Software de Entrenamiento Auditivo

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SOFTWARE DE ENTRENAMIENTO AUDITIVO PARA INGENIEROS DE SONIDO 
 
 
 
 
JHON ESTEBAN MORALES QUINTERO 
MATEO YEPES DÍAZ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA MEDELLÍN 
FACULTAD DE INGENIERÍAS 
INGENIERÍA DE SONIDO 
MEDELLÍN 
2016 
 
 
 
 
SOFTWARE DE ENTRENAMIENTO AUDITIVO PARA INGENIEROS DE SONIDO 
 
 
 
JHON ESTEBAN MORALES QUINTERO 
MATEO YEPES DÍAZ 
 
 
 
Trabajo de grado presentado Para optar al título de Ingeniero de Sonido 
 
 
David Manuel Buitrago Montañez, Magíster (MSc) en. Ingeniería Acústica en la Industria y el 
Transporte 
 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA MEDELLÍN 
FACULTAD DE INGENIERÍAS 
INGENIERÍA DE SONIDO 
MEDELLÍN 
2016 
 
 
Dedicatoria 
En memoria de nuestros padres Ricardo León Yepes y Otoniel Morales Castro por sus recuerdos 
que nos han acompañado cada momento durante este arduo camino, a nuestras madres María 
Teresa Díaz y Yolanda Quintero Gómez que con su extraordinario esfuerzo han sido ejemplo de 
sacrificio, amor incondicional y de lucha incansable, a nuestros hermanos por su amor y 
compañía durante todo momento, a nuestros familiares y amigos que de una u otra forma han 
estado ahí y han sido un apoyo durante nuestras vidas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Agradecimientos 
A nuestro asesor, M.I. David M. Buitrago Montañez, por su paciencia y amable disposición, sus 
consejos oportunos y valiosos conocimientos. 
Al docente Carlos A. Castro Castro, por su asesoría en ingeniería de software. 
A todos nuestros docentes que con cariño han ejercido su profesión y han dejado huella para 
crear ingenieros apasionados por enaltecer siempre la profesión. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tabla de Contenido 
Resumen .......................................................................................................................................... 9 
Abstract ......................................................................................................................................... 10 
Introducción .................................................................................................................................. 11 
1. Planteamiento del Problema ................................................................................................ 12 
1.1. Antecedentes ............................................................................................................................... 12 
2. Objetivos ................................................................................................................................ 16 
2.1. Objetivo General ........................................................................................................................ 16 
2.2. Objetivos Específicos ................................................................................................................. 16 
3. Marco Teórico ....................................................................................................................... 17 
3.1. Marco Conceptual ...................................................................................................................... 17 
3.1.1. Ciencia de la Computación ................................................................................................... 17 
3.1.2. Software Educativo ............................................................................................................... 18 
3.1.3. Recursos Educativos Digitales .............................................................................................. 21 
3.1.4. Entrenamiento Auditivo Técnico .......................................................................................... 22 
3.1.5. Sonido ................................................................................................................................... 23 
3.1.6. Filtros .................................................................................................................................... 27 
3.1.7. Reverberación ....................................................................................................................... 31 
3.1.8. Metodología RUP Adaptada ................................................................................................. 33 
3.1.9. Creative Commons ................................................................................................................ 35 
4. Metodología ........................................................................................................................... 38 
4.1. Planteamiento de contenido ...................................................................................................... 38 
4.1.1. Contenidos Temáticos ........................................................................................................... 39 
4.1.2. Didáctica y Multimedia ......................................................................................................... 40 
4.1.2.1. Texto .................................................................................................................................. 40 
4.1.2.2. Imágenes ............................................................................................................................ 40 
4.1.2.3. Narraciones y Apoyos Sonoros .......................................................................................... 41 
4.2. Algoritmos y Programación ...................................................................................................... 42 
4.2.1. Planteamiento de Algoritmos ................................................................................................ 42 
4.2.2. Diagramas de Flujo ............................................................................................................... 43 
4.2.3. Programación de Módulos .................................................................................................... 43 
4.2.3.1. Librerías Utilizadas ............................................................................................................ 44 
4.2.3.2. Creación de Ejecutables ..................................................................................................... 45 
4.3. RUP Adaptado............................................................................................................................ 46 
4.3.1. Levantamiento de Requerimientos ........................................................................................ 46 
4.3.1.1. Charla Informal .................................................................................................................. 46 
4.3.2. Plan de Desarrollo de Software ............................................................................................. 46 
4.3.3. Glosario ................................................................................................................................. 47 
4.3.4. Visión .................................................................................................................................... 47 
4.3.5. Modelo de Casos de Uso y Especificaciones de Casos de Uso ............................................. 47 
4.3.6. Especificaciones Adicionales ................................................................................................ 48 
4.3.7. Prototipos de Interfaces de Usuario ...................................................................................... 48 
4.3.8. Mockups ................................................................................................................................ 48 
4.3.9. Pruebas de Usuario ................................................................................................................ 49 
4.3.10. Diseño de Casos de Prueba .................................................................................................49 
5. Resultados .............................................................................................................................. 51 
5.1. Diagramas de Flujo .................................................................................................................... 51 
5.2. Programación de Módulos ........................................................................................................ 56 
5.3. Pruebas de Usuario .................................................................................................................... 57 
5.3.1. Descripción del Producto ...................................................................................................... 57 
5.3.2. Objetivos de la Prueba........................................................................................................... 57 
5.3.3. Participantes .......................................................................................................................... 57 
5.3.4. Tareas .................................................................................................................................... 57 
5.3.5. Instalación de Prueba ............................................................................................................ 58 
5.3.6. Entorno Informático del Participante .................................................................................... 58 
5.3.7. Diseño de la Prueba ............................................................................................................... 58 
5.3.8. Resultados ............................................................................................................................. 60 
5.4. Resultados de la metodología RUP ........................................................................................... 64 
6. Discusión ................................................................................................................................ 65 
6.1. Producto Obtenido ..................................................................................................................... 65 
6.2. Pruebas de Usuario .................................................................................................................... 65 
7. Conclusiones .......................................................................................................................... 66 
Referencias .................................................................................................................................... 67 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Lista de Tablas 
Tabla I. Imágenes y Tipo de Licencia. ........................................................................................... 41 
Tabla II. Muestra de Audio para Voz y Tipo de Licencia. ............................................................. 41 
Tabla III. Muestras de Audio y Tipo de Licencia. ......................................................................... 42 
Tabla IV. Métrica Eficiencia. ......................................................................................................... 58 
Tabla V. Métrica de Productividad. ............................................................................................... 59 
Tabla VI. Métrica de Satisfacción. ................................................................................................. 59 
Tabla VII. Resultados Métrica de Eficiencia ................................................................................. 61 
Tabla VIII. Resultados Métrica de Productividad. ......................................................................... 62 
Tabla IX. Resultados Métrica de Satisfacción. .............................................................................. 64 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Lista de Figuras 
Fig. 1. Variación de Presión Sonora sobre Presión Atmosférica. .................................................. 23 
Fig. 2. Espectro de Frecuencias. ..................................................................................................... 24 
Fig. 3. Frecuencia de 1 Hz. ............................................................................................................. 24 
Fig. 4. Grafica de un Tono Puro. .................................................................................................... 25 
Fig. 5. Densidad Espectral del Ruido Blanco. ................................................................................ 25 
Fig. 6. Densidad Espectral del Ruido Rosa. ................................................................................... 26 
Fig. 7. a) Onda Seno de Mayor Amplitud, b) Onda Seno de Menor Amplitud. ............................ 26 
Fig. 8. Curvas de Fletcher y Munson. ............................................................................................ 27 
Fig. 9. a) Características de un Filtro, b) Filtro de Orden 2 y Orden 9. ......................................... 28 
Fig. 10. a) Filtro Pasa Bajos, b) Filtro Pasa Altos, c) Filtro Pasa Banda, d) Filtro Rechaza Banda.
 ................................................................................................................................................ 29 
Fig. 11. a) Filtro Butterworth, b) Filtro Chebyshev, c) Filtro Bessel, d) Filtro Elíptico. ............... 31 
Fig. 12. Fases y Disciplinas del RUP. ............................................................................................ 33 
Fig. 13. a) Reconocimiento (Attribution), b) No Comercial (Noncomercial), c) Sin Obra Derivada 
(No Derivate Works), d) Compartir Igual (Share Alike). ....................................................... 36 
Fig. 14. a) Reconocimiento No Comercial Sin Obra Derivada, b) Reconocimiento No Comercial 
Compartir Igual, c) Reconocimiento No Comercial, d) Reconocimiento Sin Obra Derivada, 
e) Reconocimiento Compartir Igual, f) Reconocimiento. ...................................................... 37 
Fig. 15. Diagrama para el Desarrollo Metodológico de Módulo para Software de Entrenamiento 
Auditivo Técnico. ................................................................................................................... 38 
Fig. 16. Comparación entre Desarrollo de Módulo en Serie contra Paralelo. ................................ 43 
Fig. 17. a) Actor, b) Caso de Uso. .................................................................................................. 47 
Fig. 18. Relación de Asociación y Relación de Dependencia. ....................................................... 48 
Fig. 19. Diagrama de Flujo Módulo Teórico. ................................................................................ 51 
Fig. 20. Diagrama de Flujo Módulo Práctico Ordenador. .............................................................. 52 
Fig. 21. Diagrama de Flujo Módulo Práctico Estimador. .............................................................. 53 
Fig. 22. Diagrama de Flujo Módulo Práctico Comparador. ........................................................... 54 
Fig. 23. Diagrama de Flujo Módulo Práctico Seleccionador. ........................................................ 55 
Fig. 24. Fragmento de Código en el Entorno de Desarrollo. ......................................................... 56 
9 
 
