Las plantillas se compran como si fueran una sola cosa y son un sándwich. Debajo del pie hay un forro que roza la piel, una espuma que se aplasta y recupera, y una base que da la forma, y cada una de esas capas está hecha de un material elegido por una propiedad física concreta. Este artículo va de eso: de materiales, de formas y de cómo funciona cada pieza. No va de para qué dolencia sirve una plantilla, porque esa pregunta no se responde en una web, sino en la consulta de un podólogo.
Tres plantillas que no son la misma
La palabra plantilla nombra al menos tres piezas distintas. La primera no se ve: es la plantilla de montaje, la lámina sobre la que se monta el corte del zapato en la fábrica, a la que se sujetan los bordes de la piel y, en algunos zapatos, se cose la suela. La contamos en el artículo sobre cómo se fabrica un zapato.
La segunda es la plantilla interior que trae casi cualquier zapato o zapatilla, la que se puede sacar. Es una pieza fina de espuma con un forro textil encima, y su trabajo es poner una capa blanda y agradable entre el pie y lo que hay debajo.
La tercera son las plantillas que se compran aparte para meterlas en el zapato, y las que se fabrican a medida a partir de la forma del pie de una persona. Estas últimas son un trabajo profesional: las diseña y adapta un podólogo para cada caso. De lo que sí podemos hablar aquí, en todas ellas, es de con qué están hechas y de la física que hay detrás.
Tres capas, tres trabajos
Una plantilla añadida típica tiene tres capas, aunque a veces se fundan en una sola pieza.
Arriba está el forro superior, la parte que toca el pie o el calcetín. Suele ser un tejido, una microfibra o, en las más clásicas, una piel fina. Su trabajo es controlar el roce y la humedad: lo resbaladiza o agarrada que es la superficie y cómo se comporta cuando el pie suda, algo de lo que hablamos en el artículo sobre algodón, merino y sintético.
En medio está la espuma, que se deforma bajo el peso y luego recupera su forma. Ahí se juega casi todo lo que se llama amortiguación.
Abajo está la base o carcasa, la capa que da la forma. Puede ser de un plástico rígido, de fibra de carbono o de corcho, y en ella se moldean los relieves: una cazoleta que rodea el talón, un contorno que sube bajo el arco y una zona más plana bajo el antepié, donde el pie tiene que doblarse al despegar.
La física de repartir
Un contorno que se ajusta a la planta funciona por pura física. La presión es la fuerza dividida por la superficie sobre la que se aplica. El peso del cuerpo es el mismo con y sin plantilla, así que si la superficie de contacto entre el pie y lo que tiene debajo crece, la presión en cada punto baja. Una plantilla plana toca sobre todo el talón y el antepié; una con contorno toca también la zona del arco y reparte la misma fuerza en más centímetros.
Hay estudios que lo miden en personas sanas. En 2019, un equipo de la Universidad de Jilin, en China, publicó en Medical Science Monitor una prueba con 30 hombres sanos que caminaron sobre una plataforma de presiones con tres plantillas de talón distintas. La que estaba impresa en 3D a partir del escaneo de la planta de cada uno, con un contorno que subía bajo el arco, bajó el pico de presión bajo el talón frente a las otras dos, sin aumentar de forma significativa la presión en la zona media del pie. Lo que se había quitado del talón se había repartido.
Amortiguar es absorber energía
Cuando el talón llega al suelo, el cuerpo frena de golpe y esa energía tiene que ir a algún sitio. Un material amortiguador la absorbe deformándose, y una parte la devuelve al recuperar la forma y otra la disipa como calor. Cuanto más disipa, menos rebota.
