El calzado y los efectos de la electricidad estática

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No todo el calzado ofrecido como elemento de protección es capaz de cuidar la integridad de quien lo usa. Ante un escenario electrostático, no solo la resistencia importa, también la disipación. La normativa vigente aún discute la cuestión, y mientras tanto ya existe una tecnología que podría resolver el problema.


Ver Glosario de siglas ● ANSI: American National Standards Institute, ‘Instituto Nacional Estadounidense de Normas’
● ASTM: American Society for Testing and Materials, ‘Sociedad Estadounidense de Pruebas y Materiales’
● CA: corriente alterna
● CC: corriente continua
● COPITEC: Consejo Profesional de Ingeniería de Telecomunicaciones, Elec-trónica y Computación
● DIM: dispositivo inteligente multipropósito
● EE. UU.: Estados Unidos
● EMI: Electromagnetic Interference, ‘interferencia electromagné-tica’
● EN: European Norms, ‘Normas Europeas’
● EPP: elementos de protección de personal
● ESD: Electrostatic Discharge, ‘descarga electrostática’
● IEC: International Electrotechnical Commission, ‘Comisión Elec-trotécnica Internacional’
● IRAM: Instituto Argentino de Normalización y Certificación
● IRAM NM: IRAM Norma Mercosur
● ISO: International Organization for Standardization, ‘Organiza-ción Internacional de Normalización’
● UE: Unión Europea
● UNE: Una Norma Española

Los efectos, muchas veces desconocidos, de las descargas electrostáticas afectan a los materiales sintéticos, que proliferaron desde el siglo XX hasta la actualidad.
Existe una falsa sensación de que la electrostática no es un problema a tener en cuenta en la vida cotidiana o actividades recreativas, o que simplemente deriva de la utilización de diversos objetos propios del modernismo. Sin embargo, podemos describir muchísimas situaciones que pueden provocar efectos negativos, que van desde una leve sensación hasta llegar a poner en riesgo la integridad física de las personas.
Existen múltiples riesgos asociados a la electroestática:
  • riesgos por descargas eléctricas;
  • riesgo de incendio y de explosión en algunos entornos con atmósferas in-flamables;
  • riesgos de traumatismos por movimientos reflejos bruscos cuando se recibe una descarga.
El cuerpo humano puede comportarse como un capacitor que acumula cargas eléctricas, y su descarga puede provocar incidentes o accidentes graves.
Con el objetivo de protegerse de los efectos de la electricidad estática, se debería usar equipos de protección personal que eviten la acumulación de las cargas en el cuerpo. En el caso del calzado, este debería descargar la capacidad equivalente del cuerpo humano en un tiempo reducido, que no debería ser mayor de 0,5 segundos.
 
