En el desierto, la superficie de la arena puede calentarse mucho durante el día, hasta 70ºC. Para escapar de estas temperaturas, Algunas lagartijas del desierto adoptan una estrategia fascinante:se sumergen unos centímetros bajo la superficie de la arena donde hace mucho más fresco (alrededor de 40º C). Esta también es una buena estrategia para esconderse y escapar de los depredadores. Pero zambullirse en la arena es una tarea difícil que requiere una gran fuerza para superar la fricción de la arena. Para bucear más fácilmente, diferentes géneros de lagartijas, como las lagartijas de dedos marginales y las lagartijas cornudas, utilizaban ondulaciones laterales rápidas de su cuerpo para fluidizar la arena.

Un equipo de investigadores de la Universidad de Santiago ha inspeccionado cómo estas ondulaciones laterales facilitan la penetración en medios granulares como la arena. Consideraron un experimento modelo de un dedo sólido que penetra en diferentes medios granulares hechos de pequeñas perlas de vidrio. Gracias a un pequeño motor excéntrico, similares a los que se utilizan en teléfonos móviles y joysticks, impusieron vibraciones mecánicas de pequeñas amplitudes (alrededor de 10 µm) y bajas frecuencias (100-200 Hz) al buscador penetrante. Los resultados de estos experimentos se informan en Más uno .

Gracias a esta configuración, demostraron que las vibraciones mecánicas disminuyen la resistencia a penetrar en un medio granular. "La fuerza resistiva se puede reducir hasta diez veces por la presencia de estas pequeñas vibraciones, "explicó Baptiste Darbois Texier, investigador postdoctoral del laboratorio SMAT-C donde se ha dirigido el estudio.

Los investigadores también buscaron las condiciones bajo las cuales ocurre una caída de la fuerza resistiva. Demostraron que este fenómeno está controlado por la aceleración de las vibraciones mecánicas. Cuando las vibraciones tienen una aceleración mayor que la aceleración gravitacional, los contactos entre los granos que rodean al objeto intruso se rompen constantemente. Para observar el movimiento de los granos, los investigadores rastrearon el desplazamiento de los granos en una versión bidimensional de su experimento.

"Observamos que cuando las vibraciones tienen una aceleración suficiente, los granos en contacto con el dedo intruso comienzan a seguir un movimiento convectivo, "dijo Alejandro Ibarra, un estudiante de doctorado involucrado en el proyecto. En tal zona de convección, las cadenas de fuerza que generalmente se propagan en medios granulares se rompen y el material se fluidiza, un efecto que finalmente reduce la fuerza experimentada por el objeto intruso.

Las ondulaciones laterales desarrolladas por las lagartijas que se zambullen en la arena, como las lagartijas puntiagudas y las lagartijas cornudas, corresponden a aceleraciones que son varias veces superiores a la aceleración gravitacional. Por lo tanto, estas ondulaciones aseguran la fluidización de la arena circundante y la reducción de la fuerza resistiva para sumergirse en ella.

Los investigadores creen que esta estrategia se puede implementar para reducir la energía requerida por los motores que excavan en el suelo. Cuidando este propósito, los investigadores realizaron un experimento complementario. Agregaron una pequeña cantidad de agua a los granos de su experimento para hacerlos cohesivos. la misma cohesión que tiene los castillos de arena en la playa. Se sorprendieron al observar que la caída de la fuerza penetrante todavía se produce en presencia de fuerzas cohesivas. "El escenario de la caída de la resistencia en presencia de interacciones cohesivas por vibraciones mecánicas aún no está claro para nosotros, pero demuestra que el fenómeno observado es muy robusto y debe ser considerado para aplicaciones muy pronto, "concluyó Francisco Melo, el investigador principal de este estudio.