Latest revision as of 10:58, 8 July 2026

Introducción

Muchos casos de aplicación de materiales compuestos dan lugar a soluciones híbridas, en las que éstos se integran estratégicamente con otros materiales (metales, polímeros, cerámicos) intentando utilizar “el material adecuado en el lugar adecuado” atendiendo simultáneamente a criterios técnicos y económicos. Así, se consigue combinar las ventajas de los compuestos —ligereza, altas propiedades mecánicas, resistencia a la corrosión, geometrías complejas y calidad superficial — con las propiedades únicas de otros materiales, como la ductilidad y conductividad de los metales, la estabilidad térmica o la capacidad de aislamiento de ciertos polímeros y cerámicos. Esto ofrece como resultado diseños altamente optimizados, donde cada componente aporta valor en la zona donde más se necesita, mejorando la eficiencia estructural y funcional del conjunto. De esta manera, la hibridación de materiales compuestos con otros materiales no solo amplía las oportunidades de diseño, sino que también impulsa una nueva generación de estructuras optimizadas, más eficientes y adaptadas a entornos operativos complejos.

Sin embargo, la combinación de materiales en componentes, estructuras, vehículos u otros productos, introduce un reto tecnológico adicional: su separación, necesaria de cara a operaciones de mantenimiento o en la fase de fin de vida. En relación con esto último, muchas de las vías de reutilización, reciclado y recuperación que se puedan plantear requerirán de una adecuada separación previa de los materiales a través de procesos limpios y sencillos, minimizando así el daño sobre los mismos. Esto resulta especialmente crítico en los casos donde se emplean adhesivos, siendo la adhesión una de las técnicas de unión más utilizadas para unir materiales disímiles y composites. Estas uniones suelen ser permanentes, y precisamente las buenas prestaciones que ofrecen estos adhesivos en servicio dificultan el despegado o desensamblado en el fin de vida.

Algunas de las ventajas que ofrecen las uniones adhesivas en el caso de los materiales compuestos son:

1) Continuidad de la unión, sin requerir el taladrado del material como sucede con uniones mecánicas (con la consecuente pérdida de continuidad de las fibras) y permitiendo una transferencia de esfuerzos más uniforme a lo largo de toda un área de unión.

2) Mayor ligereza, relevante en los casos donde el composite se emplea principalmente para reducir peso.

3) Proceso relativamente sencillo.

4) No afecta a las superficies exteriores (estética y aerodinámica).

5) Funcionalidad adicional de estanqueidad.

Es por esto que las uniones adhesivas son una tecnología de unión clave para estos materiales y para la producción de soluciones híbridas.

En el siguiente apartado se presenta una revisión de diferentes soluciones planteadas como solución al reto del desensamblado y la separación, centradas principalmente en uniones adhesivas. Incorporadas desde la fase de diseño de los productos, estas soluciones dan respuesta a este requisito clave del diseño circular y sostenible.

Desensamblado bajo demanda en uniones adhesivas

La capacidad de desensamblado bajo demanda en uniones adhesivas se identifica como una característica clave para la próxima generación de productos, los cuales deben cumplir con requisitos cada vez más exigentes relacionados con la sostenibilidad. Por este motivo, las investigaciones y los desarrollos relacionados con el debonding on demand (DoD)) en sistemas adhesivos se ha consolidado en los últimos años como un ámbito de elevada actividad científica y tecnológica. Las soluciones abarcan una amplia variedad de familias adhesivas que incluyen: adhesivos estructurales bi-componente [1-4], cintas sensibles a la presión (PSA tapes) [5,6], y adhesivos hot-melts [7,8] entre otros, e involucran de manera directa a grupos de I+D, fabricantes de adhesivos y usuarios industriales. Como indicador de esta tendencia, Google Scholar registra más de 9000 publicaciones desde 2022 asociadas al término adhesives debonding on demand. Asimismo, la búsqueda de patentes pone de manifiesto solicitudes provenientes tanto de fabricantes de adhesivos, centros de investigación o tecnológicos, como de usuarios finales [9–13]. En términos generales, los sectores que impulsan con mayor intensidad el desarrollo de estas tecnologías son la automoción, la microelectrónica, la aeronáutica y las aplicaciones biomédicas [5].

