La puntera de acero es la parte fácil de un zapato de seguridad. Una cáscara de metal que aguanta un golpe brutal se fabrica desde hace un siglo. Lo difícil es todo lo que viene después: meter esa pieza rígida en un zapato que tiene que doblarse miles de veces al día, que no pese como un ladrillo, que no convierta los dedos en un congelador en invierno y que sirva para pies que no se parecen entre sí. Ahí es donde un zapato de seguridad se juega la comodidad, y donde la mayoría la pierde.
En el artículo sobre el calzado de trabajo contamos qué exige la norma a cada clase de zapato. Aquí nos metemos dentro de la puntera: de dónde sale, de qué está hecha y por qué choca con el pie que protege.
Una idea con armadura
Proteger el pie con metal no es un invento industrial. Las armaduras de placas del siglo XVI ya cubrían el pie con escarpes, piezas articuladas de acero formadas por láminas superpuestas que dejaban doblar el pie al caminar. El Metropolitan Museum de Nueva York conserva una alemana de hacia 1550, que abre este artículo: una puntera roma con láminas que suben hacia el tobillo. Y ya a finales de la Edad Media, autores de tratados militares como Konrad Kyeser proponían, según recoge Wikipedia, suelas de hierro contra trampas y abrojos.
La puntera de acero como pieza del calzado de trabajo es mucho más reciente. Según una revisión de la Universidad del Miño, en Portugal, publicada en 2021 en la revista Polymers, las punteras de acero empezaron a fabricarse a principios de la década de 1920 y siguen siendo las más comunes por sus propiedades mecánicas.
En los Países Bajos, la historia del zapato de seguridad tiene un origen que pocos conocen. Según la propia empresa, las Minas del Estado neerlandesas crearon en 1918 una fundación para dar trabajo a mineros que habían quedado heridos o incapacitados en el sur de Limburgo. En 1927, esa fundación abrió un taller para mineros inválidos que reparaba, y después también fabricaba, zapatos resistentes para la mina. En 1931 se inauguró oficialmente como fábrica de calzado Emma, con el nombre de la mina estatal Emma, que a su vez lo había tomado de la reina Emma. Los zapatos de seguridad de los mineros los hacían otros mineros a los que la mina ya había dejado fuera.
En Estados Unidos, la norma de calzado de protección ANSI Z41 se publicó por primera vez en 1967. En 1970, el Congreso aprobó la ley de seguridad y salud en el trabajo que creó la agencia OSHA, y en 2005 la ANSI Z41 quedó sustituida por las normas ASTM F2412 y F2413, que son las que se usan hoy.
Qué es exactamente una puntera
Una puntera de seguridad es una cáscara rígida con forma de bóveda que se coloca entre el forro y el corte del zapato, en la zona de los dedos. Tiene la forma de la horma sobre la que se monta el zapato, porque tiene que encajar dentro sin dejar holguras ni presionar. Su trabajo es aguantar sin hundirse. En Europa, según la norma EN ISO 20345, tiene que resistir un impacto de 200 julios y una compresión de 15 kilonewtons, y después de cada prueba debe quedar un hueco mínimo para los dedos, que según la revisión de Polymers ronda los 22 milímetros y varía con la talla. En Estados Unidos, la ASTM F2413 pide 75 libras-pie de impacto y 2.500 libras de compresión.
Esos números explican la forma de la pieza. Lo que se mide después del golpe no es si la puntera se ha deformado, sino cuánto espacio le queda al dedo debajo. Una puntera puede abollarse y aprobar, siempre que no invada ese hueco.
Acero, aluminio o plástico
Hay tres familias de material, y cada una paga un precio distinto.
El acero es la solución clásica: resiste mucho con poco espesor, así que la puntera puede ser fina y el zapato conserva una forma parecida a la de un zapato normal. A cambio, pesa. La revisión de Polymers calcula que la puntera de acero puede suponer hasta el 35 % de la masa total del zapato, y el peso en los pies se paga caro, como explicamos en el artículo sobre el calzado de trabajo.
El aluminio es más ligero que el acero y se usa para rebajar peso manteniendo una pieza metálica.
Las punteras de plástico y de materiales compuestos, como fibra de vidrio o de carbono embebidas en resina, son el tercer camino. Según la misma revisión, los estudios que cita han conseguido reducciones de peso de entre el 40 y el 56 % frente al acero. Además, no son magnéticas, aíslan la electricidad y aíslan mejor del calor y del frío, y son insensibles a los campos magnéticos, algo que cuenta, por ejemplo, en puestos con detectores de metales. El problema es el volumen: para aguantar lo mismo que el acero, necesitan más espesor, y eso da una puntera más abultada. Los autores lo dicen sin rodeos: las opciones no metálicas actuales son voluminosas y tienen un problema estético evidente. Por eso tantos zapatos de seguridad ligeros tienen esa punta redonda e hinchada.
