tiene que comprobar que se trata de una distribución normal, para así poder utilizar una formula matemática de la obtención del tamaño de una muestra n, utilizando un intervalo de confianza, la cual solo puede utilizarse cuando se maneja este tipo de distribución. El registro de los pacientes atendidos en el año 2007 se muestra a continuación:

Pacientes

Ene 7

Feb 17

Mar 12

Abr 20

May 20

Jun 20

Jul 25

Ago 29

Sep 23

Oct 23

Nov 21

Dic 22

Aquí es necesario especificar que la terapia consta de seis sesiones por cada paciente las cuales se llevan a cabo a lo largo de dos semanas, son tres sesiones a la semana las cuales duran quince minutos por día. El delfín durante el día trabaja alrededor de una hora con quince minutos en la terapia, es decir que son 5 pacientes por día, por lo tanto y en forma general: De un paciente: 1 día = 1 sesión = 15 minutos 1 semana = 3 sesiones = 45 minutos 2 semanas = 6 sesiones = 90 minutos Por lo tanto considerando a un solo delfín: 1 día = 5 sesiones = 1 hora 15 minutos = 75 minutos 1 semana = 15 sesiones = 3 horas 45 minutos = 225 minutos 2 semanas = 30sesiones = 7 horas y 30 minutos = 450 minutos 1 mes = 4 semanas = 60 sesiones = 15 horas = 900 minutos Considerando a los dos delfines y a los diez pacientes que generalmente son, se tiene:

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Anexo I. Obtención del tamaño de la muestra

De los 10 pacientes al día son 2 horas y 30 minutos = 150 minutos De los 10 pacientes a la semana son 7 horas y 30 minutos = 450 minutos De los 10 pacientes en dos semanas son 15 horas = 900 minutos Al mes el trabajo en la terapia es de 30 horas = 1800 minutos En un año se trabaja en la terapia 360 horas = 21600 minutos Para que las cifras sean más exactas, se hará un promedio de las horas que trabajaron los delfines del año 2000 al 2007: Año 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007

Total de Pacientes 164 240 191 207 230 207 207 239

T promedio 

Tiempo total de trabajo (min) 14760 21600 17190 18630 20700 18630 18630 24510

Tiempo total de trabajo (hrs.) 246 360 286.5 310.5 345 310.5 310.5 358.5

246  360  286.5  310.5  345  310.5  310.5  358.5  315.9375  316 8

El resultado obtenido es que son 316 horas las que en total se trabaja en la terapia en todo un año. Por lo tanto aproximadamente un solo delfín trabaja 158 horas en el mismo. Ahora que sabemos cuanto tiempo trabaja un delfín al año se procede a analizar la siguiente información: En el Acuario Aragón actualmente se cuenta con dos delfines, Holbox con una edad de 18 años y Duncan con 3 años de edad. A lo largo de todo el año la terapia se divide en 23 quincenas. Para calcular si se trata de una distribución normal se van a considerar solo datos obtenidos del último año (2007). Mes Grupo D-1 D-2

Ene 1 4 4

Feb 2 3 5 4 4 5

Mar 4 5 2 4 2 3

Abr 6 7 5 5 3 4

May 8 9 5 5 5 2

Jun 10 11 5 5 4 4

Jul 12 13 6 7 7 7

Ago 14 15 7 8 5 5

Sep 16 17 7 5 5 5

Oct 18 19 6 6 5 4

Nov 20 21 6 4 4 4

Dic 22 23 5 4 4 4

Grupo Es el número de la grupo o quincena que transcurre a lo largo del año 2007 D-1 Número de pacientes atendidos por el delfín Holbox D-2 Número de pacientes atendidos por el delfín Duncan Observando el comportamiento de la relación de datos con respecto a los pacientes y horas de trabajo del delfín, se considera que se trataba de una distribución normal. Por lo que se procede a comprobar que realmente se trata de una distribución de este tipo.

76

Anexo I. Obtención del tamaño de la muestra

Partiendo de los datos de la tabla anterior se efectúa una tabla con los valores necesarios para la comprobar que se trata de una distribución normal:

Grupo fa 4 1 5 2 4 3 2 4 4 5 5 6 5 7 5 8 5 9 5 10 5 11 6 12 7 13 7 14 8 15 7 16 5 17 6 18 6 19 6 20 5 21 5 22 7 23 Total 124

fi 0.03225806 0.04032258 0.03225806 0.01612903 0.03225806 0.04032258 0.04032258 0.04032258 0.04032258 0.04032258 0.04032258 0.0483871 0.05645161 0.05645161 0.06451613 0.05645161 0.04032258 0.0483871 0.0483871 0.0483871 0.04032258 0.04032258 0.05645161 1

S mín. 24 360 30 450 24 360 12 180 24 360 30 450 30 450 30 450 30 450 30 450 30 450 36 540 42 630 42 630 48 720 42 630 30 450 36 540 36 540 36 540 30 450 30 450 42 630 744 11160

Hrs. 6 7.5 6 3 6 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 9 10.5 10.5 12 10.5 7.5 9 9 9 7.5 7.5 10.5 186

