AÑO 5 No. 23
Septiembre de 2015
CONTENIDO 1. Ingeniería de Diseño, Ingeniería de Sistemas y Energía 2. Desarrollo de una técnica de biotelemetría para investigar los duetos vocales de los monos Callicebus (Primates, Pitheciidae) en Bolivia * Los artículos publicados en el boletín son de entera responsabilidad de los autores y no expresan en ninguna forma la posición de la ANCB-SC sobre el tema
ACADEMIA NACIONAL DE CIENCIAS DE BOLIVIA DEPARTAMENTAL SANTA CRUZ (ANCB-SC) INFORMACIÓN GENERAL: CONSEJO EDITORIAL: Acad. Francisco García G. Acad. Victor Hugo Limpias O. Acad. Gastón Mejía B. Acad. Alcides Parejas M. Acad. Carmen Rosa Serrano N. Acad. Mario Suárez R. EDICIÓN: Diseño gráfico: Yoshimi Iwanaga Edición Financiada por la Fundación Universidad Privada de Santa Cruz de la Sierra - UPSA DIRECCIÓN ANCB-SC: Fundación Universidad Privada de Santa Cruz de la Sierra - UPSA Av. Paraguá y 4to. Anillo Tel.: +591 (3) 346 4000 int. 285 Fax: +591 (3) 347 5408 gastonmejia@upsa.edu.bo franciscogarcia@cotas.com.bo
Ingeniería de Diseño, Ingeniería de Sistemas y Energía La función principal del Ingeniero es crear estructuras, realizar diseños, generar procesos, analizar mercados, determinar costos y resolver varias otras funciones relacionadas con requerimientos prácticos emergentes del ejercicio de su profesión. Uno de estos procesos creativos, denominado diseño puede ser considerado como el elemento básico de la práctica de la ingeniería y es útil, el considerar en forma general, el proceso requerido para lograr este objetivo. El objetivo planteado puede ser tomado como un problema cuya solución se logra siguiendo un número de pasos lógicos, el primero de ellos, el definir el problema en forma integral que incluye la revisión de información técnica y el análisis de soluciones disponibles al problema planteado. La etapa siguiente es la de analizar el problema, considerando los efectos de varios parámetros y restricciones, incluida la simulación de un modelo utilizando técnicas computacionales. Posteriormente, el diseño incluye un esfuerzo creativo de búsqueda de soluciones opcionales al problema y de evaluarlas con el fin de determinar la mejor solución que incluye compromisos entre ventajas y desventajas cuya solución implica una optimización. Una vez seleccionada la solución, es necesario el describir en detalle el proceso y el preparar las especificaciones. En este contexto, la Ingeniería de Sistemas (grupo de cosas que conforman un todo de una manera regular, interrelacionada y organizada) está relacionada estrechamente con la Ingeniería de diseño y con el uso de modelos matemáticos, cuyos procesos proporcionan herramientas poderosas para el diseño de sistemas, uno de ellos, los generadores de energía eléctrica, sea hidro, termo, bio o núcleo eléctricos. En teoría, este procedimiento puede ser aplicado al diseño o a la selección de plantas de generación de Energía Eléctrica como lo es un sistema nuclear de potencia pero, el modelamiento matemático del mismo incluyendo parámetros económicos presenta dificultades por ser muy complejo. Sin embargo, los avances en tecnología de computación y en simuladores hace posible hoy que este enfoque pueda ser aplicado a la selección de una planta nuclear completa. Una ingeniería de sistemas efectiva está asociada con el entorno constituido por todas aquellas decisiones externas al sistema que pueden ser físicas y económicas que afectan a los requerimientos
del sistema como, en el caso de una Planta Electro Nuclear, en que se debe considerar los sistemas de generación de energía existentes en la región o en el país, de los cuales será parte constitutiva, y los requerimientos funcionales de la planta en si (insumos como materiales nucleares, Uranio y el Torio, elementos refrigerantes suficientes (disponibilidad de cursos de agua con suficiente caudal y sistemas de refrigeración adecuados(Torres), personal altamente capacitado, disposición de residuos (uranio y plutonio) y sus costos así como establecer mecanismos de interacción y análisis con la comunidad en temas como seguridad(sismos e impactos) y efectos ecológicos (dispersión meteorológica) y, finalmente, tomar en cuenta el entorno económico que incluye la parte normativa, legal y financiera a los fines de que la planta proyectada, mediante la venta de energía eléctrica (generación de potencia del orden de 2 mil Megawatts a 5 mil Megawatts), con un costo consistente con el de otras plantas generadoras de energía eléctrica, pueda cubrir sus costos operacionales y generar márgenes de utilidad. Es menester establecer que el estado de desarrollo de la tecnología existente también puede ser considerado como un factor de entorno dado que el diseño establecido o la selección realizada, enmarcado en la misma, proporciona un contexto en el que, en alto grado, se basa la descripción del sistema, conformado entre otros, por estándares y códigos. Una vez diseñado o seleccionado, el sistema debe ser evaluado con referencia al sistema de proyectado que en el caso de una planta Núcleo eléctrica considera diversas partes del proceso que tienen lugar en el mismo como transporte de calor, control neutrónico y disposición de residuos. El diseño y, por supuesto, la selección de una planta núcleo eléctrica, es tan complejo que lo esencial esta en concentrarse, inicialmente, en variables funcionales que afectan o son afectadas, por factores de entorno y no sumergirse en una enorme cantidad de problemas que se presentan en la interfase entre generación y entorno. Por tanto, la identificación adecuada de los factores de entorno es importante en las primeras etapas del diseño o selección de la Planta.
