Estudio acústico de las vocales del español a partir de grabaciones de habla infantil

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Estudio acústico de las vocales del español
a partir de grabaciones de habla infantil

María Manjavacas Ramírez Cruz

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Tesis doctoral
Estudio acústico de las vocales del español a partir de grabaciones de habla infantil
María Manjavacas Ramírez Cruz

Programa de doctorado de Ciencia Cognitiva y Lenguaje
Universidad de Barcelona

Director de tesis
Dr. Eugenio Martínez Celdrán
Catedrático de Lingüística
Universidad de Barcelona
2017

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Tesis doctoral
Estudio acústico de las vocales del español a partir de grabaciones de habla infantil

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AGRADECIMIENTOS
Mi gratitud en primer lugar al profesor Eugenio Martínez Celdrán, director de esta tesis,
por haber aceptado la dirección de la misma constituyendo su motivación principal el apoyo a la
investigación y la apuesta por los jóvenes estudiantes. Me gustaría darle las gracias de manera
muy especial por su orientación, sus relevantes aportaciones y sus interesantísimas sugerencias
durante el desarrollo de esta investigación así como por su interés en la finalización y defensa de
la misma aun cuando las circunstancias nos eran adversas.
Mis agradecimientos más sinceros a la profesora Juana Gil por haberme escuchado y
aconsejado, por su presencia incondicional, su apoyo constante y por la total confianza que ha
depositado en mí a lo largo de mi trayectoria investigadora alentándome en las distintas fases de
la investigación incluso cuando los ánimos flaqueaban.
Asimismo quiero expresar mi gratitud al profesor Joaquim Llisterri no solo por la
ayuda, ánimo y cariño brindados sino por haberme tendido desde el primer momento su mano
amiga.
Quizás todo comenzó en primero de carrera con la profesora Alicia Mellado cuyas
clases despertaron en mí el interés por la Fonética.
Obligados son mis agradecimentos al profesor Sergio Cuesta no tanto por sus consejos
informáticos sino por haberme infudido el ánimo y la serenidad necesarios para haber podido
llevar a término esta investigación.
No puedo olvidar a los profesores José María Lorenzo y Ángel Rodridguez que de
forma altruista y desinteresada me han ayudado con los análisis estadísticos y matemáticos.
A los miembros del tribunal, por la lectura y tiempo que han dedicado a esta
investigación y a los miembros de la Comisión investigadora de la Universidad de Barcelona
por haber aceptado el proyecto y la tesis doctoral.
Inevitable es mi agradecimiento a los niños y a sus padres por haberse prestado de
manera desinteresada a ayudarme en este proyecto y permitir así que la ciencia avance.
Por último, expreso mi más profundo agradecimiento a toda mi familia y en especial a
mis padres, sin cuyo esfuerzo no hubiera podido comenzar esta tesis y sin cuyo cariño no
hubiera podido acabarla.