En 1999, un estudio publicado en Gait & Posture lo midió con reclutas de los Royal Marines británicos. Once soldados marcharon a 4,8 kilómetros por hora con una mochila de 32 kilos y corrieron a 12,8 kilómetros por hora con su equipo, con cuatro tipos de plantilla dentro de la bota militar y sin plantilla, mientras unas plantillas con sensores medían la presión entre el pie y la bota. Todas redujeron de forma significativa los picos de presión en el apoyo del talón y del antepié. La que más los redujo fue la de un poliuretano viscoelástico: al correr, el pico medio en el talón bajó de 494 a 377 kilopascales, un 27 % menos; al marchar, de 395 a 303. En el antepié, las diferencias entre plantillas fueron mucho menores.
La espuma que vino de un avión
El material viscoelástico más famoso de las plantillas tiene un origen inesperado. Según el programa de transferencia tecnológica de la NASA, en 1966 el Centro de Investigación Ames de la agencia encargó a la empresa Stencel Aero Engineering, de Asheville, en Carolina del Norte, un sistema de asientos más seguro para la aviación comercial. El ingeniero aeronáutico Charles Yost, que en 1962 había ayudado a construir el sistema de recuperación de la cápsula Apolo, creó para ese proyecto una espuma polimérica de celda abierta con propiedades viscoelásticas poco comunes: absorbía mucha energía y a la vez era blanda. Los resultados de aquella investigación se recogieron en un informe de la NASA con un título que no deja lugar a dudas sobre su propósito: Human Survival in Aircraft Emergencies, supervivencia humana en emergencias aéreas.
La espuma se amoldaba al cuerpo que la presionaba y volvía a su forma cuando la presión desaparecía. En 1969, Yost fundó Dynamic Systems para venderla como temper foam. Según la misma fuente, acabó acolchando los cascos de los Dallas Cowboys en los años setenta y ochenta y las plantillas de miles de zapatos. Hoy se conoce como espuma viscoelástica o espuma con memoria.
Su comportamiento tiene explicación. Es sobre todo poliuretano con aditivos que aumentan su viscosidad y su densidad, y sus celdas están abiertas, de modo que el aire circula por dentro. Tarda en recuperar la forma por tres efectos que frenan la expansión: el tiempo que necesita el aire para volver a entrar en los poros, la ligera adherencia entre las superficies internas cuando se aprietan y, sobre todo, que el material está cerca de su temperatura de transición vítrea, lo que limita su movilidad. Por eso es sensible a la temperatura: se ablanda con el calor del cuerpo.
EVA y poliuretano, los de siempre
La mayoría de las plantillas de serie usan dos familias de espuma. La EVA, o etileno-vinil acetato, es un copolímero de etileno y acetato de vinilo con una blandura y flexibilidad parecidas a las del caucho, y es la misma espuma de muchas entresuelas de zapatillas. Sus propiedades dependen de la proporción de acetato de vinilo, que suele ir del 1 al 40 %. Y tiene un detalle que reconoce cualquiera que haya abierto una caja de chanclas nuevas: un olor característico, parecido al del vinagre. El poliuretano es una familia enorme de polímeros que puede fabricarse en espumas más densas y duraderas, o en versiones viscoelásticas como la de la NASA.
Las espumas no son eternas. Con el uso pierden grosor y capacidad de recuperarse, el mismo fenómeno que hace que una entresuela de EVA amortigüe menos con los kilómetros, como contamos en el artículo sobre cuántos pares de zapatos necesitas.
El corcho, una espuma natural
Mucho antes de que existieran las espumas sintéticas había una natural. El corcho es la capa externa de la corteza del alcornoque, Quercus suber, un árbol nativo del suroeste de Europa y el noroeste de África. Está formado sobre todo por suberina, una sustancia que repele el agua, y sus células están llenas de un gas parecido al aire. Funcionan como pequeños cojines, y eso es lo que le permite recuperarse después de comprimirse.
Fue precisamente mirando corcho al microscopio cuando Robert Hooke vio unas celdillas que le recordaron a las de un monasterio y les puso el nombre de cells, células. Lo publicó en 1665 en Micrographia, el primer gran libro de la Royal Society, y su dibujo del corcho es el que abre este artículo.
