El mecanismo de excavación es el componente de las cosechadoras de ajo que consume más energía. En consecuencia, existen lagunas teóricas en el diseño de la reducción de resistencia. Estas lagunas se deben a la complejidad de la dinámica de interacción entre la pala y el suelo, y a la comprensión insuficiente de los patrones de evolución del daño del suelo. Para abordar estos desafíos, este estudio desarrolla un modelo de elementos finitos del sistema pala-suelo utilizando mecánica de daños para caracterizar mecanismos de interacción no lineales bajo condiciones de carga operativa. La metodología integra tres fases críticas: (1) se empleó un análisis de evolución del daño del suelo para identificar parámetros clave de daño para la calibración del modelo; (2) se utilizaron simulaciones sistemáticas de elementos finitos para evaluar los efectos de variables del sistema -ángulo de entrada, ángulo biselado de la hoja de la pala, velocidad hacia adelante y frecuencia de vibración- en la resistencia hacia adelante; (3) se llevó a cabo una optimización experimental ortogonal de estos parámetros. Los resultados clave incluyen lo siguiente: (i) Se identificó una relación no lineal entre las variables (ángulo de entrada, velocidad hacia adelante y frecuencia de vibración) y la reducción de resistencia. Además, se determinó el umbral para un rendimiento óptimo. Los parámetros óptimos fueron identificados como un ángulo de entrada de 20 grados, una velocidad hacia adelante de 0,39 m/s y una frecuencia de 2,6 Hz. (ii) Validación a través de experimentos en un recipiente de suelo, demostrando un fuerte acuerdo entre las respuestas de carga-desplazamiento simuladas y medidas, confirmando la precisión predictiva del modelo. La investigación presentada en este documento puede ofrecer información sobre los principios de diseños de baja resistencia para la cosecha subterránea de frutas.