Int 0-6 6 - 13.5 13.5 - 19.5 19.5 - 22.5 22.5 - 28.5 28.5 - 36 36 - 43.5 43.5 - 51 51 - 58.5 58.5 - 66 66 - 73.5 73.5 - 82.5 82.5 - 93 93 - 103.5 103.5 - 115.5 115.5 - 126 126 - 133.5 133.5 - 142.5 142.5 - 151.5 151.5 - 160.5 160.5 - 166.5 166.5 - 174 174 - 180

xi 3 9.75 16.5 21 25.5 32.25 39.75 47.25 54.75 62.25 69.75 78 87.75 98.25 109.5 120.75 129.75 138 147 156 164.25 171.75 180.75 1963.5

xi * fi 0.09677419 0.39314516 0.53225806 0.33870968 0.82258065 1.30040323 1.60282258 1.90524194 2.20766129 2.51008065 2.8125 3.77419355 4.95362903 5.54637097 7.06451613 6.81653226 5.23185484 6.67741935 7.11290323 7.5483871 6.62298387 6.92540323 10.203629 93

2

xi * fi 0.29032258 3.83316532 8.78225806 7.11290323 20.9758065 41.938004 63.7121976 90.0226815 120.869456 156.25252 196.171875 294.387097 434.680948 544.930948 773.564516 823.09627 678.833165 921.483871 1045.59677 1177.54839 1087.8251 1189.438 1844.30595 11525.6522

Donde: fa = Frecuencia absoluta, esta es el número de pacientes asignados al delfín Holbox en cada quincena. fi = Frecuencia relativa, esta se obtiene dividiendo la frecuencia relativa de cada quincena entre el número total de la frecuencia relativa: fa / 120 S = Número de sesiones, este se obtuvo multiplicando el número de pacientes (fa) por las seis sesiones del tratamiento. min. = Minutos, estos se obtuvieron multiplicando el número de sesiones por los 15 minutos que dura cada sesión. Hrs. = Horas, es el tiempo ocupado en la terapia pero indicado en horas. Int = Intervalo de tiempo en donde se va registrando el tiempo laborado en cada quincena, este se va registrando en forma de sumatoria. xi = es el valor medio que hay en cada intervalo, es decir, el valor menor del intervalo más el valor mayor, entre dos. xi*fi =  = E(x) = Media, este valor se calcula multiplicando el valor de xi (valor medio del intervalo), por fi (frecuencia relativa).

77

Anexo I. Obtención del tamaño de la muestra

2

2

xi *fi = E(x ) =Segundo momento, se consigue elevando al cuadrado el valor de xi y después multiplicándolo por la frecuencia relativa. El paso siguiente a realizar teniéndose ya los resultados de esa tabla, es calcular la media, la varianza y la desviación estándar. Varianza

 2  E ( x 2 )  E ( x) 2  (11525.6522)  (93) 2  2  2876.65222 Desviación Estándar

   2  2876.65222   53.6344313 Ya habiéndose calculado la media, la varianza y la desviación estándar el paso siguiente es obtener los valores del intervalo de confianza, tanto para , como para 2. Esto con el objeto de encontrar el área bajo la curva ya que las reglas de la distribución normal indican que en el rango de - y + debe de haber un 68.26% del total de la curva, y para -2 y +2 debe ser del 95%, como se muestra en la siguiente figura:

Para este caso, partimos de los datos anteriores:

    93  53.6344313  39.3655687     93  53.6344313  146.634431   2  93  2(53.6344313)  -14.2688625   2  93  2(53.6344313)  200.268863

78

Anexo I. Obtención del tamaño de la muestra

Ya obtenidos los intervalos de la curva, se procede a calcular las probabilidades de cada intervalo. Primero se calculara la probabilidad del intervalo de .

Pr    x      Pr39.3655687  x  146.634431

 Fx146.634431  Fx39.3655687

 146.634431  93   39.3655687  93  Fz    Fz    53.6344313   53.6344313  Fz 0.999999  Fz (1) Los valores de Fz obtenidos de la formula anterior, se consiguen en las tablas de distribución normal, las cuales se muestran al final de este anexo.

Fz 0.999999  Fz (1)  0.83891  0.15866  0.68025  68.25% De este resultado, lo que se concluye es que sí se puede tratar de una distribución normal puesto que el valor obtenido es el esperado, es decir, si cumple parte de las regla de la distribución normal. Ahora se procede a calcular el porcentaje del intervalo correspondiente a 2.

Pr  2  x    2  Pr- 14.2688625  x  200.268863  Fx1200.268863  Fx- 14.2688625

 200.268863  93    14.2688625  93  Fz    Fz    53.6344313   53.6344313  Fz 2  Fz  1.999999 De igual manera, los valores de Fz obtenidos de la formula anterior, se consiguen en las tablas de distribución normal, las cuales se muestran al final de este anexo.

Fz 2  Fz  1.999999

 0.97725  0.0233  0.95395  95.395% Este segundo intervalo se puede decir que es exacto al que se esperaba, por lo tanto, se puede concluir que si se trata de una distribución normal. Ya que se comprobó que si se trata de una distribución normal, ahora se puede pasar al siguiente paso: la obtención de la muestra, que es lo que importante saber para la realización del proyecto.

79

Anexo I. Obtención del tamaño de la muestra

Sabiendo que se tiene una distribución normal y que un solo delfín trabaja 158 horas al año, siendo este el universo, se propone un intervalo de confianza del 95% ó un intervalo de desconfianza del 5%. Tomando como el número total de horas de trabajo del delfín a N (158 horas) y siendo e nuestro intervalo de error (10%) se tiene:

n

N 158   61.2403  61 2 2 1  Ne 1  1580.1

De esta manera, partiendo de que el universo es de 158 horas, se considera que el tamaño de la muestra debe ser de 61 horas para que pueda ser considerado valido el estudio. Conociendo ya el tamaño de la muestra que nos indica el número de horas que se debe de realizar el estudio, lo siguiente es calendarizar dicho estudio.