Cada vez más, ese equilibrio se resuelve en el ordenador antes de fabricar nada. El equipo del Miño caracterizó en laboratorio una puntera de plástico comercial y la modelizó con OpenFOAM, un programa de ingeniería libre y gratuito, simulando tanto el ensayo de compresión de 15 kilonewtons como el impacto de 200 julios. Sus cálculos de cuánto se hundía la puntera se quedaron a un 5,4 y un 6,8 % de lo medido. La utilidad es muy concreta: con una simulación fiable, un fabricante puede probar formas y materiales sin fabricar y aplastar un prototipo físico por cada idea.
El aluminio conduce más frío que el acero
Aquí hay un dato que contradice lo que se lee en muchas tiendas. Es habitual encontrar que el aluminio transmite menos el frío que el acero. Las tablas de conductividad térmica dicen lo contrario. A temperatura ambiente, el aluminio puro conduce unos 237 vatios por metro y kelvin, y sus aleaciones, en torno a 120. El acero al carbono se queda entre 36 y 54, y el inoxidable entre 16 y 24. Es decir, el aluminio conduce el calor entre dos y cinco veces más que el acero. Los plásticos reforzados con fibra, en cambio, están entre 0,23 y 1,06: decenas o cientos de veces menos que cualquier metal.
Eso no significa que una bota con puntera de aluminio sea automáticamente más fría. Entre la puntera y el pie hay forro, calcetín y aire, y lo que llega al dedo depende de todo el conjunto. Pero el material, por sí solo, conduce más.
El laboratorio confirma que la cosa es compleja. En 1998, Kalev Kuklane e Ingvar Holmér, del Instituto Nacional para la Vida Laboral de Suecia, probaron con un pie térmico artificial cuatro modelos de bota con puntera de acero, fabricados también en una versión idéntica sin puntera. El pie simulaba el sudor con una bomba que alimentaba tres glándulas artificiales. El sudor redujo el aislamiento de las botas entre un 19 y un 25 % en conjunto, y entre un 30 y un 37 % en la zona de los dedos. ¿Y la puntera de acero? Su efecto variaba según el aislamiento de cada bota. No hay una regla sencilla: depende de cómo esté construido todo lo que la rodea.
El mito de los dedos cortados
Hay una leyenda que persigue a la puntera de acero desde hace décadas: que si cae algo muy pesado, el acero se dobla hacia dentro y corta los dedos, de modo que es peor llevarla que no llevarla. En noviembre de 2005, el programa de televisión MythBusters lo puso a prueba con ensayos parecidos a los de certificación del calzado de seguridad. Según el resumen del episodio, el mito quedó desmontado: los dedos estaban mucho más protegidos con puntera que sin ella, la puntera no se curvó de forma que cortara, y ni siquiera una cuchilla acoplada al peso lo consiguió, porque resbalaba sobre el acero y cortaba justo por detrás de donde terminaba.
Ese último detalle es el más interesante: la puntera protege lo que cubre y nada más. Por eso las normas añaden otras protecciones, como la del empeine, para quien trabaja con riesgo de caída de objetos más atrás.
Una pieza rígida en un pie que se dobla
El conflicto de diseño empieza aquí. La puntera no se dobla, y el pie sí: al caminar, se flexiona justo detrás de los dedos. Así que el zapato tiene que doblarse en una línea muy cercana al borde trasero de una pieza de metal o de plástico rígido. Si la puntera es demasiado larga o el zapato se dobla en el sitio equivocado, la piel del corte forma un pliegue contra ese borde.
Los trabajadores lo notan. Entre 1990 y 1991, S. J. Marr y S. Quine entrevistaron en Australia a 321 personas obligadas a llevar calzado de seguridad en trabajos muy distintos, para un estudio publicado en Occupational Medicine. Las quejas principales sobre el calzado fueron el calor excesivo, que mencionó el 65 %, las suelas rígidas (52 %), el peso (48 %) y la presión de la puntera de acero (47 %). Casi la mitad de la gente señalaba directamente a la pieza que la protegía.