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RESUMEN
A pesar de que al estar presentes en el habla temprana las vocales son hitos importantes
en el desarrollo del lenguaje (Vorperian y Kent [2007]), la mayor parte de los trabajos que han
abordado el estudio fonético de las emisiones infantiles se ha centrado en la descripción de los
sonidos consonánticos debido, entre otras razones, a falsas creencias como la de que las vocales
rara vez se articulan mal y son aprendidas con poco esfuerzo (Davis y MacNeilage [1990],
Stokes y Wong [2002] y Van der Stelt et al. [2005]).
Dentro la reducida bibliografía que se ha acercado al estudio de los sonidos vocálicos en
edades tempranas, son muy pocos los trabajos que han emprendido la tarea de registrar y
transcribir fonéticamente estos segmentos a lo largo de los tres primeros años de vida (periodo
de tiempo en el que se producen los mayores cambios anatómicos del tracto vocal según Selby
et al. [2000] y en el que aparecen las características fundamentales de las vocales según Templin
[1957]); y más escasos aún son aquellos que han analizado acústicamente los dos primeros
formantes de estos sonidos vocálicos pese a la importancia que este índice acústico tiene en el
reconocimiento y diferenciación de la vocal.
Entre las causas que determinan la escasez del primer tipo de trabajos se encuentran,
según Palethorpe et al. (1996), la dificultad de la obtención de los datos puesto que resulta
complicado encontrar sujetos de tan corta edad a los que estudiar por un periodo de tiempo tan
extenso, así como la dificultad que presenta el transcribir muestras de habla de sujetos tan
jóvenes, tanto por lo complejo que resulta la identificación de las vocales como por las carencias
que presentan los actuales sistemas de transcripción que están diseñados para la transcripción de
las emisiones adultas (Kent y Bauer [1985], Oller [1986], Gilbert et al. [1997], etc.). En cuanto
a las investigaciones que han analizado la estructura formántica de las vocales tempranas, y
frente a aquellas dedicadas al análisis de otros parámetros acústicos del habla infantil como la
duración, la f , o la intensidad, la escasez de publicaciones reside en la complejidad del examen
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acústico que viene dada, según Kent (1976), por las peculiaridades que presenta el habla de los
bebés y de los niños pequeños como la tendencia de estos sujetos a emitir sonidos con voz no
modal, la nasalización de las vocales debido a la configuración particular del tracto vocal y la
alta frecuencia fundamental de las emisiones.
La exigüidad de este tipo de estudios en la literatura internacional y la ausencia de
trabajos que ahonden en estas cuestiones en el campo del español (al menos durante un periodo
de estudio tan extenso), han constituido la motivación principal que nos ha llevado a emprender
esta tesis doctoral en la que los objetivos principales son el análisis acústico de los dos primeros
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formantes de las emisiones vocálicas aisladas de dos sujetos hablantes de castellano entre los
0;4 y los 3;0 años de vida, y la transcripción fonética de dichas emisiones. Estos objetivos
generales pueden concretarse en los siguientes:
a) Clasificar las vocales extraídas según las categorías vocálicas del español mediante un
test de percepción.
b) Hallar qué vocales emiten los bebés y los niños pequeños con mayor frecuencia a lo
largo del periodo de estudio.
c) Determinar los valores de los dos primeros formantes de los sonidos vocálicos aislados
extraídos de las emisiones de un niño y una niña hablantes de español en los tres
primeros años de vida.
d) Comparar los valores medios de los dos primeros formantes de las vocales del español
del habla infantil con los valores dados para las vocales de hablantes adultos de esta
lengua.
e) Observar si se produce una expansión o disminución del espacio vocálico durante el
periodo de observación a partir del cálculo del área vocálica con ayuda de los valores
formánticos.
f) Observar si se produce una reducción o ampliación de los valores de las dos primeras
resonancias formánticas a lo largo del tiempo.
g) Averiguar si existen diferencias en el número de emisiones y en la cualidad vocálica de
estas entre ambos sujetos.
Las hipótesis de partida son las ya comprobadas en otros estudios que se han centrado
en la transcripción y el análisis acústico de los segmentos vocálicos de las emisiones de los
niños que adquieren una lengua distinta a la española, y son las que nosotros pretendemos
corroborar con este trabajo:
1. Los valores formánticos de los bebés superan con creces los valores de los formantes de
los adultos (Irwin y Chen [1946], Peterson y Barney [1952], Fant [1960], Eguchi y
Hirsh [1969], Boysson-Bardies et al. [1980], Stoel-Gammon y Herrington [1990], Kuhl
y Meltzoff [1996], Ménard et al. [2004], Chen y Kent [2010], etc.).
2. Las primeras vocales en aparecer y las vocales más frecuentes en los primeros meses de
vida, y al menos durante el primer año, son las vocales centrales medias y bajas y las
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vocales anteriores (Irwin [1948], Lindblom y Sundberg [1969], Boysson-Bardies et al.
[1980], Van der Stelt et al. [2006], Kern y Davis [2009], etc.).
3. Algunos sonidos vocálicos pueden articularse al poco de nacer porque el bebé posee las
herramientas necesarias para ello, pero otros como [u] necesitan de una maduración
anatómica y de una mejora de las habilidades de control motor para poder ser
articulados (Kent [1976], Buhr [1980], Vorperian et al. [2005], etc.).
4. En los primeros meses de vida se produce una superposición de las vocales en el
espacio vocálico que irá desapareciendo según aumente la edad del niño (Buhr [1980],
Kent y Murray [1982], Kuhl y Meltzoff [1996], Rvachew et al. [2006], etc.).
5. A pesar de la inversa relación establecida por Fant (1960) entre la longitud del tracto
vocal y las frecuencias de los formantes (de forma que según aumenta la longitud de
aquel las frecuencias disminuyen), los cambios dramáticos que sufren las estructuras del
tracto vocal durante el primer año de vida no provocan que los valores del F1 y del F2
desciendan de manera significativa (Buhr [1980], Kent y Murray [1982], Gilbert et al.
[1997], Chen [2006], etc.).
6. Aunque los niños que adquieren la misma lengua meta tienen inventarios vocálicos