Figura 1. Los equipos de protección personal evitan la acumulación de cargas en el cuerpo.
En las actividades industriales, se ha difundido erróneamente el uso de calzado dieléctrico como método de protección contra posibles descargas por contacto directo o indirecto con partes energizadas. En muchas actividades se requiere que el calzado utilizado sea capaz de dispersar las cargas eléctricas acumuladas en el cuerpo.
A nivel internacional, se crearon normas que pretenden brindar protección contra los fenómenos electrostáticos pero contienen errores de concepto:
  • a) En los años ‘80 y ‘90 del siglo pasado, el Comité Electrotécnico Internacio-nal consideró que no era posible tener calzados que cumplieran simultá-neamente dos condiciones: 1) dieléctrico para baja tensión hasta mil volts CA, y 2) disipativo de las cargas electrostáticas
  • b) Se generaron tres tipos de calzado de acuerdo con la premisa de a): 1) conductivo, con resistencia de hasta cien mil ohms, para la industria elec-trónica; 2) disipativo, con un rango de resistencia entre cien mil ohms y mil megaohms, y 3) calzado dieléctrico.
  • c) Las normas especificaron mal el rango del valor de la capacidad equivalente del cuerpo humano, fijándolo entre cien y trescientos picofaradios (100 a 300 x 10–12 F). Mediante ensayos actualizados se ha deter-minado que el valor real está comprendido entre dos y tres nanofaradios (2 x 10–9 F o 2.000 x 10–12 F), es decir, diez veces más.
  • d) Las normas estiman que el cuerpo humano puede cargarse hasta diez mil volts, cuando se ha medido en laboratorio hasta treinta mil.
  • e) Estos valores erróneos de las normas generan que se subestime la energía que puede acumular el cuerpo (E = 1/2 V² C).
  • f) Al usar calzado de mucha resistencia, la constante de tiempo para la des-carga es muy elevada y no se disipan las cargas en un tiempo corto: Ʈ(seg.) = R (Ω) x C (F).
Figura 2. Muchas veces se requiere que el calzado pueda dispersar cargas eléctricas acumuladas en el cuerpo.
Figura 3. Personas aisladas de tierra se cargan a) por conducción (caminar, contacto); b) por inducción (proximidad)
Normativa argentina
Mediante la Resolución 896/99 de la ex-Secretaría de Industria, Comercio y Minería, se establecieron los requisitos esenciales que deben cumplir los equipos, medios y elementos de protección personal comercializados en el país.
Los fabricantes, importadores, distribuidores, mayoristas y minoristas de los productos alcanzados por dicha Resolución deben certificar, o exigir la certificación según el caso, el cumplimiento de los requisitos esenciales de seguridad mediante una certificación de producto por marca de conformidad otorgada por un organismo reconocido por la Dirección Nacional de Comercio Interior. Dichos requisitos de seguridad se considerarán plenamente asegurados si se satisfacen las exigencias de seguridad establecidas en las normas elaboradas por el Instituto Argentino de Normalización IRAM, regionales Mercosur (NM) y europeas (EN), o internacionales ISO.
En Argentina, el IRAM creó la Norma IRAM 3610 para especificar el tipo de calzado de seguridad, pero no siguió las actualizaciones y modificaciones de las normas IEC al respecto. Por lo tanto, los fabricantes siguen usando esta norma y no garantizan que se cumplan las condiciones de seguridad necesarias.
Normativa internacional
El Comité Europeo de Normalización, en el año ‘89, partió de la idea equivocada de que es imposible obtener un material tanto conductivo como resistivo a la vez, y por ello define tres elementos de protección personal. Por ejemplo, en cuanto a los calzados, indicó uno totalmente conductivo, otro totalmente antiestático y, por último, el dieléctrico, que hoy en día fue eliminado como calzado de uso cotidiano.
Pero con respecto a un calzado antiestático, hace la salvedad de que es inestable eléctricamente debido a la capacidad que tiene el poliuretano de absorber humedad en cantidad, además de la inseguridad por el rango eléctrico establecido.

Resumen de normas para calzado de seguridad: el calzado de seguridad con propiedades conductoras se rige por la Norma EN ISO 20345:2011 (hasta cien mil ohms):

  • Calzado ESD: regulado bajo la norma EN 61340-4-3:2005. Rango de dos a treinta y cinco megaohms.
  • Calzado antiestático: UNE 20347. Rango de cien mil ohms a cien me-gaohms. No aísla contra el riesgo eléctrico.
  • Calzado dieléctrico: regulado bajo la Norma EN 50321.
 