Resumen 
 
Se propone realizar un software de entrenamiento auditivo técnico empleando recursos 
multimedia para generar didáctica. Para esto se desarrollan ocho módulos educacionales, 
pertenecientes a cuatro temas específicos. Utilizando el lenguaje de programación Python y 
siguiendo la metodología propuesta por el RUP adaptado, dando como resultado un software 
educativo de tipo tutorial lineal. Se realizan pruebas de usuario basadas en la norma ISO 9126-4 
– Métricas de calidad en uso, con el fin de tener una noción de la percepción del usuario sobre 
algunas características del software. 
El planteamientodel proyecto y la metodología de RUP adaptado permiten desarrollar lo 
módulos, y crear el producto propuesto. Sin embargo, se propone la revisión de algunos de estos 
procesos con el fin de mejorar el producto final. Finalmente se plantea el trabajo futuro del 
proyecto incluyendo una migración de lenguaje de programación para el software de escritorio, 
pruebas para medir el impacto del software en estudiantes y el cambio del software a una 
aplicación web. 
 
Palabras clave: Software, Entrenamiento Auditivo Técnico, Metodología RUP, Python. 
 
10 
 
Abstract 
 
A Technical Ear Training software is proposed, using multimedia resources to promote 
interactive teaching. For this eight educational modules belonging to four specific topics are 
developed. Using the Python programming language and following the methodology proposed by 
the adapted RUP, giving as a result a lineal tutorial educational software. Usability tests are made 
according to the ISO/IEC TR 9126 – 4 standard. With the objective of have a sight of the user 
perception about certain items in the software. 
The project approach and the adapted RUP methodology allow developing the modules, 
and make the proposed product, however, the revision of some items in the developing chain is 
proposed with the purpose of getting a better final product. Finally, future work of the project is 
proposed including, migration of the programming language in the desktop application, also a 
project which test the impact of the software in students and finally the migration of the software 
into a web application. 
 
Keywords: Software, Technical Ear Training, Rational Unified Process, Python. 
 
11 
 
Introducción 
 
Durante los últimos años diferentes factores han hecho que la Ingeniería de Sonido haya 
experimentado crecimiento laboral con proyección positiva [1]. Un factor son los avances 
tecnológicos en el mundo del audio, que han permitido una mayor capacidad de procesamiento 
computacional a un costo menor y como consecuencia mayor acceso de la población. Otro de 
estos factores es la creación de carreras profesionales que han formalizado los conocimientos y 
que dentro de sus planes de estudio incluyen entrenamientos prácticos en diferentes áreas [2]. 
Uno de estos es el entrenamiento auditivo técnico, que se basa en el reconocimiento de diferentes 
atributos del sonido. 
La formación en entrenamiento auditivo técnico es esencial en los campos de sonido en 
vivo, producción y postproducción de audio pues sobre esto se basan las decisiones y acciones 
que deben tomar los profesionales en estos campos. Además, es fundamental para Ingenieros de 
sonido que se desempeñan en acústica, pues este será el referente que tendrán para identificar los 
diferentes fenómenos presentes en sus casos de análisis. Dada la importancia del entrenamiento 
auditivo técnico, se plantea desarrollar herramientas didácticas que sirvan como apoyo a las 
actividades académicas de entrenamiento auditivo para estudiantes de Ingeniería de Sonido. 
Como medio para desarrollar estas herramientas se propone la programación de módulos 
de aprendizaje y práctica de entrenamiento auditivo en español, para estudiantes de Ingeniería de 
Sonido. Todo bajo la premisa que dentro de la oferta actual del mercado no hay programas o 
aplicaciones que cumplan las necesidades técnicas y lingüísticas necesarias para los estudiantes. 
El desarrollo de estos módulos está enmarcado en un proyecto de investigación mayor de la 
Universidad de San Buenaventura Medellín, que incluirá también módulos de evaluación y que 
servirá como acompañante para el estudiante durante el proceso de aprendizaje y como una 
herramienta de apoyo para el docente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
12 
 
1. Planteamiento del Problema 
 
Partiendo de la necesidad de un software de entrenamiento auditivo técnico para 
estudiantes de Ingeniería de Sonido y de la propuesta de desarrollar módulos de aprendizaje y 
práctica de este software. Se debe establecer en qué punto está el problema investigativo, que en 
este caso es determinar los componentes que habrá que tener en cuenta para el desarrollo de los 
módulos de aprendizaje y práctica. Esto, teniendo en cuenta que el enfoque de los módulos es 
hacía la interactividad y la enseñanza. 
Tomando la didáctica como uno de los ejes centrales del programa, se determina que una 
componente del desarrollo consiste en la manera en cómo se plantearán los contenidos 
pertenecientes a cada tema y módulo. Otra componente estará enfocada a diseñar una manera 
didáctica de mostrar los contenidos. Finalmente, un tercer componente será el planteamiento de 
los algoritmos que tengan en cuenta los dos componentes anteriores y que luego serán aplicados a 
un lenguaje de programación. 
El problema investigativo se centra en cómo será el planteamiento de cada componente 
anteriormente mencionado para llegar al desarrollo de cada módulo. Se tendrán que desarrollar 
ocho módulos, pertenecientes a cuatro temas específicos, aplicando la metodología de desarrollo 
de RUP adaptado. 
El alcance de este proyecto está definido como descriptivo, pues está orientado a 
especificar propiedades, características y rasgos importantes, de un elemento compuesto de tres 
componentes a analizar. 
Se llega a la pregunta base de este proyecto: ¿Cómo desarrollar módulos didácticos para 
enseñanza y práctica de un software de entrenamiento auditivo técnico, que sirvan como 
herramienta de apoyo académico para estudiantes de Ingeniería de Sonido? 
 
1.1. Antecedentes 
La implementación durante los últimos años de estrategias de aprendizaje por medio de 
nuevas tecnologías como lo son los dispositivos móviles y computadores, ha hecho que crezca 
considerablemente la popularidad del software educativo, como medio para mejorar las 
habilidades de los estudiantes en ciertas áreas del conocimiento, sin embargo años atrás se hacía 
difícil esta labor ya que no se contaba con las herramientas suficientes para realizar este tipo de 
dispositivos y software [3]. 
En Grecia, en la Universidad Aristóteles de Thessaloniki, presentaron un programa sin 
ánimo de lucro para enseñar a distancia cursos de audio digital. Este curso estaba dirigido a 
personas que estuvieran involucradas con el audio y la ingeniería de sonido. Las temáticas se 
platearon de manera que tuviera contenidos audiovisuales y de multimedia. Este programa 
funcionaba por medio de Internet. Las actividades empezaron en el año de 1998 y terminaron a 
finales del año 1999. 
13 
 
La topología del programa consistía de un nodo central de educación e información. La 
parte operativa fue diseñada en páginas HTML, ofreciendo flexibilidad y compatibilidad entre 
diversos sistemas de computadores. Además, herramientas de lenguaje como Java, también se 
implementaron con el fin de facilitar la operación de todo. Este curso contenía los siguientes 
temas: sonido y escucha, transducción de ondas sonoras y grabación digital, protocolos de 
comunicación digital, algoritmos de procesamiento digital de señales y aplicaciones, síntesis de 
sonido (FM y Wavetable) y formatos de audio digital. Todo esto venia adaptado en formato 
HTML y PDF, permitiendo la implementación de este curso en un CD [4]. 
En el año de 1968, se realizó un sistema de aprendizaje musical electrónico, que consistía 
de una consola con teclado musical, un intercomunicador y unos generadores de tonos, además 
de un control visual donde iba mostrando las notas tocadas o seleccionadas en el teclado. El 
estudiante podía escuchar lo que iba tocando a través de un parlante o auriculares. Este sistema 
contaba con una estación de trabajo para el instructor y veinticuatro estaciones para los 
estudiantes, divididas en cuatro grandes grupos de seis estaciones cada uno. Algunas de las áreas 
de estudio de este sistema son: el entrenamiento musical, entrenamiento musical vocal, 
composición,armonía, teoría musical, instrucciones para tocar órgano y piano y terapia musical. 
El primer software de entrenamiento auditivo que se realizó fue el Timbre Solfege en la 
Academia Chopin de Música de Varsovia, Polonia. Este software incluía ejercicios de volumen, 
tono, timbre, audición espacial, distorsión, enmascaramiento y otras temáticas de grabación y 
análisis del sonido. El software, por ejemplo, hacía que el estudiante pasara por una serie de 
ejercicios en donde había una señal limpia y otra con distorsión, la señal limpia se debía procesar 
utilizando distorsión hasta que quedara igual a la primera muestra. 
Quesnel realizó un software de entrenamiento auditivo basado en el Timbre Solfege. Este 
software se implementó en la Universidad McGill y no fue comercializado. Para su 
funcionamiento este software requería una estación Macintosh y dos ecualizadores paramétricos 
que eran controlados digitalmente vía MIDI. Una de las desventajas de este software era que se 
necesitaba muchos dispositivos externos para su funcionamiento, lo que en esta época era muy 
costoso. 
Brixen habla sobre un programa de escucha implementado en un software para 
computadores con el fin de entrenar a los ingenieros de sonido identificando espectros en la 
reproducción del audio. Igual que el anterior software, este no fue comercializado. En el año de 
1994, implementó el software en Macintosh utilizando dos ecualizadores paramétricos externos, 
que eran controlados vía MIDI. Los ejercicios de entrenamiento que tenía el software era la 
identificación de picos de un ancho de tercio de octava. La desventaja de esto radicaba en el uso, 
implementación y costo de los equipos para su funcionamiento, lo cual llevo a que se pensara en 
una segunda versión del software eliminando la necesidad de equipos externos, haciendo que 
fuera más accesible a las personas, ya que los archivos de audio se ecualizaban y se almacenaban 
en CD. Cabe resaltar que esto implicó una gran cantidad de espacio en disco duro para poder 
almacenar los archivos de audio. 
Otro curso educativo es el de Alton Everest llamado Escucha Critica, el cual salió en 
formato de casete y posteriormente en CD, los cuales venían acompañados de un libro. Los 
14 
 