80

Anexo I. Obtención del tamaño de la muestra

Tablas de distribución normal normal 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 4

0 0.5 0.53983 0.57926 0.61791 0.65542 0.69146 0.72575 0.75804 0.78814 0.81594 0.84134 0.86433 0.88493 0.9032 0.91924 0.93319 0.9452 0.95543 0.96407 0.97128 0.97725 0.98214 0.9861 0.98928 0.9918 0.99379 0.99534 0.99653 0.99744 0.99813 0.99865 0.99903 0.99931 0.99952 0.99966 0.99977 0.99984 0.99989 0.99993 0.99995 0.99997

0.01 0.50399 0.5438 0.58317 0.62172 0.6591 0.69497 0.72907 0.76115 0.79103 0.81859 0.84375 0.8665 0.88686 0.9049 0.92073 0.93448 0.9463 0.95637 0.96485 0.97193 0.97778 0.98257 0.98645 0.98956 0.99202 0.99396 0.99547 0.99664 0.99752 0.99819 0.99869 0.99906 0.99934 0.99953 0.99968 0.99978 0.99985 0.9999 0.99993 0.99995 0.99997

0.02 0.50798 0.54776 0.58706 0.62552 0.66276 0.69847 0.73237 0.76424 0.79389 0.82121 0.84614 0.86864 0.88877 0.90658 0.9222 0.93574 0.94738 0.95728 0.96562 0.97257 0.97831 0.983 0.98679 0.98983 0.99224 0.99413 0.9956 0.99674 0.9976 0.99825 0.99874 0.9991 0.99936 0.99955 0.99969 0.99978 0.99985 0.9999 0.99993 0.99996 0.99997

0.03 0.51197 0.55172 0.59095 0.6293 0.6664 0.70194 0.73565 0.7673 0.79673 0.82381 0.84849 0.87076 0.89065 0.90824 0.92364 0.93699 0.94845 0.95818 0.96638 0.9732 0.97882 0.98341 0.98713 0.9901 0.99245 0.9943 0.99573 0.99683 0.99767 0.99831 0.99878 0.99913 0.99938 0.99957 0.9997 0.99979 0.99986 0.9999 0.99994 0.99996 0.99997

0.04 0.51595 0.55567 0.59483 0.63307 0.67003 0.7054 0.73891 0.77035 0.79955 0.82639 0.85083 0.87286 0.89251 0.90988 0.92507 0.93822 0.9495 0.95907 0.96712 0.97381 0.97932 0.98382 0.98745 0.99036 0.99266 0.99446 0.99585 0.99693 0.99774 0.99836 0.99882 0.99916 0.9994 0.99958 0.99971 0.9998 0.99986 0.99991 0.99994 0.99996 0.99997

0.05 0.51994 0.55962 0.59871 0.63683 0.67364 0.70884 0.74215 0.77337 0.80234 0.82894 0.85314 0.87493 0.89435 0.91149 0.92647 0.93943 0.95053 0.95994 0.96784 0.97441 0.97982 0.98422 0.98778 0.99061 0.99286 0.99461 0.99598 0.99702 0.99781 0.99841 0.99886 0.99918 0.99942 0.9996 0.99972 0.99981 0.99987 0.99991 0.99994 0.99996 0.99997

0.06 0.52392 0.56356 0.60257 0.64058 0.67724 0.71226 0.74537 0.77637 0.80511 0.83147 0.85543 0.87698 0.89617 0.91308 0.92785 0.94062 0.95154 0.9608 0.96856 0.975 0.9803 0.98461 0.98809 0.99086 0.99305 0.99477 0.99609 0.99711 0.99788 0.99846 0.99889 0.99921 0.99944 0.99961 0.99973 0.99981 0.99987 0.99992 0.99994 0.99996 0.99998

0.07 0.5279 0.56749 0.60642 0.64431 0.68082 0.71566 0.74857 0.77935 0.80785 0.83398 0.85769 0.879 0.89796 0.91466 0.92922 0.94179 0.95254 0.96164 0.96926 0.97558 0.98077 0.985 0.9884 0.99111 0.99324 0.99492 0.99621 0.9972 0.99795 0.99851 0.99893 0.99924 0.99946 0.99962 0.99974 0.99982 0.99988 0.99992 0.99995 0.99996 0.99998

0.08 0.53188 0.57142 0.61026 0.64803 0.68439 0.71904 0.75175 0.7823 0.81057 0.83646 0.85993 0.881 0.89973 0.91621 0.93056 0.94295 0.95352 0.96246 0.96995 0.97615 0.98124 0.98537 0.9887 0.99134 0.99343 0.99506 0.99632 0.99728 0.99801 0.99856 0.99896 0.99926 0.99948 0.99964 0.99975 0.99983 0.99988 0.99992 0.99995 0.99997 0.99998

0.09 0.53586 0.57535 0.61409 0.65173 0.68793 0.7224 0.7549 0.78524 0.81327 0.83891 0.86214 0.88298 0.90147 0.91774 0.93189 0.94408 0.95449 0.96327 0.97062 0.9767 0.98169 0.98574 0.98899 0.99158 0.99361 0.9952 0.99643 0.99736 0.99807 0.99861 0.999 0.99929 0.9995 0.99965 0.99976 0.99983 0.99989 0.99992 0.99995 0.99997 0.99998

81

Anexo I. Obtención del tamaño de la muestra

Tablas de distribución normal normal -4 -3.9 -3.8 -3.7 -3.6 -3.5 -3.4 -3.3 -3.2 -3.1 -3 -2.9 -2.8 -2.7 -2.6 -2.5 -2.4 -2.3 -2.2 -2.1 -2 -1.9 -1.8 -1.7 -1.6 -1.5 -1.4 -1.3 -1.2 -1.1 -1 -0.9 -0.8 -0.7 -0.6 -0.5 -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0