Y hay un problema más profundo: la puntera no cede. El cuero de un zapato se adapta con el uso, sobre todo cuando está húmedo, como contamos en el artículo sobre cuántos pares de zapatos necesitas. Una cáscara de acero no se adapta nunca. El ancho de la puntera es el ancho que hay, el primer día y el último.
El pie que no cabe en la bota
Un equipo de la Universidad de Wollongong, en Australia, lo midió con mineros del carbón. En 2018, J. A. Dobson y sus colegas publicaron en la revista Ergonomics el escaneo tridimensional de los pies de 208 mineros y lo compararon con el interior de las botas que llevaban. Los mineros llevaban botas bastante más largas que sus pies, posiblemente porque las de su largo eran demasiado estrechas. Los autores recomendaban a los fabricantes revisar los algoritmos con los que crean las hormas, ajustando el contorno del empeine y del talón a medida que crece la longitud del pie.
En otro estudio del mismo año con 197 mineros, el equipo concluyó que medir solo el largo no basta para ajustar una bota de mina: hay que tener en cuenta el ajuste en el talón, el empeine y el antepié. Y en una encuesta a 358 mineros publicada también ese año, la mayoría decía que sus botas eran incómodas, aunque consideraba que el ajuste era razonable o bueno.
La puntera agrava ese desajuste. En un zapato normal, un pie un poco ancho estira la piel hasta encontrar su sitio. En uno de seguridad, la zona de los dedos está fijada por una pieza rígida. Es lo que sugiere el estudio de los mineros: quien tiene el antepié ancho y no encuentra su ancho acaba en una talla más larga para que los dedos quepan bajo la bóveda, y entonces sobra zapato por detrás.
Por qué la comodidad sale cara
Con todo esto se entiende por qué un zapato de seguridad cómodo es difícil de hacer. Cada horma necesita su propia puntera, con la forma exacta de su punta, y cada ancho nuevo multiplica las hormas. Una puntera más ligera exige materiales compuestos que, para resistir lo mismo, ocupan más espacio, y ese espacio hay que sacarlo de algún sitio sin que el zapato parezca una seta. Una puntera que no robe calor pide aislamiento alrededor, que añade grosor. Y todo eso tiene que pasar los mismos ensayos de 200 julios y 15 kilonewtons.
El zapato barato resuelve la ecuación por el camino corto: una horma, un ancho, una puntera de acero estándar. Cumple la norma y protege. Lo que no garantiza es que el pie que va dentro esté cómodo ocho horas.
Fuentes
- P. V. Rodrigues, B. Ramoa, A. V. Machado, P. Cardiff y J. M. Nóbrega (2021), «Assessing the compressive and impact behavior of plastic safety toe caps through computational modelling», Polymers 13(24): 4332.
- K. Kuklane e I. Holmér (1998), «Effect of sweating on insulation of footwear», International Journal of Occupational Safety and Ergonomics 4(2): 123-136.
- S. J. Marr y S. Quine (1993), «Shoe concerns and foot problems of wearers of safety footwear», Occupational Medicine 43(2): 73-77.
- J. A. Dobson, D. L. Riddiford-Harland, A. F. Bell y J. R. Steele (2018), «The three-dimensional shapes of underground coal miners’ feet do not match the internal dimensions of their work boots», Ergonomics 61(4): 588-602; «How do we fit underground coal mining work boots?», Ergonomics 61(11): 1496-1506; «Are underground coal miners satisfied with their work boots?», Applied Ergonomics 66: 98-104.
- Emma Safety Footwear, historia de la empresa.
- ASTM International, comunicado sobre la sustitución de la norma ANSI Z41 por ASTM F2412 y F2413 (2005).
- Wikipedia, «List of thermal conductivities», «Steel-toe boot» y «MythBusters (2005 season)», y las referencias que citan.
- Metropolitan Museum of Art, escarpe alemán de hacia 1550.
Créditos de las imágenes
- Escarpe de armadura alemán, hacia 1550: Metropolitan Museum of Art. Dominio público (CC0), vía Wikimedia Commons.
- Mina estatal Emma (1955): fotógrafo desconocido, Servicio de Información de DSM. Licencia CC BY-SA 4.0, vía Wikimedia Commons.
- Puntera medida con calibre: Best For My Feet. Licencia CC BY 3.0, vía Wikimedia Commons.
- Gráfico de conductividad térmica: feetkeepers.
- Zapatos de seguridad usados: Liftarn. Licencia CC BY-SA 3.0, vía Wikimedia Commons.
- Bota de seguridad cortada: Q116983635. Licencia CC BY-SA 4.0, vía Wikimedia Commons.