Acad. Gastón Mejía Brown Presidente ANCB-SC TESAPE ARANDU
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Desarrollo de una técnica de biotelemetria para investigar los duetos vocales de los monos Callicebus (Primates, Pitheciidae) en Bolivia. Introducción En un primer informe, se demostró de manera concluyente que las llamadas de los lucachis (Callicebus donacophilus) transmitidas por radio (TR) – grabadas con un laringófono inalámbrico – exhiben diversas cualidades en comparación con las llamadas transmitidas por aire (TA) – grabadas con un micrófono convencional. Las primeras se encontraron para mostrar mejor segmentación de los sonidos y mejor resolución en la modulación de amplitud. Sin embargo, las llamadas TR exhiben un rango estrecho de frecuencias, que faltan las ricas propiedades espectrales de las llamadas TA (Gautier 1983; ver también Anisimov et al 2014). Por otra parte, cuando se prueba en seres humanos, los sonidos del habla eran fuertemente atenuados y amortiguados. A pesar de estos inconvenientes, se demostró que la telemetría vocal es eficaz en la separación de la voz de dos sujetos humanos hablando al mismo tiempo, cerca uno del otro. Mientras que no hemos podido grabar un dueto espontáneo o incluso uno en respuesta a la reproducción de las vocalizaciones específicas de la especie, llegamos a la conclusión de que la técnica es una herramienta prometedora para la investigación de duetos vocales en los monos en libertad. Observaciones recientes de tres sujetos (Ben, Zoe y Flo) proporcionan evidencia convincente para la ocurrencia de duetos espontáneos. “El 7 de febrero de 2015, a las 7:30 de la mañana, el mono aullador (Alouatta sara) - junto al recinto de Ben – emitió su fuerte llamada durante 6 min 30 s durante la cual Ben y Zoe produjeron series de glugluteos sincronizados, seguido de un largo (1 minutos 30 segundos) canto solo de Ben. Al día siguiente, a las 7:15 de la mañana, un evento similar ocurrió durante el cual los tres lucachis produjeron glugluteos sincronizados a raíz de la aparición del rugido largo de Alouatta. Poco después, Ben inició su canto solo y Flo, que estaba ubicada en el recinto adyacente, se unió de inmediato. Los dos sincronizaron sus cantos para formar un dueto, que se prolongó durante 2 minutos. Cuatro días después, el 12 de febrero de 2015 a las 6:45 de la mañana, Ben, Flo y Zoe emitieron una serie de glugluteos – de forma concomitante con el rugido de Alouatta – después de que Ben y Flo realizaron un largo dueto (2 minutos 30 segundos).” Estos dos episodios de dueto sugirieron que el canje de las dos hembras adultas debería proporcionar un entorno experimental óptimo para la grabación de un dueto transmitido por radio entre Ben y Flo. 1. Materiales y Métodos Se considera: 1.1. Sujetos El 12 de febrero de 2015, se intercambiaron las dos hembras adultas. Como resultado, Flo ahora compartió el recinto de Ben mientras que Zoe se quedó sola en el recinto adyacente. Dato interesante, en dos ocasiones después el intercambio, se escucharon los dos lucachis producir un dueto. Diecinueve días más tarde, Flo y Ben fueron ambos equipados con un laringófono, tal como se describe en el primer informe. Inesperadamente, sin embargo, Flo terminó dañando su antena de látigo con los dientes y las manos, así como la antena de Ben. Para evitar más daños en el equipo, el arnés de Flo fue eliminado prontamente, y las dos hembras se intercambiaron una vez más. 02
TESAPE ARANDU