0 0.00003 0.00005 0.00007 0.00011 0.00016 0.00023 0.00034 0.00048 0.00069 0.00097 0.00135 0.00187 0.00256 0.00347 0.00466 0.00621 0.0082 0.01072 0.0139 0.01786 0.02275 0.02872 0.03593 0.04457 0.0548 0.06681 0.08076 0.0968 0.11507 0.13567 0.15866 0.18406 0.21186 0.24196 0.27425 0.30854 0.34458 0.38209 0.42074 0.46017 0.5

0.01 0.00003 0.00005 0.00007 0.0001 0.00015 0.00022 0.00032 0.00047 0.00066 0.00094 0.00131 0.00181 0.00248 0.00336 0.00453 0.00604 0.00798 0.01044 0.01355 0.01743 0.02222 0.02807 0.03515 0.04363 0.0537 0.06552 0.07927 0.0951 0.11314 0.1335 0.15625 0.18141 0.20897 0.23885 0.27093 0.30503 0.3409 0.37828 0.41683 0.4562 0.49601

0.02 0.00003 0.00004 0.00007 0.0001 0.00015 0.00022 0.00031 0.00045 0.00064 0.0009 0.00126 0.00175 0.0024 0.00326 0.0044 0.00587 0.00776 0.01017 0.01321 0.017 0.02169 0.02743 0.03438 0.04272 0.05262 0.06426 0.0778 0.09342 0.11123 0.13136 0.15386 0.17879 0.20611 0.23576 0.26763 0.30153 0.33724 0.37448 0.41294 0.45224 0.49202

0.03 0.00003 0.00004 0.00006 0.0001 0.00014 0.00021 0.0003 0.00043 0.00062 0.00087 0.00122 0.00169 0.00233 0.00317 0.00427 0.0057 0.00755 0.0099 0.01287 0.01659 0.02118 0.0268 0.03362 0.04182 0.05155 0.06301 0.07636 0.09176 0.10935 0.12924 0.15151 0.17619 0.20327 0.2327 0.26435 0.29806 0.3336 0.3707 0.40905 0.44828 0.48803

0.04 0.00003 0.00004 0.00006 0.00009 0.00014 0.0002 0.00029 0.00042 0.0006 0.00084 0.00118 0.00164 0.00226 0.00307 0.00415 0.00554 0.00734 0.00964 0.01255 0.01618 0.02068 0.02619 0.03288 0.04093 0.0505 0.06178 0.07493 0.09012 0.10749 0.12714 0.14917 0.17361 0.20045 0.22965 0.26109 0.2946 0.32997 0.36693 0.40517 0.44433 0.48405

0.05 0.00003 0.00004 0.00006 0.00009 0.00013 0.00019 0.00028 0.0004 0.00058 0.00082 0.00114 0.00159 0.00219 0.00298 0.00402 0.00539 0.00714 0.00939 0.01222 0.01578 0.02018 0.02559 0.03216 0.04006 0.04947 0.06057 0.07353 0.08851 0.10565 0.12507 0.14686 0.17106 0.19766 0.22663 0.25785 0.29116 0.32636 0.36317 0.40129 0.44038 0.48006

0.06 0.00002 0.00004 0.00006 0.00008 0.00013 0.00019 0.00027 0.00039 0.00056 0.00079 0.00111 0.00154 0.00212 0.00289 0.00391 0.00523 0.00695 0.00914 0.01191 0.01539 0.0197 0.025 0.03144 0.0392 0.04846 0.05938 0.07215 0.08692 0.10383 0.12302 0.14457 0.16853 0.19489 0.22363 0.25463 0.28774 0.32276 0.35942 0.39743 0.43644 0.47608

0.07 0.00002 0.00004 0.00005 0.00008 0.00012 0.00018 0.00026 0.00038 0.00054 0.00076 0.00107 0.00149 0.00205 0.0028 0.00379 0.00508 0.00676 0.00889 0.0116 0.015 0.01923 0.02442 0.03074 0.03836 0.04746 0.05821 0.07078 0.08534 0.10204 0.121 0.14231 0.16602 0.19215 0.22065 0.25143 0.28434 0.31918 0.35569 0.39358 0.43251 0.4721

0.08 0.00002 0.00003 0.00005 0.00008 0.00012 0.00017 0.00025 0.00036 0.00052 0.00074 0.00104 0.00144 0.00199 0.00272 0.00368 0.00494 0.00657 0.00866 0.0113 0.01463 0.01876 0.02385 0.03005 0.03754 0.04648 0.05705 0.06944 0.08379 0.10027 0.119 0.14007 0.16354 0.18943 0.2177 0.24825 0.28096 0.31561 0.35197 0.38974 0.42858 0.46812

0.09 0.00002 0.00003 0.00005 0.00008 0.00011 0.00017 0.00024 0.00035 0.0005 0.00071 0.001 0.00139 0.00193 0.00264 0.00357 0.0048 0.00639 0.00842 0.01101 0.01426 0.01831 0.0233 0.02938 0.03673 0.04551 0.05592 0.06811 0.08226 0.09853 0.11702 0.13786 0.16109 0.18673 0.21476 0.2451 0.2776 0.31207 0.34827 0.38591 0.42465 0.46414

82

Anexo II. Hoja y tablas de registro

Anexo II. Hoja y tablas de registro

Hoja de registro

Día _____ de ________ de 20 ______

Día de trabajo:

