La química de los cactus

Además de los objetos que típicamente se esperaría encontrar en la oficina de un ingeniero químico (galardones, placas de patentes y libros como “Química analítica ambiental” e “Introducción a la termodinámica de la ingeniería química”), la oficina de la Dra. Norma Alcantar en la Universidad del Sur de Florida (USF) también muestra su amor por la vida y la enseñanza, con libros como “Integridad intencional”, una taza de café que dice “la influencia de un buen maestro nunca se puede borrar” y una placa decorativa que dice “Todo va a estar bien”.

Pero entre los adornos intelectuales e inspiradores, se destacan dos conjuntos de objetos: una serie de coleccionables de cactus y otra de búhos. Para quienes no conocen a Alcantar, parecen solo una decoración de oficina divertida, pero para aquellos que la conocen, la sabiduría tradicional del búho y el diseño resistente pero elegante del cactus representan el tapiz de su vida y carrera.

También son la encarnación de dos fuerzas fundamentales que han guiado su vida y su carrera: su madre, Acrelia Alcantar, y su abuela, Balbina Zamora.

El búho, símbolo de sabiduría desde la antigua Grecia, es un recordatorio de la insistencia de su abuela en las actividades académicas, de los consejos de su madre sobre la identidad y la autodeterminación cuando Alcantar llegó a una bifurcación en el camino y, ahora, de que Alcantar debe pasar sus décadas de conocimiento a la próxima generación, incluso a las 2 a. m. en una llamada telefónica a una estudiante graduada al otro lado del mundo.

Por su capacidad de soportar condiciones desafiantes a través de adaptaciones innovadoras, los cactus representan a las maestras y los maestros que inspiraron la curiosidad de Alcantar sobre la naturaleza, y una conversación fortuita en su juventud que alteraría la trayectoria de su vida y su carrera, encaminándola a más de 20 patentes centradas principalmente en los cactus y la investigación del Alzheimer e invitaciones de todo el mundo por su experiencia en tecnología de purificación de agua.

Sus labios tiemblan y sus ojos brillan —evidencia del inmenso amor, respeto y tristeza que todavía siente por ellos años después de su fallecimiento— mientras recuerda las lecciones enseñadas y aprendidas: respeto por la naturaleza, autodeterminación, ética de trabajo y mentoría.

“[Acrelia] era la fuerza de la familia”, dijo Alcantar sobre su madre, que era una de 12 hijos. “Todo el mundo la respetaba. Todo lo que ella decía tenía que hacerse”.

Su madre, que quedó viuda desde muy joven, fue una trabajadora incansable que animó a la joven Norma a disfrutar de su infancia, estudiar mucho y tener confianza en sus capacidades.

Alcantar recordó una conversación que tuvo con su madre cuando tenía 7 años. Mientras se preparaba para ir a la escuela, le dijo a su madre que deseaba haber nacido hombre, porque en ese momento creía que los niños tenían más oportunidades que las niñas.

“Escucha, como niña puedes hacer lo que quieras. Puedes hacer aún más cosas”, recuerda que le dijo su madre. “Ella me dio esa perspectiva”.

Trabajando desde los 16 años, Acrelia se abrió camino hasta convertirse en asistente ejecutiva de un líder del Servicio de Administración Tributaria de México que luego sería presidente de México.

Alcantar se crio en Tepeyac, un pintoresco barrio en una ladera al norte de la Ciudad de México, y en ocasiones acompañaba a su madre en su viaje a la oficina y luego pasaba el día en la Biblioteca Nacional en el centro de la capital, con la nariz metida en libros de minería de los años 1800 y 1900.

Alcantar recuerda bien la experiencia: el proceso de sacar libros de la biblioteca, el requisito de usar guantes para manipular los materiales y el aspecto del edificio antiguo.

“Me quedaba en la biblioteca todo el día leyendo esos libros, tomando notas sobre dónde estaban ubicados los diferentes elementos”, dijo. “Era muy divertido... e interesante y especial”.