1.2. Reproducción de sonidos con dos altavoces En un esfuerzo por obtener un dueto de Ben y Zoe, se diseñó un experimento de reproducción con dos altavoces que imitaba las interacciones vocales entre dos grupos territoriales de lucachis (G2 y G4). En primer lugar, el estímulo acústico G2 (6 minutos de duración) fue transmitido a partir de un altavoz (Pignose) situado a unos 30 metros al sur del recinto. Tan pronto como se inició el estímulo G2, el asistente se movería discretamente a otra ubicación a unos 20 metros al oeste del recinto, donde el estímulo G4 (3 minutos de duración) se desencadenó a partir de un segundo altavoz idéntico. Como resultado, estando la pareja experimental (Ben y Zoe) y Flo, sola en su recinto, se escucharon dos duetos superpuestos desde dos lugares diferentes. Por otra parte, el estímulo G4, que fue transmitido desde un lugar más cerca de los sujetos, sonaba más fuerte que el estímulo G2. Cada estímulo fue reproducido 2 veces o 3 veces en una fila. Los ensayos de reproducción de sonidos duraron alrededor de 20 minutos y se realizaron de las 07:00 a las 07:45, en 5 días consecutivos. Los experimentos de reproducción de sonidos con 1 altavoz o 2 altavoces (n = 13) fueron grabados en vídeo y posteriormente analizados. Para cada ensayo, se evaluó la fuerza de la respuesta en una escala de 0 a 6 (Tabla 1). Otras medidas implicaron la latencia a la primera llamada audible, la latencia hasta el inicio del canto y la duración total de las llamadas.
Intensidad de Descripción del comportamiento del la respuesta animal 0
No respuesta obvia; el animal permanece indiferente al estímulo acústico
1
Arqueando la espalda; pelaje erectado con cola gruesa; se mueve rápidamente sobre las ramas; ausencia de llamadas
2
Igual que 1 pero con la producción de llamadas suaves
3
Igual que 2 pero con el inicio de un canto solo suave
4
Igual que 1 pero con la producción de llamadas fuertes (glugluteos, gorjeos)
5
Igual que 1 pero con la producción de un canto solo
6
Igual que 1 pero con la producción de un dueto
Tabla 1. Criterios de comportamiento utilizados para evaluar la intensidad de la respuesta.
1.3. Análisis de los sonidos Las vocalizaciones de Callicebus transmitidas por aire (TA) se registraron en cintas (Panasonic HDV mini) con un micrófono direccional (Sennheiser ME 66) montado en un videocámara de definición alta (Canon XL-H1). El material de vídeo se ha subido en Final Cut Pro (v. 10) y las secciones pertinentes de la pista de audio fueron exportados en formato wav. También, las vocalizaciones transmitidas por radio (TR) se registraron en formato wav en dos de las cuatro pistas de una grabadora multipista (Zoom H4n). Los sonidos fueron grabados con una tasa de muestreo de 44,1 kHz y una resolución de 16 bits. 1.3.1. Tratamiento de los espectrogramas de sonidos Los datos primarios obtenidos de cada instrumento fueron pre-procesados con el software de sonido Audacity (v. 2.0.2). Típicamente, las grabaciones TR se caracterizan por una baja relación señal-ruido con una forma de onda contaminada por grandes deflexiones correspondiendo a un ruido de baja frecuencia (ver Gráfico 1). Sólo las secciones de la materia prima que carecían de estos artefactos se extrajeron para su posterior análisis. La forma de onda de la señal se normalizó (Sox, v. 14.4.1). Para aumentar la relación señal-ruido, parte del ruido de fondo se eliminó con la herramienta de eliminación de ruido de Audacity. Los archivos de sonidos fueron filtrados (< 166 Hz) con el ecualizador de Audacity. Este filtrado no afecta a la frecuencia fundamental de las vocalizaciones de Callicebus (rango: 171-1198 Hz). Esto fue seguido por una segunda normalización de la señal de interés. Debido a que la cámara de vídeo no estaba sincronizada con la grabadora multi-pista, cada archivo de datos pre-procesado fue entonces igualado manualmente a su contraparte TA. Del mismo modo, las grabaciones TA fueron sometidas a la eliminación de ruido, ecualización y normalización. Las vocalizaciones grabadas simultáneamente con los dos instrumentos (micrófono y laringófono) se analizaron con el paquete ‘seewave’ en el medio ambiente R (Sueur et al. 2008).
