Nel deserto, la superficie della sabbia può diventare estremamente calda durante il giorno, fino a 70°C. Per sfuggire a queste temperature, alcune lucertole del deserto adottano una strategia affascinante:si tuffano a pochi centimetri sotto la superficie della sabbia dove fa molto più fresco (circa 40º C). Questa è anche una buona strategia per nascondersi e sfuggire ai predatori. Ma tuffarsi nella sabbia è un compito difficile che richiede una grande forza per superare l'attrito della sabbia. Per immergersi più facilmente, diversi generi di lucertole come le lucertole dai piedi frangiati e le lucertole cornute usavano rapide ondulazioni laterali del loro corpo per fluidificare la sabbia.

Un team di ricercatori dell'Università di Santiago ha esaminato come queste ondulazioni laterali facilitano la penetrazione in mezzi granulari come la sabbia. Hanno considerato un esperimento modello di un dito solido che penetra in diversi mezzi granulari fatti di piccole perle di vetro. Grazie ad un minuscolo motore eccentrico, simili a quelli utilizzati nei telefoni cellulari e nei joystick, imponevano vibrazioni meccaniche di piccola ampiezza (circa 10 µm) e basse frequenze (100-200 Hz) al cercatore penetrante. I risultati di questi esperimenti sono riportati in PLOS One .

Grazie a questa configurazione, hanno dimostrato che le vibrazioni meccaniche diminuiscono la resistenza a penetrare in un mezzo granulare. "La forza resistiva può essere ridotta fino a dieci volte dalla presenza di queste minuscole vibrazioni, " ha spiegato Baptiste Darbois Texier, un ricercatore post doc del laboratorio SMAT-C dove è stato condotto lo studio.

I ricercatori hanno anche cercato le condizioni in cui si verifica una caduta della forza resistiva. Hanno dimostrato che questo fenomeno è controllato dall'accelerazione delle vibrazioni meccaniche. Quando le vibrazioni hanno un'accelerazione maggiore dell'accelerazione gravitazionale, i contatti tra i grani che circondano l'oggetto intruso sono costantemente interrotti. Per osservare il moto dei grani, i ricercatori hanno monitorato lo spostamento dei grani in una versione bidimensionale del loro esperimento.

"Abbiamo osservato che quando le vibrazioni hanno un'accelerazione sufficiente, i grani a contatto con il dito intruso iniziano a seguire un moto convettivo, "ha detto Alejandro Ibarra, un dottorando coinvolto nel progetto. In una tale zona di convezione, le catene di forza che di solito si propagano nei mezzi granulari si rompono e il materiale si fluidifica, un effetto che riduce finalmente la forza sperimentata dall'oggetto intruso.

Le ondulazioni laterali sviluppate dalle lucertole che si tuffano nella sabbia come le lucertole dai piedi frangiati e le lucertole cornute corrispondono ad accelerazioni che sono diverse volte l'accelerazione gravitazionale. Così, queste ondulazioni assicurano la fluidificazione della sabbia circostante e la riduzione della forza resistiva per immergersi in essa.

I ricercatori pensano che tale strategia possa essere attuata per ridurre l'energia richiesta dai motori che scavano nel terreno. Attento a questo scopo, i ricercatori hanno condotto un esperimento complementare. Hanno aggiunto una piccola quantità di acqua nei grani del loro esperimento per renderli coesi, la stessa coesione che tiene i castelli di sabbia sulla spiaggia. Sono stati sorpresi di osservare che la caduta della forza penetrante avviene ancora in presenza di forze coesive. "Lo scenario del calo di resistenza in presenza di interazioni coesive da vibrazioni meccaniche non è ancora chiaro per noi, ma dimostra che il fenomeno osservato è molto robusto e deve essere considerato per applicazioni molto presto, " ha concluso Francesco Melo, il principale ricercatore di questo studio.