España tiene mucho que ver con este material. Según los datos que recoge Wikipedia, de los alrededor de 2,2 millones de hectáreas de alcornocal que hay en la cuenca mediterránea, un 34 % está en Portugal y un 27 % en España. Portugal produce aproximadamente la mitad del corcho que se cosecha cada año en el mundo, y el árbol solo se descorcha cada nueve años, o hasta trece, el tiempo que tarda la corteza en volver a tener el grosor necesario. Las primeras cosechas de un árbol joven no acaban en tapones: esa corteza más basta se usa para suelos, aislamientos y también zapatos.
La dureza en números
¿Cómo se sabe si una espuma es blanda o dura? Con un durómetro. La escala más usada para los polímeros la definió en la década de 1920 Albert Ferdinand Shore, que desarrolló un aparato para medirla. Funciona presionando una punta contra el material y midiendo cuánto se hunde: cuanto más alto el número, más resiste el material a hundirse y más duro es. La norma ASTM D2240 recoge doce escalas distintas, pero las dos más comunes son la A, para materiales blandos, y la D, para los duros.
Plantillas de otros siglos
Las plantillas no son un invento moderno; lo es su sofisticación. En el condado de Kent, en Inglaterra, se encontró una plantilla de cuero de un zapato Tudor de entre 1500 y 1550, probablemente de un hombre adulto. Según su ficha arqueológica, tiene una puntera ancha con forma de orejas y los lados rectos que se estrechan por igual hacia el talón, de modo que es imposible saber si era del pie derecho o del izquierdo. Durante siglos, muchos zapatos se hacían sobre hormas rectas, iguales para los dos pies, como contamos en el artículo sobre la horma de zapato.
La plantilla como producto de consumo tiene nombre propio en Estados Unidos. Según la biografía que recoge Wikipedia, William Mathias Scholl, que había trabajado por las tardes en una zapatería mientras estudiaba medicina en Chicago, inventó y patentó en 1904 un soporte para el arco y fundó la empresa que lleva su nombre. Llegó a desarrollar más de mil artículos para los pies, en 1918 daba trabajo a más de 300 personas en su fábrica de Chicago, y era famoso por su habilidad publicitaria: llegó a crear una «Semana del confort del pie».
Lo que una plantilla no es
Con todo esto se entiende qué es una plantilla: un objeto de ingeniería de materiales, con capas que reparten fuerzas, absorben energía y gestionan el roce. Lo que no es, por sí sola, es una solución para ningún problema de salud. Si tienes dolor en los pies, una dolencia diagnosticada, diabetes o cualquier duda sobre si necesitas una plantilla, quien tiene que valorarlo es un podólogo o un médico.
Fuentes
- H. Jin, R. Xu, S. Wang y J. Wang (2019), «Use of 3D-printed heel support insoles based on arch lift improves foot pressure distribution in healthy people», Medical Science Monitor 25: 7175-7181.
- C. M. Windle, S. M. Gregory y S. J. Dixon (1999), «The shock attenuation characteristics of four different insoles when worn in a military boot during running and marching», Gait & Posture 9(1): 31-37.
- NASA Spinoff (2005), «Forty-year-old foam springs back with new benefits».
- Wikipedia, «Memory foam», «Ethylene-vinyl acetate», «Cork (material)», «Micrographia», «Shore durometer» y «William Mathias Scholl», y las referencias que citan.
- Portable Antiquities Scheme, ficha de la plantilla Tudor hallada en Kent.
Créditos de las imágenes
- Corcho visto al microscopio, Micrographia (1665): Robert Hooke. Dominio público, vía Wikimedia Commons.
- Esquemas de capas y de presión: feetkeepers.
- Alcornocal cerca de Ubrique: Wavering. Licencia CC BY-SA 3.0, vía Wikimedia Commons.
- Durómetro Shore: Encik Tekateki. Dominio público (CC0), vía Wikimedia Commons.
- Plantilla Tudor de Kent: Kent County Council, Portable Antiquities Scheme. Licencia CC BY 2.0, vía Wikimedia Commons.