1.3.2. Segmentación de los sonidos Para la segmentación del sonido, la función ‘timer’ de seewave se creó con una longitud de ventana de 70 ms y 10% de superposición. La envolvente de la forma de onda se extrajo y dependiendo de la vocalización, un umbral de 5% a 7% se aplicó para separar sonidos vocales del ruido de fondo (Gráfico 2a). Se utilizaron dos criterios adicionales para la segmentación de los sonidos. En primer lugar, sólo los sonidos de más de 30 ms se consideraron como vocalizaciones. En segundo lugar, los sonidos separados por un intervalo de menos de 10 ms se consideraron como fragmentos del mismo sonido. Las vocalizaciones que fueron segmentadas incorrectamente fueron descartadas del análisis. La precisión de este procedimiento se verificó mediante la superposición de una parcela de la segmentación resultante sobre la sonograma (Gráfico 2b). Esta segmentación de sonidos se realizó sólo en las vocalizaciones TR que tenían una relación de señal a ruido más alta. La duración de la sílaba se calculó restando el desplazamiento de tiempo desde el tiempo de inicio de cada sonido segmentado. El mismo tiempo de inicio y desplazamiento de cada sílaba obtenido a partir de este análisis se utilizó para segmentar las vocalizaciones TA.
Gráfico 2. Un glugluteo analizado con la función ‘timer’ de seewave. Para la segmentación de los sonidos, un umbral del 5% se aplicó a la envolvente de forma de onda (arriba). La precisión de este método puede ser verificada mediante la superposición de una trama de la segmentación de tiempo sobre el monograma (abajo).
Gráfico1. Ejemplo de datos en bruto registrados a partir de un laringófono. La grabación muestra una larga secuencia de vocalizaciones contaminadas por 4 tipos de artefactos de ruido: un ruido de fondo continua por encima de 200 Hz; una ráfaga periódica de ruido de duración variable (barras horizontales por encima del espectrograma); una banda estrecha continua a 700 Hz y un ruido de baja frecuencia de gran amplitud, como se muestra por los grandes deflexiones de la forma de onda (abajo).
1.3.3. Frecuencia dominante Con la función ‘meanspec’ de seewave, se calcularon varios parámetros de la frecuencia dominante: la media, la mediana y la valor maxima y mínima. La amplitud de la frecuencia dominante se determinó restando el mínimo del valor máximo. 1.3.4. Entropía espectral El grado de ruido contenido en cada llamada fue medido con la función ‘csh’ (entropía espectral continua) de seewave. En una escala de 0 a 1. Los sonidos bulliciosos tienen una mayor entropía en comparación con los sonidos puros. TESAPE ARANDU
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1.3.5. Atenuación acústica Para comparar el grado de atenuación de los sonidos grabados con un micrófono y con un laringófono, primero se determinó la amplitud relativa de cada nota dentro de la llamada. Para cada una de las dos notas, se calculó la proporción correspondiente a la amplitud de la última nota relativa a la nota que exhibe la amplitud máxima en la llamada. Se trazó la relación de amplitud para cada amplitud asociada con cada una de las dos últimas notas en la llamada. 1.3.6. Seguimiento del tono Rastreamos la frecuencia fundamental de las llamadas y las sílabas de canto utilizando el software Praat, (v. 03.05.52). Para este análisis, el rango de frecuencia se fijó desde 75 Hz hasta 1.200 Hz. Los archivos se guardaron en un formato texto (txt) antes de ser exportado a R para el análisis cuantitativo. 1.3.7. Estadísticas Se evaluó el efecto de dos o más variables independientes (csh, amplitud de la señal) en la variable dependiente (instrumento). Debido a que las muestras se tomaron de la misma señal, diferencia entre los dos instrumentos (laringófono y micrófono) se evaluó con una prueba t de muestras pareadas. Cuando los datos no se ajustan a los supuestos paramétricos, incluso después de la transformación logarítmica, se realizaron pruebas Wilcoxon de rango de suma.