Dentro de las distintas tipologías de adhesivos, los utilizados en sistemas estructurales representan, sin duda, el mayor desafío en el ámbito del desensamblado bajo demanda. Los requisitos operativos (elevada resistencia mecánica de las uniones, fiabilidad en servicio y durabilidad a largo plazo) contrastan de forma intrínseca con las exigencias asociadas al final de vida útil, donde se busca una separación controlada y sencilla. En la práctica, el incremento de las prestaciones mecánicas suele complicar el desensamblado. En consecuencia, resulta imprescindible identificar un punto óptimo de compromiso que permita equilibrar las prestaciones en servicio con la capacidad de debonding (Figura 1).

La capacidad de desensamblado puede lograrse mediante la introducción de mecanismos de degradación controlada en los adhesivos. En general, los enfoques existentes se basan principalmente en: adhesivos con químicas reversibles o dinámicas, como los basados en aductos de Diels-Alder o en enlaces covalentes dinámicos; adhesivos que pueden degradarse mediante corrientes eléctricas o luz ultravioleta, y adhesivos modificados con partículas/aditivos/microcápsulas termo-expandibles (TE) o agentes espumantes químicos. Cada uno de estos enfoques se encuentra en diferentes niveles de desarrollo o madurez tecnológica.Las siguientes referencias - [5], [14] - presentan revisiones bastante completas de todas estas tecnologías. Las soluciones basadas en reacciones electroquímicas se describen en detalle en [15]. Las que utilizan mecanismos foto-basados (foto-degradación o foto-isomerización) se analizan en [6].

La modificación de adhesivos mediante partículas TE aparece como una alternativa destacada en diversos sectores, ya que permite trabajar directamente a partir de productos comerciales. Por contrapartida, la separación es en este caso irreversible, a diferencia de las tecnologías que utilizan químicas dinámicas [16].

Actividad por parte de grupos de investigación en universidades, centros tecnológicos y otros organismos de investigación

A nivel nacional son varios los grupos de investigación de universidades y centros tecnológicos que trabajan en el estudio y desarrollo de estrategias de desensamblado bajo demanda para mejorar la circularidad de los materiales compuestos y componentes multi-material. Entre ellos, cabe mencionar a CIDETEC, con desarrollos de adhesivos epoxi biobasados y con enlaces reversibles de disulfuro, con proyectos como BIOSTRUCT [17] o REVERSIVE [18]. AIMPLAS trabaja en formulación de adhesivos desmontables utilizando tanto aditivos funcionales como endurecedores reversibles como los que se estudiaron en los proyectos ECOGLUE I y II [19], en colaboración con INESCOP, la Universidad Rey Juan Carlos y con la Fundació Universitat Rovira i Virgili. AIMPLAS y CIDETEC colaboran en este mismo ámbito en el proyecto SOPHIA [20]. Ya citado anteriormente, INESCOP es otro centro español con una actividad importante en adhesivos desmontables bajo demanda, se pueden citar proyectos como RECYGLUE I y II [21,22], enfocados a adhesivos de poliuretano para calzado, en colaboración con la Universidad de Alicante. El Instituto Tecnológico de Aragón (ITA) es otro centro de referencia en el ámbito de los adhesivos y, en particular, en tecnologías de debonding on demand, en este caso, empleando partículas termo-expandibles. En concreto, los proyectos LEVIS [23] y CARBO4POWER [24] han permitido desarrollar soluciones para automoción y para el sector eólico, modificando en ambos casos adhesivos estructurales (metacrilatos y epoxis, respectivamente). En el proyecto LÉ COLAZ [25] ITA se centra en soluciones para construcción. Y en dentro del marco del proyecto BLADE2CIRC [26], ITA colabora con AITIIP (coordinador del proyecto) en el desarrollo de soluciones basadas en reacciones de Diels-Alder. Este proyecto contempla la combinación de los mecanismos de química reversible y los basados en partículas expandibles. Además, AITIIP ha trabajado también en técnicas de desensamblado por ultrasonidos, desarrolladas dentro del marco del proyecto HELACS [27].