Como Acrelia a menudo trabajaba muchas horas, a la joven Norma la cuidaba su abuela, Balbina, en la casa de su abuela, conocida localmente como “la casa de los pájaros”. Más que una residencia, el hogar servía como santuario para más de 300 aves, entre ellas canarios y petirrojos, y plantas de todas las variedades. Analfabeta hasta la mediana edad, Balbina utilizaba la naturaleza para enseñar y alimentar la curiosidad y el amor de la joven Norma por el mundo natural.

“Era todo tan fascinante: ver un pequeño objeto sólido, una semilla, convertirse en algo vivo”, dijo sobre los días que pasó ayudando a su abuela a identificar y cuidar una variedad de especies de plantas nativas y medicinales. “Abuela Balbina siempre me enseñaba cosas que contradecían lo que yo pensaba. Me enseñó la curiosidad y el descubrimiento. Veía un gusano en el suelo y me daba asco, pero mi abuela me explicaba lo vitales que son para el ecosistema”.

Esa revelación continuó cobrando fuerza cuando uno de los profesores de secundaria de Alcantar la animó a competir en una feria científica para estudiantes, una experiencia novedosa en México en ese momento. Con la ayuda de un tío, un fabricante de letreros, Alcantar creó un mapa de México que identificaba dónde se podían encontrar todos los elementos de la tabla periódica mediante mini bombillas que se encendían.

Fue durante la escuela secundaria que dos conversaciones, una con su madre y otra con su abuela, ayudaron a dar forma a la carrera profesional de Alcantar.

En aquel momento, la escuela secundaria de Alcantar exigía que los estudiantes eligieran un itinerario educativo. Indecisa entre la psicología y la química, y con una fecha límite que se acercaba, llamó a su madre para pedirle orientación.

“Ella dijo: 'Tienes que decidir. Esto es lo que vas a ser cuando seas mayor. Tienes que hacer esto’”, recordó Alcantar.

Eligió la química. Luego, la química la eligió a ella.

Alcantar contó que, al regresar de la escuela un día, estaba hablando con su abuela sobre lo que había hecho en su clase de química de la escuela secundaria cuando Balbina compartió un conocimiento que luego daría forma a la carrera de Alcantar: que los cactus se pueden usar para limpiar impurezas del agua.

Según le contó su abuela, cuando era una niña en Michoacán, una región ubicada en el oeste de México, a principios del siglo XX, tenía que recolectar agua de fuentes a su alrededor. Si el agua estaba sucia, la hervían con cactus para limpiarla.

"¿Cómo funciona? Simplemente no tiene sentido”, dijo. "Pero cuando vine a los Estados Unidos, eso fue lo que inició mi investigación".

Después de recibir sus títulos universitarios y de posgrado en México, Alcantar se mudó a Santa Bárbara, California, para realizar su doctorado en ingeniería química en la Universidad de California-Santa Bárbara.

La investigación de Alcantar se centra en una sustancia gelatinosa llamada mucílago, que resulta de la ebullición de las hojas de cactus. El mucílago puede ampliar la eliminación molecular de metales pesados, bacterias, sedimentos, isótopos radiactivos, compuestos orgánicos volátiles y concentraciones peligrosas de fluoruro y amoníaco del agua y el suelo.

Durante las últimas dos décadas, la tecnología de Alcantar ha tenido numerosas aplicaciones en todo el mundo, incluidos México, Bangladés y, en particular, en Puerto Príncipe, Haití, tras el terremoto que devastó la isla en 2010.

Cuando la infraestructura hídrica de la isla colapsó debido a los daños, solicitó y recibió una subvención de vía rápida de la Fundación Nacional de Ciencias para viajar allí y realizar investigaciones sobre la contaminación del agua durante dos semanas. Se concentró en aprovechar los materiales disponibles localmente, incluido el mucílago de cactus y otros biopolímeros, para desarrollar tecnologías de tratamiento de agua de bajo costo y ecoamigables.

En colaboración con comunidades y organizaciones locales, el equipo de Alcantar estableció proyectos piloto para implementar el tratamiento de agua a base de mucílago de cactus en zonas rurales de Haití. Los resultados positivos de estas iniciativas demostraron que esta innovadora tecnología podría cambiar las reglas del juego con respecto al tratamiento del agua en regiones con recursos limitados.