Número de sesión:

Nombre del archivo:

Hora de inicio:

Hora de término:

Temperatura del agua:

Temperatura ambiental:

Estación del año:

Observaciones:

83

Anexo II. Hoja y tablas de registro

Día ____ de __________ de 20____

Día de trabajo: ______

Nombre del archivo: ____________________ Tiempo (min.) 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 0.11 0.12 0.13 0.14 0.15 0.16 0.17 0.18 0.19 0.2 0.21 0.22 0.23 0.24 0.25 0.26 0.27 0.28 0.29 0.3 0.31 0.32 0.33 0.34 0.35 0.36 0.37 0.38 0.39 0.4 0.41 0.42 0.43 0.44 0.45 0.46 0.47 0.48 0.49 0.5 0.51 0.52

Frecuencia (Hz.) Hidrófono Micrófono

Número de sesión: ______ Hoja número 1

Tiempo (min.) 0.53 0.54 0.55 0.56 0.57 0.58 0.59 1 1.01 1.02 1.03 1.04 1.05 1.06 1.07 1.08 1.09 1.1 1.11 1.12 1.13 1.14 1.15 1.16 1.17 1.18 1.19 1.2 1.21 1.22 1.23 1.24 1.25 1.26 1.27 1.28 1.29 1.3 1.31 1.32 1.33 1.34 1.35 1.36 1.37 1.38 1.39 1.40 1.41 1.42 1.43 1.44

Frecuencia (Hz.) Hidrófono Micrófono

84

Anexo II. Hoja y tablas de registro

Día ____ de __________ de 20____

Día de trabajo: ______

Nombre del archivo: ____________________ Tiempo (min.) 1.45 1.46 1.47 1.48 1.49 1.5 1.51 1.52 1.53 1.54 1.55 1.56 1.57 1.58 1.59 2 2.01 2.02 2.03 2.04 2.05 2.06 2.07 2.08 2.09 2.1 2.11 2.12 2.13 2.14 2.15 2.16 2.17 2.18 2.19 2.2 2.21 2.22 2.23 2.24 2.25 2.26 2.27 2.28 2.29 2.3 2.31 2.32 2.33 2.34 2.35 2.36

Frecuencia (Hz.) Hidrófono Micrófono

Número de sesión: ______ Hoja número 2

Tiempo (min.) 2.37 2.38 2.39 2.4 2.41 2.42 2.43 2.44 2.45 2.46 2.47 2.48 2.49 2.5 2.51 2.52 2.53 2.54 2.55 2.56 2.57 2.58 2.59 3 3.01 3.02 3.03 3.04 3.05 3.06 3.07 3.08 3.09 3.1 3.11 3.12 3.13 3.14 3.15 3.16 3.17 3.18 3.19 3.2 3.21 3.22 3.23 3.24 3.25 3.26 3.27 3.28

Frecuencia (Hz.) Hidrófono Micrófono

85

Anexo II. Hoja y tablas de registro

Día ____ de __________ de 20____

Día de trabajo: ______

Nombre del archivo: ____________________ Tiempo (min.) 3.29 3.3 3.31 3.32 3.33 3.34 3.35 3.36 3.37 3.38 3.39 3.4 3.41 3.42 3.43 3.44 3.45 3.46 3.47 3.48 3.49 3.5 3.51 3.52 3.53 3.54 3.55 3.56 3.57 3.58 3.59 4 4.01 4.02 4.03 4.04 4.05 4.06 4.07 4.08 4.09 4.1 4.11 4.12 4.13 4.14 4.15 4.16 4.17 4.18 4.19 4.2

Frecuencia (Hz.) Hidrófono Micrófono

Número de sesión: ______ Hoja número 3

Tiempo (min.) 4.21 4.22 4.23 4.24 4.25 4.26 4.27 4.28 4.29 4.3 4.31 4.32 4.33 4.34 4.35 4.36 4.37 4.38 4.39 4.4 4.41 4.42 4.43 4.44 4.45 4.46 4.47 4.48 4.49 4.5 4.51 4.52 4.53 4.54 4.55 4.56 4.57 4.58 4.59 5 5.01 5.02 5.03 5.04 5.05 5.06 5.07 5.08 5.09 5.1 5.11 5.12

Frecuencia (Hz.) Hidrófono Micrófono

86

Anexo II. Hoja y tablas de registro

Día ____ de __________ de 20____

Día de trabajo: ______

Nombre del archivo: ____________________ Tiempo (min.) 5.13 5.14 5.15 5.16 5.17 5.18 5.19 5.2 5.21 5.22 5.23 5.24 5.25 5.26 5.27 5.28 5.29 5.3 5.31 5.32 5.33 5.34 5.35 5.36 5.37 5.38 5.39 5.4 5.41 5.42 5.43 5.44 5.45 5.46 5.47 5.48 5.49 5.5 5.51 5.52 5.53 5.54 5.55 5.56 5.57 5.58 5.59 6 6.01 6.02 6.03 6.04

Frecuencia (Hz.) Hidrófono Micrófono

Número de sesión: ______ Hoja número 4

Tiempo (min.) 6.05 6.06 6.07 6.08 6.09 6.1 6.11 6.12 6.13 6.14 6.15 6.16 6.17 6.18 6.19 6.2 6.21 6.22 6.23 6.24 6.25 6.26 6.27 6.28 6.29 6.3 6.31 6.32 6.33 6.34 6.35 6.36 6.37 6.38 6.39 6.4 6.41 6.42 6.43 6.44 6.45 6.46 6.47 6.48 6.49 6.5 6.51 6.52 6.53 6.54 6.55 6.56