El centro tecnológico EURECAT ha desarrollado soluciones de desensamblado para adhesivos epoxi con vitrímeros, colaborando nuevamente con la Universitat Rovira I Virgili. En la misma línea, TEKNIKER también ha presentado investigaciones en adhesivos con enlaces covalentes dinámicos, al igual que TECNALIA, , en este caso desarrollando soluciones para desensamblado de poliuretanos. Finalmente, AITEX también trabaja en este ámbito, con el proyecto HEATEX [28] donde las investigaciones se centran en adhesivos termofusibles.

En el ámbito académico, además de las citadas anteriormente, existen varios grupos de investigación entre los que se pueden mencionar los de Química aplicada y polímeros de la Universidad del País Vasco (UPV/EHU), que estudian reacciones de Diels–Alder para adhesivos reversibles de poliuretano. La Universidad Miguel Hernández (UMH) de Elche, que investiga uniones reversibles a través de formulaciones de imprimaciones, así como distintos grupos de la Universidad Rey Juan Carlos, de la la Universidad Carlos III de Madrid y del Instituto de Ciencia y Tecnología de Polímeros (ICTP) del CSIC.

En general, es destacable la colaboración entre centros tecnológicos, universidades y empresas.

Desensamblado bajo demanda basado en partículas/agentes termo-expandibles

El uso de partículas termo-expandibles (Thermo Expandable Particles, TEPs) representa una de las estrategias más prometedoras para conseguir la funcionalidad de desensamblado bajo demanda en uniones adhesivas estructurales, siendo particularmente relevante en soluciones híbridas/multi-material, ampliamente utilizadas en el mundo de los materiales compuestos.

El mecanismo de separación se basa en este caso en el daño y rotura del adhesivo (o, alternativamente, en imprimaciones utilizadas con éstos) debido a la expansión volumétrica controlada de las partículas activada por calor. El proceso funciona de la siguiente manera (Figura 2):

● Activación: Cuando la unión adhesiva se somete a un estímulo térmico (mediante aire caliente, conducción, inducción…) que supera una temperatura umbral, las partículas se activan.

● Expansión: En esa activación, la partícula aumenta su volumen drásticamente (entre 40 y 100 veces su tamaño original).

● Degradación de la unión: Esta expansión genera una presión interna dentro de la matriz del adhesivo induciendo tensiones que, finalmente, producen fisuras y porosidades que ‘rompen’ el material. Esto sucede en forma simultánea a la reducción de propiedades del adhesivo con la temperatura, facilitando el proceso de degradación de la unión. Posteriormente, la separación de los sustratos puede realizarse con una fuerza mínima.

Existen diversas variantes de aditivos expandibles utilizados para este propósito: microesferas termo-expandibles, grafito expandible, microcápsulas de liberación de agentes (aunque en este caso no siempre se expanden en el sentido estricto, sino que algunas microcápsulas liberan solventes o plastificantes al romperse por calor o presión, degradando químicamente el adhesivo para facilitar el despegue). La selección del tipo de partícula depende de varios factores, entre ellos la tipología de adhesivo, las características de los sustratos y el rango de temperaturas de activación factibles.

La efectividad de esta tecnología puede llegar a ser muy alta en algunos casos, permitiendo reducciones drásticas en la resistencia de las uniones. Como ejemplos, en estudios realizados por el ITA, se ha logrado una efectividad de desensamblado superior al 80% (llegando en ocasiones a más 90%) en uniones metal-composite utilizando adhesivos de metacrilato modificados con solo un 10% de TEPs tipo micro-esferas. Empleando algunos grados particulares de grafito expandible, se ha conseguido la separación completa de uniones de materiales compuestos (sin aplicar carga) con adhesivos epoxi.