niveles de dificultad en este software son limitados y están más enfocados a personas que 
busquen tener una guía introductoria para el desarrollo de la escucha crítica. 
Golden Ears desarrollado por David Moulton consiste en cuatro volúmenes distribuidos 
en ocho CD los cuales buscan entrenar al usuario identificando ecualización, procesamiento de 
audio, compresión, delays y reverberación. Los ejercicios de ecualización cuentan con aumentos 
y recortes en diez diferentes octavas diferentes y anchos de bandas hasta de un tercio de octava 
[5]. 
En el Instituto de Tecnología de Medios Digitales, crearon el Songs2See: Aprende a tocar 
jugando, el cual consiste en una aplicación web para complementar los conocimientos de los 
estudiantes de manera practica en su tiempo libre. Las características principales son el uso real 
de instrumentos musicales en lugar de MIDI o controladores, realimentación inmediata y 
evaluación, sugerencias de digitación, entre otros. Los usuarios tienen la posibilidad de generar 
su propio contenido de juego con las pistas de audio y las opciones que le brinda el programa 
tales como el tempo y la dificultad [6]. 
Otra aplicación para la enseñanza de ingenieros de sonido, en este caso procesamiento de 
audio digital fue usado en el Instituto de Ciencias de la Computación de la Universidad de 
Tecnología de Poznan, siendo usado alrededor de 15 años. Algunas de las temáticas que incluye 
esta aplicación es la idea de señal, valores RMS, ortogonalidad de señales, aproximaciones, 
síntesis simple, espectros, teorema de sampleo, convolución, filtros digitales, filtros FIR, filtros 
IIR, y transformada discreta de Fourier. Este curso esta compuesto por quince lecturas y quince 
laboratorios destinados para ser realizados en quince semanas [7]. 
Estos software dedicados al entrenamiento auditivo, generalmente requieren hardware 
exclusivo para su funcionamiento como por ejemplo los sistemas utilizados en la Universidad de 
Kyushu en Japón, el Instituto Acústico Danés en Dinamarca y la Universidad de McGill en 
Canadá, cuentan con estos sistemas dedicados. Además otros software como Train Your Ears y 
Ear Beater han sido introducidos como sistemas independientes ya que utilizan hardware del 
computador para la reproducción del sonido [8]. 
En la Universidad Perth College, desarrolló un programa con tareas básicas para el 
aprendizaje de técnicas de captura de microfonías estéreo. Se usó en estudiantes de producción 
musical con el fin de evaluar el conocimiento y habilidad para aplicar estas técnicas. La idea 
propuesta era simular un entorno adecuado de aprendizaje dentro de un programa de computador 
con el fin de incrementar la cantidad de tiempo de cada estudiante con las técnicas de microfonía 
estéreo y el desarrollo de escucha y habilidades críticas para su uso adecuado [9]. 
Sin embargo, la Universidad de Lethbridge en Canadá, realizó por medio de la web, un 
programa de entrenamiento auditivo para ingenieros de sonido. Este programa fue utilizado por 
los estudiantes del programa de Artes de Audio Digital. Cabe resaltar que el código del programa 
se encuentra disponible en línea con el fin de que otras personas dedicadas a estas áreas puedan 
cambiar y mejorar el mismo. El desarrollo de tres clases de habilidades de escucha se encuentra 
en este programa. Estas clases son: Musicalmente, Técnicamente y Estéticamente. La escucha 
musical hace referencia a la habilidad musical para identificar acordes, melodías, voces, etc., 
15 
 
permitiendo a los estudiantes comunicarse con los músicos durante las producciones musicales. 
La escucha técnica es la habilidad de identificar características y sonidos que son producidos por 
varios tipos de procesamientos de señal. Es aprender a determinar el timbre, las dinámicas y los 
atributos espaciales del sonido. La estética musical es escuchada en un contexto más amplio y 
más artístico [10]. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
16 
 
2. Objetivos 
 
2.1. Objetivo General 
Desarrollar ocho módulos educacionales, pertenecientes a cuatro temas específicos. Para 
el aprendizaje autodidacta y entrenamiento en escucha crítica ingenieril, utilizando el lenguaje de 
programación Python y la metodología de desarrollo de software RUP adaptado. 
 
2.2. Objetivos Específicos 
 Generar los contenidos teóricos necesarios para la implementación de los módulos de 
aprendizaje autodidacta y entrenamiento en escucha crítica. 
 Realizar la producción y postproducción de los audios que se utilizarán como material de 
apoyo para los módulos de enseñanza. 
 Plantear las estructuras lógicas como guía para la programación de cada módulo. 
 Programar cada módulo planteado, cuatro para enseñanza y cuatro para práctica, 
basándose en la estructura lógica planteada y utilizando el lenguaje de programación 
Python. 
 Ejecutar pruebas de software, basándose en el Proceso Racional Unificado o RUP 
adaptado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
17 
 
3. Marco Teórico 
 
3.1. Marco Conceptual 
3.1.1. Ciencia de la Computación 
Ciencia de la computación es el estudio sistemático de la factibilidad, estructura, 
expresión, y mecanización de procesos metódicos (algoritmos) que hacen parte de la adquisición, 
representación, procesamiento, almacenamiento y acceso a la información, ya sea esta 
información decodificada en bits y bytes o transcrita en genes y estructuras de una célula 
humana. De una manera más concisa se puede llegar a que la ciencia computacional es el estudio 
de automatizar procesos algorítmicos [11]. 
Un algoritmo o pseudocódigo como también se conoce, se podría definir como una seriede pasos ordenados para resolver un problema específico, generalmente aplicado a la informática 
y que luego puede ser implementando en un lenguaje de programación. Generalmente estos 
algoritmos son universales y pueden ser aplicados en cualquier lenguaje de programación, se 
deberá tener en cuenta como se aplica a la sintaxis propia de estos [12]. 
También están las funciones que son paquetes de algoritmos, los cuales pueden ser 
invocados y realizar diversas acciones según sea programado. Estos pueden aceptar valores de 
entrada y producir valores de salida [13]. 
Un programa es una serie de algoritmos o pseudocódigos implementados en un lenguaje 
de programación cualquiera para ser ejecutados a través de un computador. Algunas de estas 
instrucciones realizan procesos matemáticos y por lo general tienen una estructura básica de la 
cual se puede resaltar lo siguiente: 
 Una entrada, las cuales pueden ser ingresadas a través de algún periférico como el teclado 
o desde otro archivo. 
 Operaciones lógicas y condicionales, dado que se pueden hacer procesos matemáticos se 
pueden agregar una serie de condiciones para que se tomen caminos lógicos y se cumpla 
lo que se necesita hacer. 
 Loops o repeticiones, instrucciones que se repiten una cantidad determinada veces para 
poder que finalice el programa en un momento. 
 Salidas, las cuales van a arrojar uno o varios resultados luego de que se haya ejecutado lo 
anteriormente mencionado [14]. 
Una interfaz gráfica (GUI) representa el módulo visual en donde se va a desarrollar el 
programa. La interfaz gráfica es un término utilizado en el mundo informático, ya que este se 
puede definir como la carta de presentación del software que se va a utilizar. Muchas veces tener 
18 
 