parecidos, pueden encontrarse diferencias individuales incluso en las primeras etapas
del desarrollo (Lieberman [1980], Kent y Bauer [1985], Davis y MacNeilage [1995],
Van der Stelt et al. [2006], etc.).
En cuanto al método de trabajo, se grabaron semanalmente las emisiones espontáneas
de un niño y una niña hablantes de español entre los cuatro meses y los tres años de vida, en
diferentes contextos familiares. Después se escucharon las grabaciones y se seleccionaron los
sonidos vocálicos que se ajustaron a criterios previamente establecidos tales como: sonidos
vocálicos aislados, voz modal, etc. A continuación se midieron los dos primeros formantes y se
crearon cartas de formantes que nos ayudaron a situar las señales en el espacio vocálico y nos
permitieron observar la evolución de las mismas a lo largo del tiempo. Posteriormente, cinco
adultos hablantes nativos de español realizaron un test de percepción en el que debían clasificar
los sonidos escuchados según las categorías vocálicas de la lengua española para que nosotros
pudiésemos cotejar después estos resultados con los arrojados por el análisis acústico.
Finalmente, y para comprobar si los valores de los dos primeros formantes disminuyeron o
aumentaron de manera significativa a lo largo del tiempo o si se amplió o se redujo el área
vocálica, realizamos una serie de análisis estadísticos en los que calculamos el promedio y la
varianza de los mismos.
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Los resultados arrojados por los análisis anteriores fueron comprobando una a una todas
las hipótesis de partida (tanto aquellas que habían sido demostradas en los trabajos de
investigación en los que se analizaban acústicamente los dos primeros formantes, como aquellas
que habían sido verificadas en los estudios en los que se registraba el inventario vocálico de los
bebés y niños pequeños que estaban adquiriendo una lengua distinta a la lengua española).
Finalmente, las conclusiones alcanzadas tras la realización de esta tesis doctoral fueron
las siguientes:
1. Los valores de los dos primeros formantes de las vocales analizadas en los bebés y
niños pequeños superan con creces a los de los adultos.
2. La mayoría de los sonidos vocálicos producidos por un bebé en los primeros meses de
vida son articulados en la parte central y anterior de la cavidad bucal y poseen, al menos
al principio, una altura media y baja.
3. Dentro del ángulo posterior, la vocal [u] es la última vocal en aparecer y no lo hace al
menos hasta que el bebé ha cumplido los seis meses de vida.
4. Las producciones vocálicas de los bebés están determinadas, al menos en parte, por la
lengua ambiente en la que estos están inmersos.
5. El bebé es capaz de producir cualquier vocal del español una vez que se superan los
primeros siete u ocho meses de vida.
6. Se crearon campos de dispersión alrededor de todas las vocales analizadas debido a la
articulación de los niños de una misma vocal con pequeñas diferencias en los valores
formánticos.
7. La variabilidad de los valores formánticos dentro de una vocal puede deberse a que el
tracto vocal del bebé no está aún configurado como el del adulto y sufre cambios
continuos tanto en su longitud como en su anchura y volumen.
8. Los valores de los dos primeros formantes no sufren ninguna alteración significativa
durante el primer año de vida a pesar de los cambios dramáticos que experimenta el
tracto vocal en este periodo temporal.
9. Existe una variedad inter-individual tanto en el número de vocales extraídas a lo largo
del periodo de estudio como en su cualidad vocálica.
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ÍNDICE
Agradecimientos ............................................................................................................... 3
Resumen ........................................................................................................................... 4
Índice ................................................................................................................................ 9
Lista de abreviaturas ....................................................................................................... 13
Lista de tablas ................................................................................................................. 15
Lista de gráficos ............................................................................................................. 22
1. Introducción. ........................................................................................................... 28
2. Estado de la cuestión. .............................................................................................. 46
2.1. Configuración anatómica del bebé y del niño pequeño. .................................. 47
2.1.1. Características del tracto vocal. ................................................................. 47
2.1.2. Desarrollo del control motor. .................................................................... 63
2.1.3. Control motor y modelos artificiales de reproducción de habla. ............... 68
2.2. Capacidades perceptivas del bebé y del niño pequeño. ................................... 77
2.2.1. Habilidades perceptivas y evolución de estas............................................ 77
2.2.2. Influencia de la lengua ambiente. .............................................................. 92
2.2.3. Habla dirigida al bebé. ............................................................................. 116
2.3. Revisión bibliográfica sobre el análisis vocálico. ......................................... 119
2.3.1. Consideraciones iniciales. ....................................................................... 119
2.3.2. Revisión de estudios de inventario vocálico............................................ 126
2.3.3. Revisión de estudios de análisis acústico. ............................................... 132
3. Objetivos e hipótesis de partida. ............................................................................ 167
4. Caracterización articulatoria y acústica de los sonidos vocálicos del español. ..... 170
5. Metodología. ......................................................................................................... 188
5.1. Sujetos. .......................................................................................................... 188
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