Prueba
Fecha
Transmisor
Altavoces
Duración del playback (s)
Latencia a la primera llamada (s)
Latencia al inicio del canto (s)
Duración total de las llamadas (s)
Fuerza de la respuesta
1
25/11/14
no
1
2
07/12/14
no
1
160
–
417
58
–
–
0
–
142
3
13/12/14
si
1
501
4
–
–
–
4
14/12/14
si
1
0
1308
827
1020
242
5
22/03/15
no
5
1
300
240
–
68
6
24/03/15
2
no
1
638
325
–
148
7
3
28/03/15
no
1
866
228
683
461
5
8
02/04/15
si
1
922
–
–
–
1
9
04/04/15
si
2
1528
587
–
146
3
10
06/04/15
si
2
1200
640
–
58
2
11
07/04/15
si
2
1080
323
–
30
2
12
08/04/15
si
2
1800
469
–
81
2
13
09/04/15
si
2
960
600
–
22
2
Tabla 2. Respuesta de Ben en 13 pruebas de reproducción de sonidos
En comparación con el sujeto sin arnés, la fuerza de la respuesta a la reproducción fue ligeramente inferior cuando el sujeto llevaba el laringófono (Gráfica 3) pero la diferencia no fue significativa (Wilcoxon rank sum test: W = 14,5, p = 0,45). Por lo tanto, las dos muestras se agruparon. En general, la intensidad de la respuesta media a la reproducción fue de 2,1 ± 0,3 (n = 13; rango: 0-4).
2. Resultados 2.1. Respuesta a la reproducción de sonidos La Tabla 2 resume los resultados de los ensayos de reproducción de sonidos (n = 13). La mayor parte de las pruebas (10/13; 76,9%) produjo una respuesta manifiesta de Ben (media latencia a la primera llamada: 429,7 ± 74,1 s; n = 10; duración media de la llamada: 139,8 ± 41,5 s; n = 10). Sin embargo, las pruebas fallaron para provocar el dueto entre Ben y Zoe o entre Ben y Flo, incluso, cuando se utilizó el diseño experimental de dos altavoces. Dos de las 13 pruebas (15,4%) que se realizaron suscitó el canto solo (latencia media al inicio del canto: 851.5 ± 168.5 s). Una prueba resultó en la producción de llamadas fuertes (glugluteos) y 7 otros en la producción de llamadas suaves. En dos de estas últimas pruebas, Ben comenzó a producir un canto susurrado sin dar efecto al canto fuerte (Tablas 1 y 2). Ocho de las 13 pruebas de reproducción (61,5%) se realizaron mientras los sujetos llevaban el laringófono (Tabla 2). Una evocó una fuerte respuesta vocal (450 s de duración), durante la cual Ben produjo 7 episodios de canto solo (115 s), junto con muchas series de glugluteos (n = 60). En seis otras pruebas de reproducción, Ben emite nueve secuencias de llamadas suaves puntuadas, en un caso, de canto producido a baja amplitud. Gráfico 3. (a) La respuesta de Ben a la reproducción de sonidos se muestra para cada ensayo. (b) La fuerza de la respuesta y la duración total de llamadas (c) durante la reproducción de sonidos se compara con (n = 8) y sin (n = 5) un laringófono. Para cada diagrama de caja, la barra horizontal gruesa muestra la mediana. Líneas inferior y superior de cada caja corresponden a la primera y tercera inter-cuartil (25% y 75%). Los bigotes denotan el rango y los círculos abiertos son los valores extremos.
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Se señala que, en estas pruebas, Zoe era bastante indiferente y nunca llamó durante la reproducción. Ella tiende a seguir a Ben cuando se movía activamente en el recinto. No se pudo observar el comportamiento de Flo (en el recinto adyacente) durante la reproducción de sonidos. 2.2. Vocalizaciones de Callicebus 2.2.1. Glugluteos Antes de emitir su canto solo, Ben inició una serie de 36 glugluteos producidos durante un período de 167 s (tasa: 0,21 llamada/s, intervalo medio entre las llamadas: 4,68 s). El resto de las llamadas fueron producidas ya sea en alternancia con el canto solo (n = 7) o como un episodio vocal final (n = 17). 2.2.1.1. Estructura física El glugluteo consiste en una secuencia de dos notas alternadas (nota 1 y nota 2) producidas por un patrón rápida de inhalación y exhalación (duración media: 2,13 ± s, n = 60; número medio de notas por llamada: 21,55; rango: 6 – 54). Nota 1 muestra tanto mayor amplitud de frecuencia (188,1 ± 4,4 Hz, n = 270) y un tono más alto (745,8 ± 6,6 Hz, n = 270) en comparación de la nota 2 (125,8 ± 3,0 Hz, n = 263; 531,3 ± 5,7 Hz, n = 270 ). Durante la producción del glugluteo, el tono de la nota 1 disminuye monótonamente mientras que lo de la nota 2 sube ligeramente. Entonces, el tono de las dos notas converge hacia el final de la llamada. 2.2.1.2. Calidad de las grabaciones TA vs. TR La calidad espectral temporal de las vocalizaciones de Callicebus difería en función de las condiciones de grabación. La entropía espectral de los glugluteos TR fue significativamente mayor que la de los glugluteos TA (prueba t de muestras pareadas: p < 0,001 para cada llamada, n = 26), lo que indica que los glugluteos TR eran menos bulliciosos que los glugluteos TA (Gráfico 4).