A pesar de su eficacia, la incorporación de TEPs presenta algunos desafíos técnicos:

1) reducción de propiedades iniciales: la incorporación de estos aditivos suele disminuir las propiedades mecánicas originales del adhesivo (módulo elástico y resistencia) en condiciones de servicio;

2) incompatibilidad matriz-aditivo,

3) limitaciones en el curado: las TEPs deben soportar los ciclos de temperatura durante el curado del adhesivo sin activarse prematuramente, siendo esto crítico en adhesivos estructurales de alto rendimiento que requieren generalmente altas temperaturas para su polimerización,

4) segregación: durante el proceso de mezclado, aplicación y curado las partículas pueden segregarse o aglomerarse debido a diversos fenómenos (flotación, sedimentación, atracción entre partículas…), creando heterogeneidades que afectarán a la calidad de las uniones.

Referencias de productos comerciales

Además de los desarrollos y las investigaciones previamente citadas, ya existen en el mercado soluciones comerciales maduras de adhesivos con capacidad de desunión bajo demanda, ofrecidas por grandes fabricantes como: 3M, Tesa, Henkel, Lohmann, o Nitto entre otros. Estas soluciones abarcan un amplio abanico de tipologías de adhesivos, mecanismos de activación y aplicaciones industriales que van mucho más allá del ámbito específico de los materiales compuestos.

Desde el punto de vista tecnológico, las soluciones DoD comerciales incluyen adhesivos sensibles a presión con liberación térmica, como la familia REVALPHA® de Nitto, utilizada para fijaciones temporales en procesado electrónico; o sistemas de desunión eléctrica, como la 3M™ Electrically Debondable Tape, diseñados para facilitar el desmontaje, la reparación y el reciclaje de componentes electrónicos.

De forma similar, Tesa, a través de su plataforma Bond & Detach®, ofrece una familia completa de soluciones DoD basadas en diferentes disparadores (estirado mecánico, térmico, eléctrico, radiación NIR/láser), con aplicaciones en automoción, baterías de vehículos eléctricos, displays y procesos de retrabajo.

Henkel, bajo las marcas LOCTITE y Bergquist, presenta un porfolio estructurado de soluciones DoD que incluye adhesivos, cintas y films especialmente orientados a baterías, electrónica y diseño para reciclaje.

Por su parte, Lohmann propone sistemas DoD residuo‑cero (espumas reforzadas, soluciones Hook & Loop y adhesivos activables por UV o temperatura), alineados con requisitos normativos como WEEE o Battery Passport, y dirigidos a facilitar el mantenimiento, la reutilización y el reciclaje.

Finalmente, cabe mencionar a Evonik, que explora enfoques basados en enlaces covalentes reversibles o escindibles integrables en sistemas adhesivos 1K/2K. Aunque actualmente se presentan a nivel de concepto y no como productos estándar, refuerzan la tendencia global hacia adhesivos funcionales diseñados desde el inicio para la separación controlada.

En conjunto, estas referencias confirman que el desensamblado bajo demanda es ya una realidad comercial, con soluciones disponibles, casos de uso industriales consolidados y una clara proyección hacia estrategias de reparación, circularidad y diseño sostenible. Según las referencias presentadas, las mismas se centran mayoritariamente en los sectores de electrónica y automoción. Sin embargo, existen aún muchas aplicaciones y tipologías de adhesivos para las que no existen soluciones de DoD, motivando y justificando muchas de las investigaciones y desarrollos descritos en la sección anterior, que se encuentran en la mayoría de los casos aún en niveles de madurez tecnológica intermedios (TRL3 – TRL7, TRL: Technology Readiness Level).

