Un team di scienziati ha utilizzato modelli di laboratorio su piccola scala per dimostrare come le dune di sabbia si muovano. L’esperienza del team, che ha presentato ostacoli simulati di diverse dimensioni e forme, mostra che gli ostacoli più grandi sono i più efficaci nell’impedire la migrazione di una duna, soprattutto quando sono a forma di cresta anzichè lisce e cilindriche.
Lo studio, pubblicato su Physical Review Fluids, è il primo a descrivere le interazioni tra dune di sabbia e ostacoli. Analizzando il modo in cui le correnti vengono deviate in presenza di un ostacolo, il team è stato in grado di sviluppare uno strumento efficiente e basato sui dati che mira a prevedere come una duna interagirà con l’ambiente circostante.
La ricerca può aiutare a progettare barriere più efficaci che possono, ad esempio, impedire alle dune di sabbia di invadere i terreni agricoli. Può anche essere usato per proteggere le dune e i loro ecosistemi dai danni. “Il movimento delle dune di sabbia colpisce direttamente le popolazioni e i loro mezzi di sussistenza“, ha affermato Karol Bacik, uno degli autori dello studio che ha condotto gli esperimenti. “Rivelando la fisica dietro le interazioni tra dune e ostacoli, questo lavoro mostra i principi guida di cui abbiamo bisogno per deviare o fermare le dune, mitigando il danno“, aggiunge l’esperto.
Mentre i deserti continuano ad espandersi, le dune di sabbia rappresentano un rischio crescente per l’ambiente “costruito”: inghiottire strade e intere case mentre consumano la Terra. Allo stesso modo, le dune sul fondale possono bloccare le rotte di navigazione e persino compromettere la sicurezza di cavi e condotte sottomarine.
Il lavoro di Bacik mostra come vari ostacoli di progettazione dovrebbero essere selezionati per soddisfare il risultato desiderato. “Se vogliamo che la duna devii, l’ostacolo deve essere il più liscio e arrotondato possibile. Se vogliamo contenere i movimenti, l’ostacolo deve essere il più accentuato possibile”, ha riferito Bacik.
Lo studio
Durante l’esperimento, il team ha creato un serbatoio a forma di anello per contenere le dune di sabbia, che possono viaggiare in circuiti, quasi come una “giostra”. Immergendo le dune in acqua e disturbando il flusso con i remi, gli esperti hanno potuto ricostruire come le dune vengono mosse dalle correnti d’acqua, ponendo ostacoli di varie dimensioni e forme sul percorso delle dune in movimento per osservarne l’effetto.
Ora, l’obiettivo dei ricercatori è modellare i movimenti delle dune di sabbia in paesaggi tridimensionali più complessi e realistici, oltre a esplorare le dune che si trovano nei deserti. Idealmente, il team vorrebbe essere in grado di individuare una posizione su una mappa, inserire informazioni sul tempo, le correnti d’aria o l’acqua e prevedere se una duna potrebbe superare un ostacolo specifico.
Sebbene queste simulazioni numeriche siano più complesse, i nuovi esperimenti fungono da importante riferimento di convalida per l’esplorazione in corso.