Gráfico 4. Entropía espectral del gugluteo grabado con dos instrumentos. Los sonidos grabados con un laringófono son menos ruidosos que los registrados con un micrófono. Para cada diagrama de caja, la barra horizontal gruesa muestra la mediana. Líneas inferior y superior de cada caja corresponden a la primera y tercera inter-cuartil (25% y 75%). Los bigotes denotan el rango y los círculos abiertos son los valores extremos.
Seguidamente, se examinó la relación de atenuación de cada nota durante la producción de llamadas y en ambos tipos de grabaciones. Usando la prueba Wilcoxon de rango de suma, se encuentra una mayor disminución en la amplitud de cada nota durante la producción de los glugluteos TA en comparación con los glugluteos TR (nota 1: W = 687; p < 0,001; nota 2: W = 629; p < 0,001; Gráfico 5). Para las grabaciones TR, la relación de atenuación fue mayor para la nota 2 que lo era para la nota 1 (W = 185; p < 0,01), mientras que para las grabaciones TA, la relación de atenuación fue similar entre las dos notas (W = 349; p = 0,8). Por lo tanto, con el uso de un laringófono, la amplitud de cada nota permanece más estable.
Gráfico 5. Atenuación de las notas durante la producción del glugluteo. En comparación con el laringófono, las grabaciones realizadas con un micrófono dieron como resultado una mayor atenuación de cada tipo de nota (1 y 2) al final de la llamada. Para cada diagrama de caja, la barra horizontal gruesa muestra la mediana. Líneas inferior y superior de cada caja corresponden a la primera y tercera inter-cuartil (25% y 75%). Los bigotes denotan el rango y los círculos abiertos son los valores extremos.
Se revisó el espectro de potencia del glugluteo y se encontró diferencias sustanciales según el instrumento de registro. La densidad espectral de potencia media del glugluteo TR exhibe dos picos principales (Tabla 4; Gráfico 6a), el primer pico corresponde a la frecuencia fundamental de la nota 2 y el segundo a la frecuencia fundamental de la nota 1. La amplitud del primer pico fue significativamente mayor que el mismo pico en el glugluteo TA (9 muestras desde 400 Hz hasta 600 Hz: W = 67; p = 0,019). No hubo diferencia en la amplitud del segundo pico entre los dos instrumentos. En los glugluteos TA, el segundo pico está bimodal (Gráfico 6a), con un desplazamiento hacia frecuencias más altas (754 Hz y 840 Hz). Como se muestra en la Gráfico 6b, por los glugluteos TR, 95% de la potencia se concentra por debajo de 1,72 kHz (81/1.024 muestras; 7,91%), mientras que para los glugluteos TA, la energía del sonido se distribuye sobre un rango de frecuencias mucho más amplio, hasta 5,53 kHz (258/1.024 muestras; 25,19%).
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Gráfico 6 – Espectros de frecuencia del glugluteo grabado con dos instrumentos. (a) Potencia media de la densidad espectral de 26 llamadas. El área sombreada alrededor de la media representa el error estándar. (b) las parcelas acumulativas de los mismos espectros de frecuencia (laringófono en rojo, micrófono en negro). Las líneas verticales indican las frecuencias por debajo de las cuales 95% de la energía del sonido se concentra.
2.3. Canto solo La potencia media de la densidad espectral del canto solo TR exhibe tres picos principales (Tabla 4; Gráfico 7a). La amplitud del primer pico fue significativamente más alto que el mismo pico que se encuentra en la canto solo TA ((9 muestras desde 400 Hz hasta 600 Hz: W = 80; p < 0,001). No hubo diferencia en la amplitud del segundo pico entre los dos instrumentos pero para el canto solo TA, tan pico era más amplia y bimodal, con un desplazamiento hacia frecuencias más altas (Gráfico 7a).