Figura 4. Resistencia eléctrica del calzado
En cuanto a los elementos de protección personal, en 2012 inició un verdadero punto de inflexión en el sistema normativo: las normas UNE 20347 e ISO 20347 eliminaron el calzado dieléctrico como un elemento de protección personal de uso cotidiano y normalizaron un calzado aislante, tipo bota, según Norma 50321. Se estableció también una metodología de ensayo con mil volts CA o mil quinientos CC, debido a que esos son los valores del máximo potencial en baja tensión.
También en el seno de la Comisión Normalizadora de la Unión Europea, comenzó a circular un revisionismo sobre el calzado antiestático y se recomendó pasar a la la denominación de “electrostáticamente disipativo” con el argumento de que todos los materiales producen electricidad estática. Pero a pesar de las intenciones revisionistas, nada, hasta la fecha, ha cambiado en el rango del calzado. Más aún, se sigue sosteniendo que eléctricamente es inseguro.
En 2016, nuevamente una comisión del Parlamento Europeo agradeció los buenos servicios de la Res. 686/89 y la derogó por la 425/16. Pero nada cambió en los rangos, tanto del calzado antiestático como del conductivo, aunque sí se actualizó el contenido para comercializar los elementos de protección personal en la Unión Europea.
En la norma de la IEC, el rango mínimo pasó de setecientos cincuenta kilohms a dos megaohms, quedando establecido un rango de dos a treinta y cinco megaohms. Como puede deducirse, son cambios plausibles, puesto que este calzado es bien seguro para trabajos con tensión de línea de ciento diez volts. En el calzado de las normas ISO UNE 20347, se aceptó formalmente el nuevo calificativo de “electrostáticamente disipativo” y se redujo sustancialmente el límite superior de resistencia, que pasó de mil a cien megaohms, quedando entonces un rango de cien mil ohms a cien megaohms.
Estaríamos, entonces, frente a un calzado que contempla el cuidado de las instalaciones, pero que no protege al trabajador, puesto que es más que evidente que el límite inferior de resistencia, que es justo lo que debe garantizar seguridad eléctrica del trabajador, es extremadamente bajo. En Estados Unidos, el 13 de junio de 2022, la comisión de Calzado F13 de la ASTM se reunió para tratar dos rangos de resistencias muy diferentes, para dos tipos de calzados muy diferentes y sin tener muy en claro esta distinción debido al desconcierto que aún existe: con ninguno de los rangos antes mencionados se le brinda a la persona la seguridad integral necesaria en simultaneidad y en el mismo calzado. Pero lo más significativo es que en esa reunión se dio un paso en la dirección correcta, evidenciado por el debate y el ajuste para brindar mayor seguridad, aunque, hasta la fecha, no se ha emitido una resolución definitiva.
Modificaciones en la normativa argentina
Año 2025: las autoridades de la Secretaría de Comercio decidieron modificar la antigua reglamentación y contemplar la solución en simultáneo de distintos riesgos. Se presentó un segundo expediente que reafirmaba el anterior y hacía hincapié en la necesidad de definir claramente los criterios en cuanto a qué se debe entender y contemplar sobre los riesgos eléctricos en el ámbito laboral, puntualmente en el ámbito del calzado.
Se derogó la Res. 896/99 y se generó un nuevo reglamento, que publicó la Secretaría de Comercio de la República Argentina bajo el número 18/2025. Asimismo, se le dio intervención a IRAM para normalizar dicho reglamento.
 
Figura 5. Boletín oficial donde se anuncia la derogación del aRes. 896/99 y el dictado de una nueva reglamentación.
Riesgos inherentes a las descargas electrostáticas
La capacidad del cuerpo humano no debería calcularse más en ciento cincuenta picofaradios sino en dos nanofaradios. Dicho límite cambia todos los valores mínimos de energía a la hora de calcular los EMI.
A la vez, vale aclarar que el episodio electrostático no termina en la chispa, y si hay o no sustancias explosivas o inflamables. La chispa es la parada intermedia después de una serie de sucesos concatenados. A partir de un suceso, comienzan los transitorios electromagnéticos, propagación del pico de tensión y chispas secundarias.
Los episodios son los que siguen:
  • Acumulación de cargas por fricción triboelectricidad (por aproximar el dedo a la tecla aparecen inducción y polarización).
  • Emisión de electrones.
  • Excitación de las moléculas de gas, ionización.
  • Avalancha de electrones.
  • Ruptura de la rigidez dieléctrica del aire.
  • Chispa.
  • Propagación del pico de tensión.
  • Transitorios electromagnéticos y de todos los efectos secundarios a partir del suceso primario: triboelectricidad.
 
