Ayudando a oír mejor: el Aro Magnético Gabriel Eirea (a) (a) Taller de Electrónica Libre, Instituto de Ingeniería Eléctrica, Facultad de Ingeniería, Universidad de la República, Uruguay. E-mail: geirea@fing.edu.uy Abstract The Induction Loop, also known as Audio-Induction Loop, Hearing Loop or Hearing Aid Loop, is an assisted hearing system to be used by people with hearing aids, that improves the quality of hearing in large or noisy environments. In this article the system is presented, its application characterized, and the technical concepts that allow an understanding of its operation are introduced. Finally, the activities undertaken by the School of Engineering at Universidad de la República to disseminate this technology are described, as part of a more general policy of university extension. Resumen El Aro Magnético, también denominado Lazo de Inducción, Bucle Magnético o Bucle de Inducción, es un sistema de escucha asistida para usuarios de audífonos, que mejora la calidad de escucha en ambientes grandes o ruidosos. En este artículo se presenta el sistema, se caracteriza su aplicación y se introducen los conceptos técnicos que permiten comprender su funcionamiento. Finalmente, se describen las actividades desarrolladas en la Facultad de Ingeniería de la Universidad de la República para difundir esta tecnología, como parte de una política general de extensión universitaria. Palabras clave: aro magnético, hipoacusia, inducción magnética. 1
[1] Introducción El Aro Magnético constituye una solución tecnológicamente sencilla para mejorar sustancialmente la calidad de la escucha de personas con una disminución de la capacidad auditiva (hipoacusia). El público objetivo son personas que utilicen audífonos como prótesis o ayuda tecnológica. La mejora en la calidad de escucha se puede producir en ambientes y situaciones donde la amplificación del dispositivo no sea adecuada para distinguir con claridad la fuente de sonido; esto puede ocurrir en ambientes ruidosos, con mucho eco o reverberación, o donde haya una gran distancia entre la fuente de sonido y el oyente. Algunos ejemplos típicos de aplicación de esta tecnología son los cines, teatros, salas de conferencia, salones de clase o mostradores de atención al público. En el Taller de Electrónica de Libre de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de la República, con apoyo de la Unidad de Extensión, se están llevando adelante una serie de actividades para difundir esta tecnología y facilitar su utilización en espacios públicos. El primer contacto con esta tecnología se tuvo durante 2012 cuando una delegación del Centro de Tecnologías para la Salud y la Discapacidad de INTI (Argentina) visitó nuestro país, con la finalidad de difundir la fabricación e instalación de los dispositivos. Desde entonces, se ha colaborado con diversos actores del medio local para promover la utilización de esta tecnología. [2] La hipoacusia La hipoacusia se define como "la incapacidad total o parcial para escuchar sonidos en uno o ambos oídos" (NIH, s.f.). Por su origen se clasifica en hipoacusia conductiva o neurosensorial. La hipoacusia conductiva es producida por un problema mecánico en el oído externo o en el oído medio y puede tratarse mediante procedimientos de desobstrucción, desinflamación, o quirúrgicos. La hipoacusia neurosensorial es producida por lesiones en terminales nerviosas que transmiten el sonido a través del oído y generalmente no se puede neutralizar. Para estos casos se utilizan prótesis como ser audífonos o implantes cocleares. Más del 5% de la población mundial padece de pérdida de audición discapacitante (OMS, 2014) 1. En los niños, la pérdida de audición produce dificultades en el desarrollo del lenguaje e impacta negativamente en el rendimiento escolar. El fenómeno empeora de manera sustantiva con la edad, alcanzando a un tercio de las personas mayores de 65 años (OMS, op. cit.). [3] El audífono Las personas que sufren pérdida de audición de origen neurosensorial pueden mejorar mucho su calidad de vida con la ayuda de dispositivos que adapten el nivel de sonido a las características de audición del individuo. Para casos de hipoacusia severa se indica el implante coclear, mientras que para el resto de los casos se indica el uso de audífonos. Los audífonos son dispositivos electrónicos portátiles que detectan, adaptan y amplifican el sonido ambiente. Se pueden personalizar para las características propias de cada individuo, ya sea en su ecualización (curva de sensibilidad 1 Se entiende por pérdida de audición discapacitante a una disminución de la capacidad auditiva de más de 40dB en los adultos y 30dB en los niños. 2