Gráfico 7. Espectros de frecuencia de la canto solo grabado con dos instrumentos. (a) Potencia media de densidad espectral de 5 episodios del canto solo. El área sombreada alrededor de la media representa el error estándar. (b) las parcelas acumulativos de los mismos espectros de frecuencia (laringófono en rojo, micrófono en negro). Las líneas verticales indican las frecuencias por debajo de las cuales 95% de la energía del sonido se concentra.
2.4. Llamadas de angustia Quizás la llamada más fuerte del repertorio vocal de Callicebus, la llamada de angustia tiene una larga duración (media: 860 ± 20,5 ms; n = 42) y un amplio rango de frecuencia (Gráfico 8). Se compone de dos notas: una larga producida por exhalación y una corta, producida por inhalación.
El espectro de potencia acumulado del canto solo es bastante similar en ambos tipos de grabaciones (Gráfico 7b). Para grabaciones inalámbricas, 95% de la potencia se concentra a continuación 4,89 kHz (228/1.024 muestras; 22,26%) y para las grabaciones de micrófono se concentra a continuación 4,46 kHz (208/1.024 muestras; 20,31%) (p >0,05).
Gráfico 8. Una secuencia de fuertes gritos grabados en la clinica con un laringofóno. El laringófono estaba estrechamente colocado a la laringe de Zoe, proporcionando así un contacto óptimo. Note la energía elevada del sonido hasta 9 kHz. Se puede ver armónicos más débiles por encima.
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Grabaciones inalámbricas de la llamada de angustia (n = 39) revelan cuatro picos distintos de energía (Tabla 4; Gráfico 9a). En comparación con las mismas grabaciones hechas con un micrófono, el segundo y el tercer picos exhiben más energía (51 muestras desde 400 Hz hasta 1.500 Hz: W = 2.525; p < 0,001). Por encima de 2 kHz, la energía sonora de la llamada TR gotas sigue siendo considerablemente baja en comparación con la llamada TA. Como se muestra en el Gráfico 9b, el espectro de potencia acumulado de la llamada de angustia difiere fuertemente entre los dos tipos de grabaciones (D = 0,077). Por las llamadas TR, 95% de la potencia se concentra por debajo de 3,79 kHz (177/1.024 muestras; 17,28%), mientras que para las llamadas TA, el mismo umbral se alcanza más allá de esa frecuencia, en 7,75 kHz (363/1.024 muestras; 35,45 %).
en los que la aplicación de dicha técnica. Sin embargo, Callicebus también se comunica con la producción de llamadas suaves que a menudo están enmascaradas por las llamadas más fuertes de otros miembros del grupo. El siguiente ejemplo ilustra este punto. La inspección cuidadosa de las grabaciones inalámbricas nos ha permitido identificar fácilmente unos chirridos que Zoe produjo durante la emisión de los glugluteos de Ben (Gráfico 10d). Una reconstrucción de los intercambios vocales con un código de color (Adobe Illustrator CC, v. 17.0.0) visualiza el intercambio vocal (Gráfico 10c). Por el contrario, la ocurrencia de los chirridos de Zoe fueron completamente por alto con las mismas grabaciones hechas con un micrófono (Gráfico 10a, b).
Gráfico 10. Dos ejemplos de vocalizaciones que se solapan grabadas con un micrófono (a, b) y un laringófono (c, d). En los espectrogramas (a), los chirridos de Zoe están casi completamente enmascarados por los glugluteos de Ben. Los dos tipos de llamadas permanecen indiferenciadas en la forma de onda de la señal (b). Por contra, la forma de onda de las llamadas transmitidas por radio es claramente distinta en cada canal (d), lo que permite la reconstrucción de los intercambios vocales (c). Gráfico 9. Espectros de frecuencia de la llamada de angustia grabada con dos instrumentos. (a) Potencia media densidad espectral de 39 llamadas. El área sombreada alrededor de la media representa el error estándar. (b) Las parcelas acumulativas de los mismos espectros de frecuencia (laringófono en rojo, micrófono en negro). Las líneas verticales indican las frecuencias por debajo de las cuales 95% de la energía del sonido se concentra.