Además de utilizar el mucílago de cactus en investigaciones sobre la contaminación del agua, Alcantar también lo está utilizando en sus investigaciones sobre la formación de placas relacionadas con el Alzheimer. Pronto comenzará un nuevo estudio científico para investigar cómo las moléculas del mucílago de cactus se unen a los moléculas que forman las placas características de la enfermedad del Alzheimer. Esta formación de placa puede provocar problemas con la función cerebral.

Su trabajo ha aparecido en una variedad de publicaciones, desde revistas de investigación académica hasta libros de texto de ciencias de escuela primaria. Incluso se ha escrito un libro infantil sobre la vida de Alcantar. Fue incluida en el Salón de la Fama de los Inventores de Florida en 2021.

Como profesora del Departamento de Ingeniería Química e Ingeniería Biomédica de la USF, Alcantar trabaja con estudiantes de pregrado y posgrado para seguir encontrando nuevos usos para el mucílago de los cactus. Actualmente, sus estudiantes, todas mujeres de diversos orígenes, están llevando a cabo proyectos de investigación relacionados con crear opciones de embalaje sostenibles, mejorar el sabor del pescado criado en granjas, sistemas de purificación de agua y un sistema de baterías que utiliza fuentes renovables.

Una de las estudiantes de Alcantar es Eesha Bhattacharjee, que está en su segundo año del programa de doctorado en ingeniería química de la USF. Su investigación se centra en materiales de embalaje renovables que utilizan el mucílago del cactus para sustituir los plásticos de un solo uso en envases de alimentos fríos y calientes. Bhattacharjee, quien proviene de la India, fue testigo de primera mano del compromiso de Alcantar con la familia y la mentoría. Cuando la abuela de Bhattacharjee murió inesperadamente, Alcantar animó a su estudiante a volar de regreso a la India para apoyar a su familia y ayudó a facilitarle el acomodo necesario para mantenerla encaminada en su educación.

Su compasión proviene de su empatía y su experiencia.

La madre de Alcantar, Acrelia, quien durante mucho tiempo había sido una fuente de fortaleza para su numerosa familia, luchó contra el cáncer de mama durante 14 años, soportando biopsias, una mastectomía, remisión, propagación del cáncer, quimioterapia, radiación y una serie de otros remedios orgánicos e inorgánicos.

A pesar de mudarse a Santa Bárbara, California, para obtener su doctorado durante este periodo, hablaba con su madre y su abuela semanalmente. Cuando Acrelia se recuperó lo suficiente como para viajar, la familia viajaba regularmente entre California y México para crear recuerdos para toda la vida.

Cuando su madre no se encontraba bien, fue testigo del poder del apoyo amoroso en acción.

Debido a los tratamientos de quimioterapia, Acrelia experimentaba habitualmente dolores de cabeza y ataques de náuseas. Alcantar cuenta que su abuela, Balbina, aprendió a cocinar comidas poco aromáticas o cocinaba comidas en la casa de un vecino para evitar producir olores en la suya. También elaboró y colgó cortinas en las ventanas para manejar los problemas de sensibilidad a la luz causados por la enfermedad de Acrelia.

Aunque tanto Acrelia como Balbina ya fallecieron, la sabiduría materna, el apoyo educativo y la mentoría que le proporcionaron a Alcantar ahora brillan en sus estudiantes universitarios.

Bhattacharjee dijo que el estilo complaciente de Alcantar, su orientación profesional, su disposición a compartir recursos y conocimientos, y su disponibilidad para hablar sobre “cualquier cosa bajo el sol” han sido fundamentales en su desarrollo como investigadora.

“Ella me inspira y motiva mucho”, dijo Bhattacharjee. “Soy una de las personas muy afortunadas que han tenido la oportunidad de ser su alumna y estar bajo su dirección... las mujeres en STEM [ciencias, tecnología, ingeniería y matemáticas, por sus siglas en inglés] [son] siempre una minoría. Las cifras están aumentando, pero enfrentamos [desafíos] a diario. Es extremadamente inspirador verla en la posición en la que se encuentra”.

Para Alcantar, todo esto cierra el círculo: la sabiduría de su abuela, la ética de trabajo de su madre, la mentoría de sus educadoras y las oportunidades que la naturaleza puede brindar. Atribuye su carrera académica y la mentoría de futuros líderes al amor y apoyo de las mujeres en su vida.