auditiva a distintas frecuencias), su nivel de amplificación y hasta la forma particular del oído. La detección del sonido se realiza mediante un micrófono o mediante una bobina tipo T (telecoil), que permite detectar campos magnéticos. La bobina T fue originalmente introducida en los audífonos para mejorar la escucha en tubos telefónicos antiguos, que utilizaban un parlante convencional. Esta bobina no es necesaria con teléfonos modernos que utilizan parlantes piezoeléctricos, pero como se verá más adelante, es útil para captar señales electromagnéticas producidas por el Aro Magnético. Es necesario aclarar que no todos los audífonos incorporan la bobina T; en conversaciones con importadores del medio local se ha podido estimar que aproximadamente el 50% de los audífonos utilizados en el Uruguay cuentan con esta funcionalidad. [4] El Aro Magnético: principio de funcionamiento Cuando una persona que utiliza un audífono se encuentra en ambientes ruidosos, con mucha reverberación o eco, la señal captada por el micrófono no permite distinguir con claridad la fuente de sonido, que puede ser un locutor o música. En estas situaciones el micrófono incorporado en el audífono capta la señal acústica de interés mezclada con otras señales que interfieren y no permiten al oyente distinguir con claridad la señal original. Para estos casos, es conveniente no utilizar el micrófono y sí utilizar otra forma de captar la señal deseada. Dado que buena parte de los audífonos existentes permiten captar señales electromagnéticas con la bobina T, se ha desarrollado la tecnología del Aro Magnético para generar estas señales dentro de áreas debidamente delimitadas y señalizadas. De esta forma se puede transmitir cualquier señal, en particular la fuente de sonido de interés para cada circunstancia, sin sufrir la interferencia acústica del lugar. Como beneficios adicionales, se utiliza el mismo dispositivo portátil que la persona lleva consigo y que está adaptada a las características individuales de audición. El sistema del Aro Magnético está compuesto por: a) fuente de audio de interés, por ejemplo, micrófono cercano a un disertante, o consola de audio del sistema de amplificación de la sala; b) amplificador de señal; c) aro de inducción magnética, constituido por un cable conductor colocado sobre el perímetro del área que se desea cubrir. El funcionamiento básico del sistema es el siguiente. El amplificador recibe la señal de audio de interés y genera una corriente que recorre el cable conductor. Esta corriente induce un campo magnético que es aproximadamente homogéneo en el interior del área abarcada por el conductor y puede ser detectado por la bobina T. En la Figura 1 se muestra un esquema del campo magnético H generado por una corriente i circulando por un conductor de forma circular. El valor teórico del campo magnético es: H = i/2 r 2 /(y 2 +r 2 ) 3/2 (1) 3
Figura 1. Generación del campo magnético. De esta forma se puede estimar la intensidad de corriente necesaria para generar la magnitud de campo magnético deseada, dadas las características geométricas del recinto que se desea cubrir. Lo habitual es colocar el aro en el piso y medir el campo magnético a una altura y=1,20m (persona sentada). Las características técnicas del sistema están definidas en la norma IEC 60118-4:2006 (IEC, 2006). El sistema debe diseñarse para un campo magnético promedio de 100mA/m y un pico de 400mA/m, con una uniformidad de ±3dB en el área de interés. La respuesta en frecuencia debe ser también uniforme ±3dB en el rango de 100 a 