Frecuencia (Hz.) Hidrófono Micrófono

87

Anexo II. Hoja y tablas de registro

Día ____ de __________ de 20____

Día de trabajo: ______

Nombre del archivo: ____________________ Tiempo (min.) 6.57 6.58 6.59 7 7.01 7.02 7.03 7.04 7.05 7.06 7.07 7.08 7.09 7.1 7.11 7.12 7.13 7.14 7.15 7.16 7.17 7.18 7.19 7.2 7.21 7.22 7.23 7.24 7.25 7.26 7.27 7.28 7.29 7.3 7.31 7.32 7.33 7.34 7.35 7.36 7.37 7.38 7.39 7.4 7.41 7.42 7.43 7.44 7.45 7.46 7.47 7.48

Frecuencia (Hz.) Hidrófono Micrófono

Número de sesión: ______ Hoja número 5

Tiempo (min.) 7.49 7.5 7.51 7.52 7.53 7.54 7.55 7.56 7.57 7.58 7.59 8 8.01 8.02 8.03 8.04 8.05 8.06 8.07 8.08 8.09 8.1 8.11 8.12 8.13 8.14 8.15 8.16 8.17 8.18 8.19 8.2 8.21 8.22 8.23 8.24 8.25 8.26 8.27 8.28 8.29 8.3 8.31 8.32 8.33 8.34 8.35 8.36 8.37 8.38 8.39 8.40

Frecuencia (Hz.) Hidrófono Micrófono

88

Anexo II. Hoja y tablas de registro

Día ____ de __________ de 20____

Día de trabajo: ______

Nombre del archivo: ____________________ Tiempo (min.) 8.41 8.42 8.43 8.44 8.45 8.46 8.47 8.48 8.49 8.5 8.51 8.52 8.53 8.54 8.55 8.56 8.57 8.58 8.59 9 9.01 9.02 9.03 9.04 9.05 9.06 9.07 9.08 9.09 9.1 9.11 9.12 9.13 9.14 9.15 9.16 9.17 9.18 9.19 9.2 9.21 9.22 9.23 9.24 9.25 9.26 9.27 9.28 9.29 9.3 9.31 9.32

Frecuencia (Hz.) Hidrófono Micrófono

Número de sesión: ______ Hoja número 6

Tiempo (min.) 9.33 9.34 9.35 9.36 9.37 9.38 9.39 9.4 9.41 9.42 9.43 9.44 9.45 9.46 9.47 9.48 9.49 9.5 9.51 9.52 9.53 9.54 9.55 9.56 9.57 9.58 9.59 10 10.01 10.02 10.03 10.04 10.05 10.06 10.07 10.08 10.09 10.1 10.11 10.12 10.13 10.14 10.15 10.16 10.17 10.18 10.19 10.2 10.21 10.22 10.23 10.24

Frecuencia (Hz.) Hidrófono Micrófono

89

Anexo II. Hoja y tablas de registro

Día ____ de __________ de 20____

Día de trabajo: ______

Nombre del archivo: ____________________ Tiempo (min.) 10.25 10.26 10.27 10.28 10.29 10.3 10.31 10.32 10.33 10.34 10.35 10.36 10.37 10.38 10.39 10.4 10.41 10.42 10.43 10.44 10.45 10.46 10.47 10.48 10.49 10.5 10.51 10.52 10.53 10.54 10.55 10.56 10.57 10.58 10.59 11 11.01 11.02 11.03 11.04 11.05 11.06 11.07 11.08 11.09 11.1 11.11 11.12 11.13 11.14 11.15 11.16

Frecuencia (Hz.) Hidrófono Micrófono

Número de sesión: ______ Hoja número 7

Tiempo (min.) 11.17 11.18 11.19 11.2 11.21 11.22 11.23 11.24 11.25 11.26 11.27 11.28 11.29 11.3 11.31 11.32 11.33 11.34 11.35 11.36 11.37 11.38 11.39 11.4 11.41 11.42 11.43 11.44 11.45 11.46 11.47 11.48 11.49 11.5 11.51 11.52 11.53 11.54 11.55 11.56 11.57 11.58 11.59 12 12.01 12.02 12.03 12.04 12.05 12.06 12.07 12.08

Frecuencia (Hz.) Hidrófono Micrófono

90

Anexo II. Hoja y tablas de registro

Día ____ de __________ de 20____

Día de trabajo: ______

Nombre del archivo: ____________________ Tiempo (min.) 12.09 12.1 12.11 12.12 12.13 12.14 12.15 12.16 12.17 12.18 12.19 12.2 12.21 12.22 12.23 12.24 12.25 12.26 12.27 12.28 12.29 12.3 12.31 12.32 12.33 12.34 12.35 12.36 12.37 12.38 12.39 12.4 12.41 12.42 12.43 12.44 12.45 12.46 12.47 12.48 12.49 12.5 12.51 12.52 12.53 12.54 12.55 12.56 12.57 12.58 12.59 13

Frecuencia (Hz.) Hidrófono Micrófono

Número de sesión: ______ Hoja número 8

Tiempo (min.) 13.01 13.02 13.03 13.04 13.05 13.06 13.07 13.08 13.09 13.1 13.11 13.12 13.13 13.14 13.15 13.16 13.17 13.18 13.19 13.2 13.21 13.22 13.23 13.24 13.25 13.26 13.27 13.28 13.29 13.3 13.31 13.32 13.33 13.34 13.35 13.36 13.37 13.38 13.39 13.4 13.41 13.42 13.43 13.44 13.45 13.46 13.47 13.48 13.49 13.5 13.51 13.52