una buena interfaz gráfica proporciona al usuario final un mejor manejo de programa y una mejor 
experiencia de uso, además de desarrollar habilidades de uso de manera más rápida [15]. 
Por lo general este proceso se puede hacer de manera manual o existen algunos ambientes 
de desarrollo integrado (IDE) que traen módulos de corrección de errores. Los errores que se 
pueden presentar son de tipo semántico, de ejecución y de sintaxis [14]. 
Python es un lenguaje de programación de alto nivel y sirve para desarrollar diversos 
programas informáticos. Su característica principal es la simplificación de sintaxis al momento de 
escribir el código [14]. 
Una de las ventajas que presenta este programa es que es gratuito y de fácil acceso. 
Cuenta con grandes comunidades que aportan al conocimiento, desarrollo y documentación. Este 
lenguaje de programación es multidisciplinar y puede ser usado en diferentes plataformas, ya 
sean móviles o de escritorio [16]. 
3.1.2. Software Educativo 
El software educativo hace referencia a los distintos programas diseñados para 
computador que están enfocados a la enseñanza, aprendizaje didáctico y autodidáctico. 
La temática del software educativo es muy amplia y su interfaz gráfica varía según las 
necesidades del docente o del instituto en donde se utilicen, además de los requerimientos de los 
estudiantes y sus edades. En todos se comparten ciertos rasgos, en donde exponen que los 
contenidos siempre tienen como fin la didáctica y aprendizaje de los mismos. Además que se 
tenga un medio de enseñanza (computador) donde ellos interactúen y puedan aprender 
permitiendo un intercambio de información constante, con una interfaz gráfica amigable al 
usuario y en donde los conocimientos básicos de manejo de computadores sean mínimos [17]. 
En el software educativo como se dijo anteriormente se cuentan con ciertas características 
básicas y una estructura ya establecida pero con ciertos atributos que los hacen diferentes entre 
ellos mismos, empezando por la interfaz gráfica. Debido a todas estas variaciones se ha creado 
una clasificación general según los criterios de los autores, en donde encontramos que: 
Se puede hacer la clasificación según los errores que tenga el aprendiz, diferenciando 
programas tutoriales directivos y programas no directivos. Los primeros hacen referencia a los 
programas que tienen control de todas las actividades y que evalúa al estudiante según sus 
respuestas. En este caso se muestra si el estudiante se equivocó y cuál es la respuesta verdadera. 
La verdad absoluta la tiene el programa. 
Los no directivos en donde el software se muestra dispuesto a hacer lo que quiera hacer el 
usuario o estudiante, ya que este tiene la libertad de seleccionar que preguntas y que acciones 
quieren ejecutar. Sus decisiones no se muestran solo se procesan en una base de datos y 
posteriormente se muestran las consecuencias sobre lo que hizo. 
Existen dos clasificaciones básicas sobre software cerrado y software abierto, los cuales 
se adaptan al contexto en donde el usuario, el estudiante en este caso se encuentre con el fin de 
ser aplicado a la gran diversidad de usuarios que existen. 
19 
 
Sin embargo, de las clasificaciones encontradas, una de las más relevantes y utilizadas es, 
en donde mira que tanto control tiene el programa sobre el usuario final, además de su algoritmo: 
3.1.2.1. Programas Tutoriales 
Son programas en donde se comparan las acciones del usuario y se muestra un veredicto 
en donde se indica en que falló y como puede mejorar lo que hizo, incluso puede conllevar a más 
ejercicios con el fin de mejorar los conceptos y actividades. 
Se presentan además una serie de juegos o actividades en donde el usuario muestra sus 
habilidades y son evaluadas o reforzadas en su defecto. En donde el software está realizando un 
seguimiento de todo lo que haga el estudiante. Cuando en el programa no presenta una 
explicación inicial se denomina programa tutorial de ejercitación. 
Según su algoritmo se tienen 4 categorías principales que son: 
 Los programas lineales, que muestran información y ejercicios con una libre elección de 
respuestas y posterior corrección en caso de equivocarse. 
 Los programas ramificados en donde el computador corrige al usuario según las 
respuestas que haya dado y le da la posibilidad de estudiar más a profundidad ciertos 
temas según el conocimiento. Son más flexibles en su uso y el estudiante se tiene que 
exigir más. 
 Los entornos tutoriales, en donde a medida que avanza el usuario, el programa le va 
ofreciendo una serie de información y herramientas para que pueda construir su propio 
conocimiento. Dentro de las temáticas en este tipo de algoritmos están los de resolución 
de problemas. 
 Sistemas Tutoriales Expertos, en donde se aplica la inteligencia artificial y hay una 
comunicación fluida entre el software y el usuario y el programa tiende a imitar la labor 
de los docentes, guiando a los usuarios y mostrando su forma de aprender y de cometer 
los errores [17]. 
3.1.2.2. Las Bases de Datos 
Donde se almacenan datos, siguiendo unos parámetros y lineamientos determinados. 
Según la manera en cómo se acceden a estas bases se tienen dos tipos: 
 
 Las Bases de Datos Convencionales en donde la información se almacena en gráficos o 
ficheros. 
 
 Las Bases de Datos Tipo Sistema Experto en donde la información que se almacena es 
sobre un tema específico y da sugerencias al usuario cuando busque determinadas 
respuestas [17]. 
 
20 
 
3.1.2.3. Los Simuladores 
Los cuales muestran situaciones de un mundo real y el usuario puede adquirir 
experiencias y aprendizajes por medio de la observación y toma de decisiones. Muchas veces se 
realiza esto cuando no se puede acceder a una realidad cercana. Dentro de estos simuladores 
podemos encontrar dos tipos, los cuales son: 
 
 Modelos Físicos-Matemáticos, los cuales muestran gráficas y números de leyes por medio 
de ecuaciones. Este tipo de simuladores sirven para realizar demostraciones, por ejemplo. 
 
 Los entornos sociales, donde se juega a una realidad virtual y el usuario debe aplicar una 
serie de estrategias parapoder sobrevivir y se presentan situaciones diversas en el 
transcurso del tiempo [17]. 
 
3.1.2.4. Los Constructores 
Los cuales se van formando con el paso del tiempo a medida que el usuario construye su 
conocimiento, los cuales se dan a partir de sus reflexiones. Dentro de los constructores se 
clasifican a grandes rasgos en dos tipos, los cuales son: 
 
 Los Constructores Específicos, los cuales tienen una serie de órdenes y realizan procesos 
de bastante complejidad. 
 
 Los Lenguajes de Programación, que son la base para la construcción de diversos 
programas y manejo de dispositivos y robots [17]. 
 
3.1.2.5. Los Programa Herramienta 
Los cuales son utilizados en el día a día de las actividades estudiantiles, ya que sirven para 
realizar trabajos, escribir sobre algo, calcular y dibujar, entre otros. En este tipo de software 
encontramos: 
 
 Los Procesadores de Textos que emulan la actividad de usar una máquina de escribir, 
como por ejemplo el Microsoft Word o Bloc de Notas. 
 
 Los Gestores de Bases de Datos, que ayudan para trabajar con información y archivos de 
forma organizada. 
 
 Las Hojas de Cálculo, en donde el software y el computador realiza operaciones 
matemáticas, tal como sucede en Microsoft Excel. 
 
 Los Editores Gráficos, los cuales sirven para modificar figuras, imágenes y realizar 
dibujos. Esto aporta para mejorar la parte artística del usuario o estudiante. 
 
21 
 
 Los Programas de Comunicaciones, los cuales permiten acortar distancias entre personas, 
ya que se pueden enviar mensajes de texto, grabaciones y realizar llamadas. 
 
 Los Programas de Experimentación Asistida, que se realizan con instrumentos y 
convertidores con el fin de adquirir información sobre distintos parámetros y fenómenos. 
 
 Los Lenguajes y Sistemas de Autor, que sirven para realizar tutoriales a los docentes que 
no cuentan con bases en informática [17]. 
 
3.1.3. Recursos Educativos Digitales 
Cuando se habla de multimedia es común relacionarla con las posibilidades que se tienen 
en el área de la educación debido a que puede favorecer procesos en la enseñanza y aprendizaje. 
Esto es un avance que se ha ido dando con la evolución de los diferentes dispositivos electrónicos 
y las nuevas tecnologías. 
El término multimedia no es nuevo en las ciencias de la educación y puede tener 
diferentes significados según el contexto en el que sea aplicado. Anteriormente se relacionaba 
con presentaciones de diapositivas, audios y materiales didácticos entre otros. Pero en la 
actualidad puede significar la integración de dos o más medios de comunicación que pueden ser 
manipulados por un usuario vía ordenador [18]. 
Otra definición de multimedia es cuando se refiere a una clase de sistemas interactivos los 
cuales son manejados por un ordenador y que cumple funciones tales como almacenar, transmitir 
y recuperar información de tipo textual, gráfica y auditiva. También puede referirse a video 
estático o en movimiento, archivos de audio e imagen y animación, las cuales son controladas 
desde un ordenador. La combinación de software y hardware proporciona un ambiente multi-
sensorial de información [19]. 
La interfaz de usuario permite establecer la interacción entre el usuario y la máquina. 
Además, muestra los distintos componentes propios del software, recoge las respuestas y 
acciones por parte del usuario. Los controles de navegación reconocen las acciones del usuario y 
establece límites en los niveles de acceso según el tipo de usuario. 
Cuando un usuario no participa, pone en funcionamiento el programa y se le ofrece la 
información, se podría decir que es una presentación multimedia. Si el usuario participa, se 
presentan alternativas de selección y el software responde según la elección del usuario, este se 
considera que dispone de interactividad. 
Un sistema de tipo multimedia interactivo en donde el audio, video e informática 
interactúan con el fin de proporcionar un dialogo y se encuentra determinado por las decisiones 
del usuario [20]. 
Las cuatro características fundamentales de un sistema de tipo multimedia son: 
 La interactividad, la cual hace que el usuario tome decisiones y responda a lo propuesto 
por el sistema. 
22 
 