5000 Hz. La relación señal a ruido depende de la aplicación y puede ser desde 22dB hasta 47dB en los casos que se requiera una mayor fidelidad. [5] Construcción e instalación Para la construcción e instalación del Aro Magnético se toma como referencia el manual elaborado por INTI Argentina y que ha puesto a disposición de los interesados de forma libre (INTI, s.f.). La fabricación del circuito electrónico del amplificador no requiere conocimientos avanzados de electrónica y puede ser realizada exitosamente por estudiantes de nivel intermedio. En la Figura 2 se muestra el proceso de construcción realizado por estudiantes de tercer año de la carrera de Ingeniería Eléctrica. 4
Figura 2. Construcción del amplificador del Aro Magnético. Este diseño permite cubrir superficies de 25 a 60 m 2. El Aro Magnético se instala con un conductor de 0,5 mm 2 de sección dando una o más vueltas al perímetro del recinto, de forma que la impedancia total sea de al menos 2 Ohms. El volumen de amplificación de la señal se calibra para obtener el valor de campo magnético deseado, de manera de asegurar una buena recepción. El área cubierta por el Aro Magnético debe ser señalizada adecuadamente para que los usuarios sepan de su existencia y puedan cambiar la recepción del audífono a la bobina T. En la Figura 3 se muestra un ejemplo de señalización utilizado en una estación de tren de Canadá. Figura 3. Señalización de zona con Aro Magnético en una estación de tren (imagen extraída de Wikipedia 2 ). 2 "Hearing induction loop hearing aid" by avlxyz - http://www.flickr.com/photos/avlxyz/107168188/sizes/o/. Licensed under Creative Commons Attribution-Share Alike 2.0 via Wikimedia Commons - http://commons.wikimedia.org/wiki/file:hearing_induction_loop_hearing_aid.jpg#medi aviewer/file:hearing_induction_loop_hearing_aid.jpg 5
[6] Conclusiones En este artículo se ha presentado la tecnología del Aro Magnético, que es capaz de mejorar significativamente la escucha para usuarios de audífonos en ambientes grandes o ruidosos. El sistema es de bajo costo, fácil instalación y requiere poco mantenimiento. Con una baja inversión se puede utilizar en todo tipo de salas públicas, cines, teatros, auditorios y salones de clase, así como mostradores y lugares de atención al público. Una ventaja a resaltar de este sistema es que resulta discreto y no intrusivo para el usuario, aprovechando el audífono que lleva consigo y que está ajustado a sus características particulares. La aplicación del Aro Magnético a nivel internacional está en aumento, existiendo en varios países del primer mundo y de la región legislaciones ya aprobadas o en vías de aprobación, así como campañas de difusión. En Uruguay están dadas las condiciones técnicas para su aplicación a nivel masivo. La Facultad de Ingeniería de la Universidad de la República está abocada a la difusión del Aro Magnético mediante el trabajo de extensión y acercamiento con diversos actores del medio local. Agradecimientos El autor agradece al INTI de Argentina por compartir sus conocimientos en este tema, a la Unidad de Extensión de la Facultad de Ingeniería por apoyar el desarrollo de este proyecto, y a los estudiantes Agustín Mosto, Bruno Inuggi, Florencia Ferrer, Martín Sánchez y Rodrigo Olivera por su trabajo en la construcción de los amplificadores. Referencias bibliográficas National Institute of Health, EEUU, MedlinePlus. Hipoacusia. (s.f.). Recuperado el 15 de julio de 2014, de http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/ency/article/003044.htm. Organización Mundial de la Salud, Sordera y defectos de audición. (Febrero de 2014). Recuperado el 15 de julio de 2014, de http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs300/es/. IEC 60118-4:2006: Electroacoustics - Hearing aids - Part 4: Induction loop systems for hearing aid purposes - Magnetic field strength. Instituo Nacional de Tecnología Industrial, Instituto Nacional de Educación Tecnológica, Para mejorar la audición, Aro Magnético - Manual de construcción. (s.f.). Recuperado el 15 de julio de 2014, de http://curriform.me.gov.ar/pretis/course/view.php?id=20. 6