Frecuencia (Hz.) Hidrófono Micrófono

91

Anexo II. Hoja y tablas de registro

Día ____ de __________ de 20____

Día de trabajo: ______

Nombre del archivo: ____________________ Tiempo (min.) 13.53 13.54 13.55 13.56 13.57 13.58 13.59 14 14.01 14.02 14.03 14.04 14.05 14.06 14.07 14.08 14.09 14.1 14.11 14.12 14.13 14.14 14.15 14.16 14.17 14.18 14.19 14.2 14.21 14.22 14.23 14.24 14.25 14.26 14.27 14.28 14.29 14.3 14.31 14.32 14.33 14.34 14.35 14.36 14.37 14.38 14.39 14.4 14.41 14.42 14.43 14.44

Frecuencia (Hz.) Hidrófono Micrófono

Número de sesión: ______ Hoja número 9

Tiempo (min.) 14.45 14.46 14.47 14.48 14.49 14.5 14.51 14.52 14.53 14.54 14.55 14.56 14.57 14.58 14.59 15

Frecuencia (Hz.) Hidrófono Micrófono

92

Anexo III. Fotografías de las instalaciones del acuario Aragón

Anexo III. Fotografías de las instalaciones del Acuario Aragón

Consultorio médico

Consultorio médico

Material didáctico

93

Anexo III. Fotografías de las instalaciones del acuario Aragón

Consultorio de diagnóstico

Chalecos salvavidas

Trajes de neopreno

Sillas de ruedas

94

Anexo III. Fotografías de las instalaciones del acuario Aragón

Vestidores

Regaderas

95

Anexo IV. Dimensiones del delfinario

Anexo IV. Dimensiones del delfinario

En el siguiente diagrama se muestran las dimensiones que tiene el delfinario donde se lleva a cabo la Terapia Asistida con Delfines. Esto con el fin de orientar al personal requerido para realizar el estudio con respecto a la longitud del cable necesario tanto para el hidrófono como para el micrófono.

Por lo tanto para el micrófono proponemos se consideren 16.5 m de longitud y para el hidrófono se propone sean 30 m.

96

Anexo V. Cotización del proyecto

Anexo V. Cotización del proyecto Partida

1

Descripción

Clave o número de parte

Costo unitario

Cantidad

Total

Equipo de medición (hardware y software)

Osciloscopio digital (400 MHz) con pantalla a color “touch screen” ancho de banda de 400 mhz, 4 canales, 4 puntas pasivas de 500 MHz, puertos estándar: 10/100BASE-T Ethernet, USB 2.0 (5), SVGA video out, audio in/out, RS-232, mouse óptico-USB, CD-ROM con software de utilería, cubierta protectora frontal, bolsa porta accesorios, certificado de calibración estándar, certificado de cumplimiento técnico y manual del usuario. Exactitud base de tiempo: 10 ppm.

WAVERUNNER 44XI

$12,450.00

1

$12,450.00

Paquete de software de análisis para Waverunner incluye: software de análisis matemático intermedio (XWAV) y software de análisis de jitter and timing, (JTA2).

WRXI-XVAP

$4,300.00

1

$4,300.00

Paquete de software de filtros digitales para Waverunner

WRXI-DFP2

$2,400.00

1

$2,400.00

H8103

$2,776.00

1

$2,776.00

M4138-L-006

$4,108.00

1

$4,108.00

$14,495.00

1

$14,495.00

$207.00

1

$207.00

Cable coaxial de doble blindaje con conectores B&K de 7 pines y longitud de 30 m.

$67.00

30

$2,010.00

Cable coaxial de doble blindaje de 17 m para juego de accesorios 2669-B B&K

$60.00

17

$1020.00

Cable coaxial de doble blindaje, conectores BNC-BNC de 1.2 m

$67.00

2

$134.00

$170.85

1

$170.85

Dólares

$44,070.85

Pesos

$471,558.10

Hidrófono miniatura B&K con cable integrado de 6m. Con terminal plug 10-32 UNF microdot Micrófono de campo - presión, incluye juego de accesorios 2669-B (preamplificador, cable y conector 7 pines B&K)

Computadora de escritorio (Desktop) Procesador: Pentium DUO 2.0 GHz RAM: 2 GB, disco duro: 100 GB, drive DVD – RW, Ethernet Network 1 Gbit

Cable adaptador de conector 10-32 UNF a conector B&K de 7 pines

Convertidor serie RS-232 a USB

97

Anexo V. Cotización del proyecto

2

3

Accesorios extras Kit de herramientas para electrónica

$395.00

1

$395.00

Trípode. Base con extensión de largo alcance para micrófono

$2,600.00

1

$2,600.00

Arnés para brazo y cintura

$200.00

1

$200.00

$8,000.00

14

$112,000.00

$6,000.00

7

$42,000.00

Paquete con 5000 hojas blancas

$390.00

1

$390.00

Paquete de 5 lápices del número 2, Berol

$11.00

2

$22.00

Paquete de 5 plumas, Bic

$18.00

2

$36.00

Cinta adhesiva plateada

$14.35

10

$143.48

Sacapuntas

$5.00

2

$10.00

Pesos

$157,796.48

TOTAL

$629,354.58

Salarios

Ing. en Comunicaciones y Electrónica

Técnico en electrónica

4

Se estima que el proyecto dure 7 meses, y se considera que son 2 ingenieros

Papelería

98

Referencias bibliográficas

Referencias Bibliográficas

[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11]

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[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