 Ramificación, refiriendo a los contenidos que puede acceder el usuario, sin necesidad de 
tener que ingresar a los que no necesita. 
 Trasparencia, permitiendo utilizar el sistema de manera rápida y simple. 
 Navegación, con el fin de llegar a diferentes puntos del sistema en cualquier momento 
[21]. 
En la educación siempre se deben establecer acciones comunicativas con el fin de 
compartir información dando como resultado la generación de conocimiento. Se pueden buscar 
diferentes tipos de recursos para dar apoyo al proceso de aprendizaje, tales como: exposiciones, 
discursos orales, lectura de textos, entre otros hasta materiales como el tablero, documentos y 
libros. 
Todo material digital destinado a la educación se le denomina recurso educativo digital, 
ya que el diseño de estos cuenta con un fin educativo, además que responde a ciertas 
características didácticas y son hechos para informar sobre determinada temática, ayuda en la 
adquisición de conocimientos, refuerza temáticas que de pronto ya han sido dadas en clase 
anteriormente, favoreciendo así al desarrollo de competencias y también evaluar conocimientos 
[22] [23]. 
Algunas ventajas de trabajar con recursos educativos digitales es que motiva a los 
estudiantes para la lectura ya que ofrece formas distintas de presentación, formatos animados, 
videos y audios, dando así control al estudiante sobre su proceso de aprendizaje. Permite también 
volver a leer los materiales de lectura cuantas veces lo desee, facilitando el autoaprendizaje al 
ritmo del estudiante [22]. 
3.1.4. Entrenamiento Auditivo Técnico 
El entrenamiento auditivo técnico es un tipo de aprendizaje basado en cómo se perciben 
los diferentes atributos tímbricos, dinámicos y espaciales de un sonido y como estos se relacionan 
con la producción y grabación de audio. Esto significará que un ingeniero podrá desarrollar 
habilidades de escucha más elevadas, que le permitirán tener más certeza al momento de analizar 
y confiar en su percepción auditiva. 
El entrenamiento auditivo técnico se centra en los rasgos, características y modificaciones 
sónicas que se producen por varios tipos de procesamientos de señales usados en la ingeniería de 
audio como lo son: 
 Ecualización y filtrado. 
 Reverberación y delay. 
 Procesamiento dinámico. 
 Características de la imagen estéreo [24]. 
23 
 
3.1.5. Sonido 
El sonido se puede definir como ondas mecánicas que se propagan a través de un medio 
elástico. Estas ondas se desplazan en función de la presión sonora y el tiempo [25]. 
La presión sonora hace referencia a una variación de presión sobre la presión atmosférica. 
La unidad de medida internacional utilizada para medir la presión es el Pascal y se representa Pa. 
Cabe resaltar que las variaciones de presión generadas por el sonido son mínimas a comparación 
de la presión atmosférica. El rango de audición abarca desde 20 𝜇𝑃𝑎 hasta 20 Pa. Una forma 
adecuada de representar esta escala es por medio de los decibeles [26]. 
 
Fig. 1. Variación de Presión Sonora sobre Presión Atmosférica. 
Tomado de: Everest, Alton; Pohlman, Ken. (2005). Master Handbook of Acoustics. 
Un decibel (dB) parte de la relación logarítmica de un valor contra otro valor de 
referencia. El término decibel proviene de la multiplicación de diez veces esta relación. Es 
utilizado en aplicaciones de audio y sonido debido a la forma logarítmica en que se comporta el 
oído de los seres humanos. Además, sirve para representar rangos amplios de valores, como el 
del espectro de frecuencias [27]. 
Muchos de los sonidos que escuchamos en el diario vivir están conformados por múltiples 
frecuencias. El espectro hace referenciaa la manera en cómo se encuentra distribuida la energía 
sonora en todo el rango de frecuencia audible. Un sonido cualquiera se puede mostrar de esta 
manera. 
Este espectro se puede representar por medio de una gráfica donde se muestran 
frecuencias contra amplitud 𝑓/𝐴 o en por medio de un espectrograma que representa el cambio 
de amplitud de frecuencias en el tiempo [27]. 
24 
 
 
Fig. 2. Espectro de Frecuencias. 
Tomado de: Everest, Alton. (2007). Critical Listening Skills for Audio Professionals. 
La frecuencia es el número de veces que se repite una onda en un segundo. Esta se mide 
en Hercio o Hertz (Hz) y se describe con la letra f. Es el inverso del periodo. El rango de 
frecuencias audible de los seres humanos se encuentra entre 20 Hz y 20.000 Hz [28]. 
 
Fig. 3. Frecuencia de 1 Hz. 
Tomado de: Everest, Alton. (2007). Critical Listening Skills for Audio Professionals. 
Algunas veces es necesario descomponer el rango completo de frecuencias para poder 
analizar o identificar los fenómenos que se puedan presentar. 
Un tono puro, también conocido como sonido periódico simple, está compuesto por una 
sola frecuencia y es el sonido más simple que existe, a pesar de que no existe dentro de la 
naturaleza. Este se genera mediante una función sinoidal, con parámetros que permiten variar su 
amplitud, el número de oscilaciones o el desfase. Se puede utilizar para generar formas de onda 
más complejas mediante la síntesis del sonido [27]. 
25 
 
 
Fig. 4. Grafica de un Tono Puro. 
Tomado de: Everest, Alton. (2007). Critical Listening Skills for Audio Professionals. 
Sin embargo, el oído humano es más sensible a grupos de frecuencias que a frecuencias 
individuales, es por esto que existen las bandas de octava, las cuales toman una frecuencia central 
y límites inferior y superior, que están al rededor del 70% de esta. Están estandarizadas por la 
ISO 266. Octava se define como la relación de frecuencias de dos a uno. Esta sensación es dada 
por el comportamiento del oído, que percibe cambios de manera logarítmica [29]. 
Ruido se define como cualquier sonido no deseado. En la vida diaria siempre se encuentra 
el ruido, desde los electrodomésticos que hay en las casas, pasando por los diferentes sistemas de 
transporte, hasta la maquinaría de la industria [27]. 
El ruido blanco es el que contiene igual energía en todo el rango de frecuencias audibles. 
Por sus características no es muy usado en la ingeniería de sonido [30]. 
 
Fig. 5. Densidad Espectral del Ruido Blanco. 
Tomado de: Miyara, Federico. (2006). Acústica y Sistemas de Sonido. 
El ruido rosa, a diferencia del ruido blanco, en cada banda de octava cuenta con la misma 
energía. Su densidad espectral disminuye con el aumento de frecuencia. Una aplicación del ruido 
rosa es en el ajuste de sistemas de sonido [27]. 
26 
 
 
Fig. 6. Densidad Espectral del Ruido Rosa. 
Tomado de: Miyara, Federico. (2006). Acústica y Sistemas de Sonido. 
Es muy común en muchas situaciones de la vida diaria, por ejemplo una conversación 
entre dos personas donde el sonido del tráfico impida entender lo que dice la otra persona, o un 
grupo musical en donde algunos instrumentos no permiten percibir el sonido. El 
enmascaramiento se da cuando un sonido oculta o enmascara otro sonido. 
Esto es un fenómeno psicoacústico propio del oído y no del sonido. El enmascaramiento 
se da por la manera en que es excitada la membrana basilar por varios tipos de tonos puros con 
diferentes frecuencias al mismo tiempo [31]. 
La sonoridad es la sensación de fuerza de un sonido. Esta se encuentra relacionada según 
su amplitud y frecuencia. Estas sensaciones también obedecen a la manera en cómo trabaja el 
oído, ya que es más sensible en ciertas bandas de frecuencia. Las curvas de Fletcher y Munson 
nacen como una investigación que buscaba tener una predicción de este comportamiento no lineal 
del oído humano [27] [30]. 
 
 
a) b) 
 
Fig. 7. a) Onda Seno de Mayor Amplitud, b) Onda Seno de Menor Amplitud. 
Tomado de: Everest, Alton. (2007). Critical Listening Skills for Audio Professionals. 
27 
 
Estas se hicieron en el año de 1933 y consistían en reproducir un tono puro de 1 kHz con 
un nivel de presión sonora conocida a un grupo de personas. Posteriormente se reproducía un 
tono de frecuencia diferente y se les pedía que cambiaran el volumen hasta que sonora igual al de 
1 kHz. Finalmente se medían los niveles de presión sonora. Esto se repetía un determinado 
número de veces y de esta manera se obtuvieron las curvas de igual sonoridad [27] [31]. 
 