REFERENCIAS

[1] M.D. Banea et al., Debonding on command of adhesive joints for the automotive industry, International Journal of Adhesion & Adhesives 59 (2015) 14–20.

[2] Y.Lu , J.Broughton, P.Winfield, A review of innovations in disbonding techniques for repair and recycling of automotive vehicles, International Journal of Adhesion & Adhesives, 50 (2014) 119–127.

[3] O. Kachouri, J. Bardon, D. Ruch, A. Laachachi, Controlling debond on demand performance in adhesive systems using structurally tuned expandable graphite fillers, Journal of Advanced Joining Processes, Volume 11, 2025, 100309.

[4] T. Türel, P. Schara, A. M. Cristadoro, M. Linnenbrink, Ž. Tomović, Acetal-functionalized polyurethane adhesives: A path to debonding-on-demand, European Polymer Journal, Volume 228, 2025, 113807.

[5] C. Bandl et al., Adhesives for “debonding-on-demand”: Triggered release mechanisms and typical applications, International Journal of Adhesion and Adhesives 99 (2020) 102585.

[6] Hohl, Diana Kay and Christoph Weder, (De)bonding on Demand with Optically Switchable Adhesives, Advanced Optical Materials 7, 2019.

[7] S. Salimi, et al., Composite polyurethane adhesives that debond-on-demand by hysteresis heating in an oscillating magnetic field, European Polymer Journal 121 (2019) 109264.

[8] C. Favi, F. Moroni, A. H.A. Lutey, N. B. Rodríguez, Disassembly analysis of hot-melt adhesive in mechanical joints, Procedia CIRP, Volume 122, 2024, 611-616.

[9] US10800956B2, Debondable reactive hot melt adhesives.

[10] US2006014924A1, Reworkable adhesives containing thermally labile groups.

[11] US3993524A, Adhesive bonding method allowing nondestructive separation of bonded materials.

[12] US2012114952A1, Adhesive composition for detachable adhesive bonds and modification of the encapsulation materials for a purposeful energy input.

[13] US20200164626A1, Layer Debonding.

[14] N. D. Blelloch, H. J. Yarbrough, K. A. Mirica, Stimuli-responsive temporary adhesives: enabling debonding on demand through strategic molecular design, Chemical Science, Issue 46, 2021.

[15] I. Bibi, H. Ahmad, A. Farid, H. Iqbal, N. Habib, M. Atif, A comprehensive study of electrically switchable adhesives: Bonding and debonding on demand, Materials Today Communications, Volume 35, 2023.

[16] S. Roche, M. Canales, M. Lizaranzo, C. Valero, E. Duvivier, A. Chiminelli, Introduction of debonding on demand capability in metal-composite adhesive joints, 15th European Adhesion Conference (EURADH) & XXIII Spanish Congress of Adhesion and Adhesives 2025.

[17] https://surfaceengineering.cidetec.es/proyectos/biostruct/

[18] https://gairesa.com/reversive-nuevo-proyecto-europeo-de-investigacion-liderado-por-[20 gairesa/]

[19] https://ecoglue.es/

[20] https://cordis.europa.eu/project/id/101182162/es

[21] https://inescop.es/es/i-d-i/proyectos-i-d-i/proyectos-i-d-i-ivace/ivace/51-2021/558-recyglue-i

[22] https://redit.habitat-sostenible.es/proyectos/proyecto-recyglue-adhesivos-de-poliuretano-de-bajo-impacto-ambiental-que-contribuyan-a-la-circularidad/

[23] https://www.ita.es/caso-de-exito/levis/

[24] https://www.ita.es/proyecto/carbo4power/

[25] https://lecolaz.eu/

[26] https://blade2circ.eu/

[27] https://www.aitiip.com/helacs.html

[28] HEATEX - ADHESIVOS REVERSIBLES PARA LA UNIÓN Y EL DESENSAMBLADO DE PRODUCTOS DE CONSUMO COMPLEJOS - Aitex