2.5. Reconstrucción de vocalizaciones conjuntas por medio de la telemetría Como se mencionó en el primer informe, la esencia de nuestra metodología es separar los sonidos superpuestos producidos simultáneamente por dos o más individuos. A este respecto, los largos y potentes duetos vocales de Callicebus proporcionan tal vez una de las mejores muestras entre los animales no humanos
3. Discusión Este segundo intento de grabar las llamadas transmitidas por radio en una pareja de lucachis cautivos resultó ser menos exitoso que nuestro primer juicio. Obviamente, Flo se sentía incómoda llevando el arnés con sus componentes electrónicos a bordo y así terminó dañando su arnés y su antena de látigo, así como a la antena de Ben. Una de las razones de este fracaso puede atribuirse a un cambio en nuestro procedimiento experimental: Flo estaba equipado con el equipo sin ningún tipo de formación previa. En contraste, Ben había sido entrenado durante 36 días, primero con sólo un arnés y más tarde con componentes electrónicos falsos unidos al arnés. Del mismo modo, Zoe fue entrenada durante TESAPE ARANDU
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15 días usando un arnés junto con una antena de latigo falsa y con una pequeña batería de cadmio colocada a su garganta antes de la prueba real. Cabe señalar, sin embargo, que tal fase de habituación no puede ser previsto en el campo. Por lo tanto, esta experiencia negativa da la oportunidad de modificar el equipo con el fin de evitar malas consecuencias en el futuro. 3.1. Mejorar el arnés Una cuestión apremiante se refiere al diseño de arnés. Para evitar el desplazamiento no deseado del laringófono o su inversión – como fue el caso con un collar de cordón – vamos a fabricar un collar de cuero ligero pero más rígido que celebrará en el arnés el dispositivo electrónico de un solo paquete. Sólo el acelerómetro (transductor) sobresaldrá para asegurar el contacto directo con la garganta. La antena de látigo se insertará en el interior del collar de cuero y saldrá dorsalmente, evitando así cualquier daño a su extremo proximal. A nivel de la nuca del sujeto, el “collar abierto” estará conectado al arnés con cordones de zapatos, lo que permite su ajuste con un falcaceado, como se hizo anteriormente (un falcaceado demostró ser eficaz para el ajuste con cautela del collar). El manguito protector en el extremo distal de la antena será reforzada con material adicional para evitar los lucachis gastar los hilos de alambre con sus manos y dientes. 3.2. Pruebas de reproducción de sonidos Aunque no hemos podido evocar el dueto en los sujetos, nuestros experimentos de reproducción demostraron de manera concluyente que Ben era muy sensible al dueto de su especie que se emitió desde 1 o 2 altavoces. En todas las pruebas, sino dos, el reaccionó al estímulo acústico arqueando su espalda y mostrando un mayor nivel de locomoción (corriendo, saltando). Esta pantalla agonística se acompañó a menudo de la producción de llamadas suaves, que en ocasiones se convirtieron en llamadas fuertes. La respuesta de Zoe a la reproducción era más ambigua mientras siguió constantemente los movimientos de Ben de forma pasiva. Ocasionalmente, ella se observó arqueando la espalda, pero que rara vez llama. Mediante la identificación del animal que llama, la telemetría vocal ofrece aún otra ventaja sobre las grabaciones de micrófono,
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es decir, con respecto a la producción de llamadas suaves. Algunas de estas llamadas son tan débiles que no se detectaría con un micrófono ordinario, debido a enmascarar el ruido. Incluso con un excepcionalmente buen micrófono, el observador probablemente no podría identificar al animal que llama desde una distancia dada la ausencia de movimientos de la boca asociadas con la fonación. Por el contrario, este tipo de llamadas son claramente identificables en el canal correspondiente al animal vocalizando. Como resultado, los experimentos de reproducción en el campo también podrían beneficiarse de esta técnica como la producción de las llamadas suaves en respuesta a un estímulo acústico podría ser fácilmente se perdió por el observador y registrada como una “no respuesta”. Desde el 5 de abril 2015, Ben y Flo se han reunido y, en las próximas semanas, esperamos tener una tercera oportunidad de probar el nuevo arnés con los radiotransmisores reformados para finalmente grabar un dueto de los dos lucachis. 4. Literatura •
Anisimov, V. N., Herbst, J. A., Abramchuk, A. N., Latanov, A. V., Hahnloser R. H. R. & A. L. Vyssotski. 2014. Reconstruction of vocal interactions in a group of small songbirds. Nature Methods 11: 1135-1137.
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Gautier, J. P. 1983. Qualities and drawbacks of radiotransmitted vocalizations of monkeys through laryngophones: new perspectives in analysis. Folia Primatologica 41: 218-230.
•
Sueur, J., Aubin, T., & C. Simonis. 2008. Equipment review: seewave, a free modular tool for sound analysis and synthesis. Bioacoustics 18: 213-226. Pratice Adret Resumen de Proyecto de Investigación Programa UPSA - ANCB-SC