Fig. 8. Curvas de Fletcher y Munson. 
Tomado de: Beranek, Leo. (1954). Acústica. 
3.1.6. Filtros 
Un filtro es un dispositivo que sirve para separar señales con base en una frecuencia 
específica. Los filtros se pueden denominar como herramientas que modifican el espectro de una 
señal cualquiera. También estos filtros sirven para atenuar ruido o realizar un suavizado. Estos 
pueden ser definidos según su banda de paso, ya que dependiendo del tipo de filtro este permite 
pasar ciertas frecuencias y atenuar otras frecuencias. 
Los ecualizadores son herramientas que usan filtros para compensar la magnitud o fase de 
un sistema. Todo filtro cuenta con una banda de paso, una banda de detención, una frecuencia de 
corte y un ancho de banda. La banda de paso es una banda de frecuencias que pasan por un filtro 
y tienen una pérdida de 3 dB con respecto a la ganancia nominal del filtro. 
La banda de detención es una banda de frecuencias que pasan por un filtro y tienen una 
pérdida de más de 3 dB con respecto a la ganancia nominal del filtro. 
28 
 
La frecuencia de corte es la frecuencia en donde la ganancia cae 3 dB por debajo de la 
ganancia nominal del filtro y el ancho de banda se define como el rango de frecuencias que se 
comprende entre las frecuencias de corte inferior y superior de la banda de paso [26]. 
 
a) b) 
 
Fig. 9. a) Características de un Filtro, b) Filtro de Orden 2 y Orden 9. 
Un filtro pasa bajos es el que permite pasar frecuencias que se encuentran debajo de su 
punto de corte, atenuando el paso de frecuencias que están por encima de la misma. La 
atenuación está dada a partir de múltiplos de 6 dB/Octava (-6 dB/octava, -12 dB/octava, -18 
dB/octava) [27]. 
Un filtro pasa altos es el contrario a un filtro pasa bajos, ya que permite las frecuencias 
que se encuentran por encima del punto de corte, impidiendo el paso de frecuencias que se 
encuentren por debajo del mismo [27]. 
El filtro pasa banda cuenta con dos frecuencias de corte, dejando pasar solamente las que 
están por encima del primer punto de corte y las que se encuentran por debajo del segundo punto 
de corte [27]. 
Un filtro rechaza banda hace lo contrario al filtro pasa banda, ya que cuenta con dos 
frecuencias de corte, permitiendo el paso de las que se encuentran por debajo del primer punto de 
corte y las que se encuentran por encima del segundo punto de corte [27]. 
 
29 
 
 
a) b) 
 
c) d) 
 
Fig. 10. a) Filtro Pasa Bajos, b) Filtro Pasa Altos, c) Filtro Pasa Banda, d) Filtro Rechaza Banda. 
Tomado de: Miyara, Federico. (2006). Acústica y Sistemas de Sonido. 
Los filtros de tipo Butterworth son diseñados para producir la respuesta más plana que sea 
posible hasta la frecuencia de corte. La salida se mantiene constante casi hasta la frecuencia de 
corte, luego disminuye a razón de 20n dB por década o 6n dB por octava, donde n es el número 
de polos del filtro. 
Están basados en el polinomio de Butterworth y presenta la respuesta más constante en la 
banda de paso. La pendiente de este tipo de filtro es de -20 dB/década/polo. Debido a la respuesta 
plana, se suele usar en los filtros anti-aliasing y en aplicaciones de conversión de datos. En 
general donde sea necesario conseguir una buena precisión de medida en la banda de paso [32]. 
Los filtros Chebyshev son un tipo de filtro electrónico, puede ser tantoanalógico como 
digital. Con los filtros de Chebyshev se consigue una caída de la respuesta en frecuencia más 
pronunciada en frecuencias bajas debido a que permiten rizado en alguna de sus bandas (paso o 
rechazo). Se conocen dos tipos de filtros Chebyshev, dependiendo del rizado en alguna banda 
determinada. 
Están basados en el polinomio de Chebyshev. La pendiente es mucho mayor que la de 
Butterworth. El rizado está por encima de la respuesta 0 dB para filtros de orden par y por debajo 
30 
 
en los del orden impar. La magnitud del rizado es un parámetro del filtro. El uso se restringe en 
aplicaciones en el que el contenido de frecuencias es más importante que la magnitud [32]. 
Los filtros de Bessel son un tipo de filtro electrónico. Son usados frecuentemente en 
aplicaciones de audio debido a su linealidad. Están diseñados para tener una fase lineal en las 
bandas pasantes, por lo que generan cambios abruptos en las señales; por el contrario tienen una 
mayor zona de transición entre las bandas pasantes y no pasantes. Cuando estos filtros se 
transforman a digital pierden su propiedad de fase lineal. 
Están basados en las funciones de Bessel. En la banda de paso presenta una respuesta 
menos constante que la de Butterworth y la pendiente es menor que la de Butterworth. 
Un filtro elíptico o filtro de Cauer es un tipo de filtro eléctrico. Su nombre se debe al 
matemático alemán Wilhelm Cauer, una de las personas que más ha contribuido al desarrollo de 
la teoría de redes y diseño de filtros. El diseño fue publicado en 1958, 13 años después de su 
muerte. 
Están diseñados de manera que consiguen estrechar la zona de transición entre bandas y, 
además, acotando el rizado en esas bandas. La diferencia con el filtro de Chebyshev es que este 
sólo lo hace en una de las bandas. 
Estos filtros suelen ser más eficientes debido a que al minimizar la zona de transición, 
ante unas mismas restricciones consiguen un menor orden. Por el contrario son los que presentan 
una fase menos lineal [32]. 
 
a) b) 
31 
 
 
 
c) d) 
 
Fig. 11. a) Filtro Butterworth, b) Filtro Chebyshev, c) Filtro Bessel, d) Filtro Elíptico. 
Tomado de: Havelock, David; Kuwano, Sonoko; Vorlander, Michael. (2008). Handbook of Signal Processing 
in Acoustics. 
3.1.7. Reverberación 
La reverberación se define como la permanencia de una cantidad de sonido luego que una 
fuente sonora ha sido apagada; siendo este el conjunto de reflexiones generadas por la interacción 
del sonido proveniente de la fuente sonora, con obstáculos del medio [33]. 
El tiempo de reverberación es el tiempo, ya sea en segundos o milisegundos, que le toma 
a un sonido en decaer 60 dB a partir de que se apaga la fuente [24]. 
Existen diferentes tipos de reverberación los cuales están dados por la manera en como la 
fuente sonora, interactúa con el medio donde se propaga el sonido. Los tipos de reverberación 
más comunes son: 
 Plate 
Se logra haciendo pasar el sonido a través de una placa metálica, por medio de 
transductores, haciendo que el sonido cree reflexiones dentro de la placa que luego son 
capturadas por un transductor de salida. 
 Room 
Simula diferentes espacios acústicos, siendo estos pequeños espacios como un estudio de 
grabación o una habitación. Generalmente tiene un tiempo de reverberación corto. 
 
 Hall 
Puede ser una reverberación larga, simulando espacios grandes como salas de conciertos, 
teatros o auditorios. 
 
 
32 
 
 Cathedral 
Emula la alta cantidad de reflexiones que se pueden encontrar en una iglesia o catedral 
debido a las formas irregulares que hay en estos tipos de espacios. El tiempo de reverberación 
suele ser largo. 
 Spring 
Es similar al plate puesto que es generada artificialmente haciendo pasar el sonido a través 
de resortes. Suelen tener características de frecuencia marcadas como la presencia de resonancias 
y cambios de filtrado durante el decaimiento. 
 
 Chamber 
Suele ser un recinto más pequeño que un hall dando como resultado mayor claridad sin 
perder el balance entre contenido armónico y dispersión del sonido. 
 
 Gate 
Se logra insertando una compuerta de ruido después de la reverberación pero siendo 
activada por la señal sin procesar, dejando pasar la primera parte de la reverberación y cortando 
la cola. Fue utilizada especialmente en los 80´s para darle cuerpo y fuerza al redoblante. 
 
 Convolución 
Sirve para simular cualquier espacio físico mediante la convolución de la señal con la 
respuesta al impulso del recinto. 
 
 Algunos de los parámetros más importantes que se pueden encontrar en los plug-in de 
reverberación son el tiempo de retraso o delay, decaimiento o decay, tiempo de predelay o initial 
delay y el nivel de mezcla. 
 
Es común duplicar una señal, aplicarle un retraso y mezclarla con la señal original, esto 
con el fin de dar espacialidad. Tiempos de retardo de menos de 30 milisegundos entre los retardos 
y el sonido original se percibirán como un solo sonido por nuestro sistema auditivo, siendo esto 
descrito por el fenómeno de precedencia o también llamado efecto Haas. Para tiempos de retardo 
de más de 30 milisegundos, el sistema auditivo toma la señal retardada como si fuera un eco [26]. 
 
El decaimiento es uno de los parámetros que se encuentra en los diferentes dispositivos de 
reverberación y se define como el tiempo en el que el sonido permanece luego de haberse 
apagado la fuente. El tiempo de predelay se define como el retardo o tiempo que hay entre el 
inicio de la reverberación y el sonido directo. Esto brinda sensación de espacialidad, ya que entre 
más tiempo de predelay se tenga, de mayor tamaño se percibirá el recinto. 
 