Agranat B., Dubrovin M., Javski N., Eskin G., 1990. Fundamentos de la Física y la Técnica de los Ultrasonidos, Mir Moscú. Traducción al español, A. Ballesteros. Coates, Rodney F.W. 1989, Underwater Acoustic Systems, Halsted Press Book Galiana Mongot Tomás de, 1967, Pequeño Larousse de Ciencias y Técnicas, Larousse Kinsler Lawrence E., 1995 Fundamentos de Acústica, Limusa, México. Noriega Editores Recuero, López Manuel, 2000. Ingeniería Acústica. Editorial Paraninfo Rosado Rodríguez Carlos. 1974 Acústica I, Editorial Trillas Zagzebski, James A. 1996, Essentials of Ultrasound Physics, Mosby Inc. Au, Whitlow, W.L., 1993. The Sonar of Dolphins, New York. Au, Whitlow, W.L., Popper Arthur N., Fay Richard R. 2000. Hearing by whales and dolphins Ed. Springer Biblioteca de Consulta Microsoft ® Encarta ® 2005. © 1993-2004 Microsoft Corporation. Delgado, 1987. Hallazgos Hematológicos de Orcinus Orca a la altura de la Ciudad de México. Tesis de Licenciatura. Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia UNAM, México, DF. Guyton, Arthur C. M.D., Hall, John E. Ph.D. Tratado de Fisiología Medica. Mc Graw-Hill Interamericana. 9° Edición Morozov, V. 1987 Bioacústica recreativa. Ed. Mir Moscú Ramírez, José Luís, 2001 Química del Pensamiento, Colección Nueva Ciencia, Orión, Capitulo 4. México. Segunda edición Ramírez, José Luis, 2002 Neurolectura, Cerebro y aprendizaje acelerado de la lectura. Colección Nueva Ciencia, Orión, Capitulo 5, 6 y 7. México. Birch, S. 1997. Dolphin Human Interaction Effects. Bioelectronics Group Dept. Of Electrical and Computer Systems Engineering Monash University, Victoria, Australia 1: 53 – 61 Cole, D. 1996. Electroencephalographic results of human-dolphin interaction: a nd sonophoresis model, Proc. 2 Int. Symposium on Dolphin Assisted Therapy, Sept. 5-8, Cancun, México. Haro, R. y Maldonado, N. Clínica de Trastornos del Sueño. Efectos de la terapia asistida con delfines sobre la organización del sueño de niños con alteraciones neurológicas. Clínica de Trastornos del Sueño, Facultad de Medicina de la UNAM - Convimar S.A. de C.V. Centro de Rehabilitación Integral, Estado de México. Noviembre, 2006. Lynch T.D. and Anchor K.N. 1987. Current Status of the beta endophin and self regulation: health enhancement through applied neurosciences, Clinical biofeedback and Health 10(1):8-15 Maldonado, Arellano Nora. Utilización del sonar del delfín en la estimulación del sistema nervioso en niños con retos especiales: X ciclo de exposiciones y conferencias sobre acústica CECA 2000, Instituto Politécnico Nacional. Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica: Unidad Culhuacan: noviembre, 2003. [a] Nathanson D. 1989 Florida, Evaluación del aprendizaje y la retención en niños con Síndrome de Down. [b]

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99

Referencias bibliográficas

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[21]

[23]

Martínez, A.A., Pérez, G. M., Utilización del sonar del delfín en la estimulación del sistema nervioso en niños con necesidades educativas especiales, DIF Estatal Aguascalientes, 2007. Nathanson, D.E. 1989. Using bottlenose dolphins to increase the cognition of mentally retarded children, Clinical and Abnormal Psych.: 233. Steinem, G. 1990. La revolución desde adentro. Ed. Océano Atlántida (19): 179-181. México.

[24]

Ferri, R. George, 1997. Principios de Administración. Fondo de Cultura Económica

[25]

Taro Yamane. Estadística. Editorial Harla

[22]

Páginas de Internet

[26] [27] [28]

[29] [30]

[31] [32] [33] [34]

Acústica subacuática, Ingeniería de ondas, curso 2003-2004 http://www.lpi.tel.uva.es/~nacho/docencia/ing_ond_1/trabajos_03_04/subacuatica/ Centro de Delfinoterapia WaterLand, Mejía Margarita, Agosto 1999. Venezuela http://www.isabelsalama.com/DELFINOTERAPIA.htm Ecolocalización http://www.lpi.tel.uva.es/~nacho/docencia/ing_ond_1/trabajos_04_05/io5/public_html/delfin escentro2.htm Fundación KETO 2006 http://www.fundacionketo.org/cetaceos-introduccion.shtml Infrasonidos y ultrasonidos, Universidad de Valladolid, Proyecto de Ingeniería de las Ondas I. Vega Fidalgo Luís Miguel y Zorita Téllez David http://www.lpi.tel.uva.es/~nacho/docencia/ing_ond_1/trabajos_03_04/infra_y_ultra/index.htm Micrófonos http://www.pcb.com/Linked_Documents/Vibration/Microphone_handbook.pdf Terapia con Animales http://www.geocities.com/zooterapia/documentos/delfinoterapia.pdf Ultrasonido, Dr. Mora Rivera Leonardo y Dr. Almenares Montano Santiago http://www.sld.cu/galerias/pdf/sitios/rehabilitacion/ultrasonido.pdf Ultrasonido, Universidad Nacional del Comahue. Ing. Ricardo Echevarria, 2002 http://fain.uncoma.edu.ar/materias/ensayos_no_destructivos/Catedra_END/6Ultrasonido/Apunte_US.pdf

100