Figura 6. El episodio electrostático no termina en la chispa ni en la preocupación por si hay o no sustancias explosivas.
Solución técnica propuesta
Se ha logrado transformar un calzado dieléctrico en dual utilizando la tecnología DIM (‘dispositivo inteligente multipropósito’) en su modo encapsulado, con la resistencia justa y debidamente calculada según la tensión de trabajo. El calzado resultante evita el shock eléctrico y electrostático con seguridad, tal como se requiere en la Directiva Legal 686/89 de la Unión Europea. Esta solución, que en principio parecería imposible de alcanzar por su antagonismo, es, sin embargo, una solución eficaz al problema, porque logra el rango deseado que garantiza un calzado dual.
El DIM es un componente para el calzado totalmente innovador diseñado para:
  • transformar cualquier calzado en un disipador de cargas eléctricas;
  • proteger contra descargas eléctricas accidentales hasta mil quinientos volts;
  • mantener una resistencia superficial en un rango ideal de diez millones de ohms, que aseguran una disipación de estática corporal en tiempo y forma, y a cien millones de ohms, que protegen a la persona de una descarga ac-cidental de la red eléctrica.
Normas actuales en uso Tipo de calzado Rango Protección brindada
ESD EN 61340-5-1; ANSI/ESD S20.20.2007 ESD 100 kΩ-100 MΩ No protegen al trabajador, tampoco elproducto eléctrico.
UNE 20344/345 Antiestático 100 kΩ-1.000 MΩ No protegen altrabajador, tampoco el producto eléctrico. Límite inferior muy bajo y límitesuperior muy alto. No descarga en tiempo y forma.
Áreas EPA (protegidas de electrostática)61340 Para áreas EPA 750 kΩ-35 MΩ Protege el producto eléctrico, perodifícilmente al trabajador.
Propuesta SEET para su dispositivo DIM Multifunción según sea necesaria unarespuesta resistiva o disipativa 10 MΩ-100 MΩ Protege al trabajador y su ámbito de trabajo,cumpliendo con todas las normas existentes, descargando en tiempo y forma yprotegiendo del shock eléctrico. Su comportamiento simultáneo brindaseguridad eléctrica y electrostática total.

Tabla 1. Comparativa de normas vigentes y su incidencia en cuanto a la funcionalidad eléctrica y electrostática de los calzados y las personas. Norma SEET.

Nota. El dispositivo DIM que asegura las características de la norma SEET es muy fácil de implementar en cualquier calzado preexistente, además de ser eléctricamente muy estable durante toda la vida del calzado. El material es resistente al petróleo y no absorbe la humedad, tampoco afecta en ningún grado la confiabilidad del calzado debido a que su fórmula química está protegida por leyes de patentamiento de Estados Unidos. Se puede controlar fácilmente el rango mediante cualquier instrumento de medición.
Cumplimiento normativo del calzado DIM
  • Norma EN 61340-5-1 (UE): Requisitos para protección electrostática en calzado.
  • Norma ASTM F2413 (EE. UU.): Especificaciones para protección en calza-do de seguridad.
Ensayos realizados:
  • Medición de resistencia superficial.
  • Pruebas de descarga y protección eléctrica.
  • Durabilidad y resistencia a condiciones ambientales
 
Figura 7. Resistencia eléctrica del calzado
Conclusiones
A nivel internacional, aún no se ha logrado un avance en las normativas para el uso de calzado que cumpla las condiciones de ser dieléctrico en baja tensión y disipativo de las cargas electrostáticas.
La tecnología existe y está en trámite de certificación en Estados Unidos: es la tecnología DIM.
La Secretaría de Comercio derogó la antigua normativa 896/99, reemplazándola por la Norma 18/2025, que habilita a IRAM a actualizar la antigua Norma IRAM 3610.
Hay empresas nacionales en condiciones de fabricar calzado de acuerdo a la tecnología DIM.
Palabras finales
Quiero finalizar rindiendo un sentido homenaje al Ing. Antonio Tersigni, fallecido en febrero de 2025. Antonio fue pionero en la investigación sobre los fenómenos electrostáticos y sus consecuencias. Gracias a sus investigaciones se ha logrado desarrollar la tecnología DIM que permite convertir un calzado dieléctrico en un calzado dual, funcionando como dieléctrico en baja tensión y como disipativo para las cargas eléctricas.
 
Figura 8. Antonio Tersigni, pionero en investigación sobre fenómenos electrostáticos.

Por Jorge D. Roisman Osengar, de COPITEC
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