El nivel de mezcla muestra la cantidad de señal sin efecto que es mezclada con la señal 
procesada, siendo Dry la señal sin efecto y Wet la señal totalmente mezclada con el efecto [24]. 
33 
 
3.1.8. Metodología RUP Adaptada 
El RUP Adaptado (Proceso Unificado Racional) es aplicado para los procesos de 
ingeniería de software y permite tener un control y seguimiento en la organización de un proyecto 
determinado. Fue desarrollada por IBM y cuenta con varias fases y disciplinas que se manejan 
durante todo el proyecto según el número de iteraciones que se realicen. Estas fases y disciplinas 
se pueden ver en la siguiente figura. 
 
Fig. 12. Fases y Disciplinas del RUP. 
Tomado de: Martínez, Alejandro; Martínez, Raúl. (2001). Guía a Rational Unified Process. 
Para este proyecto parte de los procesos son guiados mediante casos de uso ya que estos 
nos permiten tener un acercamiento sobre los artefactos que serán utilizados en cada uno de los 
módulos planteados. 
La estructura de esta metodología se define mediante cuatro bases en las que encontramos 
los roles, las actividades, los productos y los flujos de trabajo. 
3.1.8.1. Fases del RUP Adaptado 
El RUP adaptado, como se pudo ver en la anterior imagen, cuenta con cuatro fases las 
cuales son: 
 Inicio 
El cual sirve para levantar la información necesaria y bases sobre necesidades o algún 
problema en específico con el fin de ver los límites que podría tener el proyecto, buscar 
una estructura y los posibles casos de uso que se utilizarían, el tiempo del proyecto y los 
riesgos que se podrían tener. 
34 
 
 
 Elaboración 
Esta fase sirve para analizar y determinar cómo se va a abordar el problema o la 
necesidad, estableciendo la manera en cómo se va a trabajar y desarrollando ciertas 
actividades. Es de mucha importancia esta fase ya que se construyen los primeros 
prototipos y las diferentes iteraciones que se deben realizar para ajustar y tener el 
proyecto como se desee. También se realiza la visión del proyecto y se propone un plan 
con el fin de obtener un numero de productos ya realizados tales como los requisitos 
adicionales, modelo de casos de uso, prototipos, plan de desarrollo y una primera 
aproximación al manual de usuario. Construcción 
Con esta fase se busca que el proyecto se encuentre en capacidad de operar y aumente de 
forma incremental por medio de las iteraciones que se realicen. Se aplican los procesos, 
características y requisitos que no hayan sido implementados anteriormente con el fin de 
tener un prototipo para los usuarios. También se optimizan los tiempos y recursos del 
proyecto con el fin de cumplir el cronograma de actividades a tiempo. 
 
 Transición 
Ya es la etapa final del proyecto en donde se entrega una versión definitiva del proyecto 
para los usuarios finales. Esto puede llevar a versionas más actualizadas a partir de la 
primera versión, entrenar los usuarios y evaluar la usabilidad del software o producto. 
3.1.8.2. Disciplinas 
Para el RUP Adaptado se definen las siguientes disciplinas de trabajo: 
 Gestión del Proyecto. 
 Requisitos. 
 Implementación. 
 Test o Pruebas. 
 Ambiente. 
3.1.8.3. Productos 
Dentro de los productos que se tienen contemplado para este RUP Adaptado se tienen: 
 Plan de Desarrollo Software 
Es un documento que se hace con el fin de mostrar el ciclo de vida del software y una 
vista general del enfoque del proyecto propuesto, brindando así la información necesaria 
acerca la gestión del proyecto y la manera en cómo se encuentra organizado. 
 
 
 
 
35 
 
 Glosario 
Se definen palabras con el fin de que los usuarios y personas que tengan contacto con el 
proyecto y el software, entiendan correctamente y se pueda hablar en un lenguaje técnico 
de manera general. Son definiciones propias del proyecto. 
 
 Modelo de Casos de Uso 
Muestra los elementos de entrada y de salida. Estos son conocidos como artefactos. 
 
 Visión 
El cual define las características y funciones del software. Muestra procesos y la manera 
en cómo se realizan. 
 
 Especificaciones de Casos de Uso 
Este documento muestra la serie de pasos que se tienen que llevar a cabo para ejecutar 
una actividad o proceso en específico. 
 
 Especificaciones Adicionales 
Muestra y desarrolla las especificaciones adicionales teniendo en cuenta los 
requerimientos para la realización del proyecto. 
 
 Prototipos de Interfaces de Usuario 
Estos pueden ser de dos tipos; los bocetos realizados por un programa dedicado a 
mockups, el cual ayudan a tener una idea de cómo será la interfaz gráfica y disposición de 
los elementos y los propios del software los cuales muestran finalmente como queda el 
software. 
 
 Casos de Prueba 
El cual permite verificar si los procesos son realizados correctamente por el software. 
También sirven para identificar errores o bugs en el uso, implementación y en la calidad. 
 
 Manual de Usuario 
Este documento permite al usuario tener información precisa y completa sobre el 
software, su uso y diferentes funciones que puede tener. 
 
 Producto 
Es el prototipo final que usará el usuario. Es el resultado del proyecto. [34] 
 
3.1.9. Creative Commons 
Una definición de un software gratuito es cuando se tiene libertad de usar el software con 
cualquier finalidad, se puede modificar y redistribuir o distribuir versiones modificadas del 
mismo [35]. 
36 
 
El copyleft tiene como fin mantener libre el software y sus modificaciones y extensiones. 
Con esto, hace uso del copyright para otorgar libertades, ya que si el software se deja en el 
dominio público y no se aplica el copyright, este queda sin protección alguna y puede pasar que 
terceras personas lo modifiquen y se vuelva privativo. Es por esto que cuando se usa el copyleft, 
se usa el copyright para garantizar que cualquier modificación que se le haga al software se 
mantenga libre. Las licencias de tipo copyleft para manuales se denominan GNU Free 
Documentation License. Cabe resaltar que el copyright protege las copias. 
Otro tipo de licencia de amplio uso en las áreas de la informática es la GNU (General 
Public License) o GNU GPL. La licencia GPL autoriza distribución, modificaciones y copias de 
un software y estas se encuentran descritas en este tipo de licencia. 
Las licencias Creative Commons (CC) presentan una alternativa a los autores con el fin de 
dar ciertas libertades a terceras personas sobre las obras para que puedan ser utilizadas y 
divulgadas sin eliminar la propiedad de las creaciones. Estas licencias buscan usar derechos 
privados, creando así bienes públicos. 
Permite hacer efectivo todos los derechos del copyright, teniendo en cuenta los usos de la 
obra que el autor considere legítimos. Bajo esta modalidad se tienen cuatro condiciones, las 
cuales son: 
Reconocimiento (Attribution): la cual permite a terceros copiar exhibir, distribuir y 
ejecutar la obra protegida por copyright, pero solo si se reconocen los créditos al autor. 
No Comercial (Noncommercial): Permite la copia, exhibición, distribución y ejecución de 
la obra y de las derivaciones de la misma, pero solo para propósitos no comerciales. 
Sin Obra Derivada (No Derivate Works): Permite la copia, distribución, exhibición y 
ejecución de la obra en su versión original pero no permite la creación de derivados de la obra 
original. 
Compartir Igual (Share Alike): Permite la distribución de obras derivadas, pero solo bajo 
una licencia igual a la licencia de la obra original. Esta condición aplica solo para obras 
derivadas. 
 
a) b) c) d) 
 
Fig. 13. a) Reconocimiento (Attribution), b) No Comercial (Noncomercial), c) Sin Obra Derivada (No Derivate 
Works), d) Compartir Igual (Share Alike). 
Tomado de: Stallman, Richard. (2002). Free Software, Free Society: Selected Essays. 
37 
 
De las combinaciones de estas licencias, se presentan seis tipos de licencias, las cuales 
son: 
 Reconocimiento No Comercial Sin Obra Derivada: Permite la redistribución, bajar obras 
y compartirlas siempre y cuando se mencione al autor y se les conecte con el mismo. No 
pueden ser usadas de forma comercial. 
 
a) 
 
b) c) 
 
d) e) f) 
 
Fig. 14. a) Reconocimiento No Comercial Sin Obra Derivada, b) Reconocimiento No Comercial Compartir 
Igual, c) Reconocimiento No Comercial, d) Reconocimiento Sin Obra Derivada, e) Reconocimiento Compartir 
Igual, f) Reconocimiento. 
Tomado de: https://goo.gl/zHPxTe. 
 Reconocimiento No Comercial Compartir Igual: Permite a tercero crear obras derivadas 
con fines no comerciales, siempre y cuando se dé el crédito al autor y se sometan sus 
obras a una licencia igual a la de la obra inicial. 
 Reconocimiento No Comercial: Permite crear obras derivadas con fines no comerciales, 
pero incluso las que se derivan se deben reconocer los créditos al autor de la obra inicial. 
 Reconocimiento Sin Obra Derivada: Permite redistribución de la obra con fines 
comerciales o no comerciales, siempre y cuando la obra original no sea modificada y se 
reconozcan los créditos al autor. 
 Reconocimiento Compartir Igual: Permite crear obras derivadas incluso para usos 
comerciales, siempre y cuando se reconozcan los créditos al autor y la obra derivada sea 
sometida a la licencia igual de la obra inicial. 
 Reconocimiento: Permite crear obras derivadas, cuando se reconozca crédito al autor de la 
obra inicial [36] [37]. 
 
 
 
 
 
38 
 
4. Metodología 
 
Una manera de abordar la pregunta planteada en la justificación investigativa del proyecto 
es dividiendo las componentes de esta, luego desarrollarlos de manera independiente para 
después relacionar sus partes, analizar el resultado obtenido y llegar a conclusiones que puedan 
dar respuesta a la pregunta. 
En este caso el proyecto se puede dividir en tres componentes: Un componente será el 
enfoque didáctico y educativo, un segundo componente será el planteamiento de los contenidos 
temáticos pertinentes al entrenamiento auditivo técnico y el tercer componente resultará de la 
unión de los primeros dos componentes, más el planteamiento de los algoritmos que se utilizarán 
para la programación de los módulos.En la figura… se muestra un diagrama sobre el 
planteamiento del desarrollo general de la metodología. 
 
Fig. 15. Diagrama para el Desarrollo Metodológico de Módulo para Software de Entrenamiento Auditivo 
Técnico. 
Cada componente se interrelaciona necesariamente con las dos otras partes, pero a su vez 
puede ser planteado y desarrollado de manera individual. La metodología de desarrollo RUP 
convierte esto en un proceso iterativo, por lo que en cada ciclo elementos de cada módulo son 
modificados. Estas modificaciones obedecen a diferentes tipos de correcciones: ya sean 
concernientes a la teoría mostrada, a errores en la redacción o narraciones o en cuanto a 
funcionalidades propias del software. 
4.1. Planteamiento de Contenido 
Los dos primeros componentes plantean: cuales serán, como se compondrán y como se 
mostrarán los contenidos en los módulos. Describiendo que elementos multimedia son utilizados 
y como se aprovechan para generar didáctica. Por otra parte se plantean los temas específicos que 
39 
 
se abordan para el apoyo de teórico dentro del entrenamiento auditivo técnico, la producción y 
postproducción de narraciones y la obtención de material sonoro mediante licencias de libre 
distribución. 
4.1.1. Contenidos Temáticos 
 La generación de contenidos se toma como primer paso, pues sobre esta es la base sobre 
la cual se apoyan los demás componentes del proyecto. Se hacen siguiendo el orden temático 
encontrando en los libros: Escucha Crítica de Alton Everest y Audio Production and Critical 
Listening de Jason Corey. Se utilizan diferentes autores como referencia para redactar la teoría 
perteneciente a cada tema, con el fin de tener validez y diversidad en los conceptos. 
Los contenidos temáticos usados son: 
 Capítulo 1: Estimación de Tonos y Ruido. 
o Tono Puro. 
o Frecuencia. 
o Espectro. 
o Octava. 
o Ruido. 
o Ruido Blanco. 
o Ruido Rosa 
 
 Capítulo 2: Estimación de Cambios de Nivel. 
o Decibel. 
o Logaritmo. 
o Presión Sonora. 
o Cambios de Nivel 
o Sonoridad. 
o Curvas de Fletcher y Munson. 
o Enmascaramiento. 
 
 Capítulo 3: Filtros y Tipos de Filtros. 
o Filtro. 
o Ecualizador. 
o Banda de Paso. 
o Banda de Detención. 
o Frecuencia de Corte. 
o Ancho de Banda. 
o Filtro Pasa Bajos, Pasa Altos, Pasa Banda y Rechaza Banda. 
o Filtro Butterworth, Chebyshev, Bessel y Elíptico. 
o Filtro FIR e IIR. 
 
 Capítulo 4: Reverberación. 
o Reverberación. 
40 
 
o Tiempo de Reverberación. 
o Tiempo de Retraso. 
o Decaimiento. 
o Tiempo de PreDelay. 
o Tipos de Reverberaciones. 
o Reflexiones Tempranas y Reflexiones Tardías. 
Para cada tema es necesario crear tres tipos de contenidos. El primer tipo corresponde a la 
base teórica que se muestra en cada módulo de aprendizaje y son los encargados de transmitir la 
información necesaria para que el usuario pueda asimilar el comportamiento del tema descrito. El 
segundo tipo es el contenido de apoyo que se usa en los ejemplos de aprendizaje, sirven como 
una descripción del ejemplo sonoro. Por último están los contenidos que están dirigidos a los 
módulos de práctica y son los encargados de guiar al estudiante para ejecutar los ejercicios 
propuestos. 
En el Anexo A. Se pueden encontrar los contenidos teóricos utilizados en cada módulo. 
4.1.2. Didáctica y Multimedia 
El segundo componente a desarrollar son los contenidos multimedia, que tienen el fin de 
actuar como elemento didáctico. Todos los contenidos multimedia se encuentran relacionados y 
funcionan como apoyo para los contenidos temáticos con la teoría propia del entrenamiento 
auditivo técnico. 
4.1.2.1.Texto 
El uso de textos en los diferentes contenidos temáticos facilita el aprendizaje de los 
usuarios ya que se describen teorías, conceptos y ejercicios o ejemplos. Además sirven de guia en 
el proceso de aprendizaje y para este software se presenta una relación temática, es decir, un tema 
tiene correspondencia con el siguiente tema. Esto se hace con el fin que el estudiante tenga un 
aprendizaje continuo y no se encuentre con términos o definiciones que no haya leído y entendido 
anteriormente. También se incentiva la lectura por medio de los diferentes contenidos temáticos 
presentados. 
 Estos textos ayudan a la comprensión de conceptos claves para el ingeniero de sonido y 
pueden ser consultados en cualquier momento y en cualquier lugar siempre y cuando se cuente 
con el software. 
4.1.2.2. Imágenes 
El diseño y creación de las imágenes se realiza en un software gratuito llamado Inkscape, 
el cual permite realizar figuras, trazos, aplicar colores e ingresar texto en las imágenes. Se hacen 
con el fin de tener un apoyo pedagógico a las diferentes temáticas propuestas en el software, 
siendo las imágenes un tipo de recurso multimedia. Gracias a las imágenes se puede comprender 
y explorar los conocimientos, además de reflexionar en conceptos y verlos aplicados en un 
ejemplo determinado. 
41 
 
 El uso de textos en cantidades grandes puede conllevar a que el usuario o el estudiante 
pase desapercibida la información, caso contrario a lo que sucede con las imágenes, ya que se 
tornan mucho más atractivas para el estudiante. Es así como se convierte en una gran herramienta 
didáctica ya que permite ilustrar y apoyar teorías, además de conceptos y ejemplos. 
 Sin embargo no se puede dejar el uso de las imágenes como un proceso cualquiera, sino 
que se debe realizar de manera intencionada, con el fin que el estudiante tenga que leer para 
poder comprender lo que se le muestra en la imagen. 
 Algunas de las ventajas de utilizar imágenes en software educativo de tipo lineal es que se 
convierte en un soporte pedagógico, permite comprender conceptos abstractos, se convierte en 
motivación para el estudiante para aprender, complementa lecturas y permite recordar contenidos 
más fácilmente. 
En la tabla I se relacionan las imágenes y graficas usadas y su respectiva licencia. 
Nombre Tipo de Licencia 
Shiny Metal UI Kit Creative Commons 3.0 
Knob Creative Commons 3.0 
Headphones Creative Commons 3.0 
Exclamation Creative Commons 3.0 
Bass Drum Creative Commons 3.0 
Bass Guitar Creative Commons 3.0 
Trumpet Creative Commons 3.0 
Tabla I. Imágenes y Tipo de Licencia. 
4.1.2.3. Narraciones y Apoyos Sonoros 
 Las narraciones se hacen con el fin de servir como apoyo didáctico a los contenidos 
teóricos presentados en cada módulo. Además sirve como puente entre el usuario y el software. 
El guion de las narraciones va acorde a las descripciones teóricas en el módulo de aprendizaje, 
los ejemplos y como material para los ejercicios propuestos para el módulo de práctica. 
Las grabaciones se realizan en el estudio de grabación C de la Universidad San 
Buenaventura Medellín, usando Pro Tools 11 como estación de trabajo, API 512c como 
preamplificador para el micrófono, superficie de control y convertidores Digidesign 003 y el 
micrófono vocal Neumann KMS 105. 
En la tabla II se relaciona la muestra de audio para voz y el tipo de licencia usada. 
Nombre Tipo de Licencia 
Pedro Calderón de la Barca-La Dama Duende CC0 Dominio Publico 
Tabla II. Muestra de Audio para Voz y Tipo de Licencia. 
Los apoyos sonoros tales como muestras de audio se usan bajo una licencia Creative 
Commons Attribution 4.0 International y Permitido para Uso No Comercial. 
En la tabla III se relacionan las muestras de audio usadas y el tipo de licencia. 
42 
 
Nombre Tipo de Licencia 
Scott Holmes-Reflections Across The Sky 
Creative Commons Attribution 4.0 
International 
The Fish Who Saved The Planet-Himalaya 
Creative Commons Attribution 4.0 
International 
The Fish Who Saved The Planet-Following the 
Footprints of Bishop Brask 
Creative Commons Attribution 4.0 
International 
BoxCat Games-B3 
Creative Commons Attribution 4.0 
International 
Scott Holmes-Happy Go Lucky 
Creative Commons Attribution 4.0 
International 
Scott Holmes-Sunday Funday 
Creative