Parceria: O projeto “Modelagem e Controle do Tamanho e Forma de Cristais em Processos de Cristalização” envolve a colaboração do aluno de doutorado do Programa de Engenharia Química (PEQ) da COPPE/UFRJ Marcellus Guedes Fernandes de Moraes e seus orientadores, Argimiro Resende Secchi, Paulo Laranjeira da Cunha Lage e Maurício Bezerra de Souza Júnior (PEQ/COPPE/UFRJ), com o grupo de pesquisa da Professora Martha A. Grover, do Chemical em Biomolecular Engineering Department do Georgia Institute of Technology, Estados Unidos (ChBE/Georgia Tech),. Durante o período de intercâmbio na instituição, a parceria desenvolvida se desenvolveu com os alunos Stefani Skocevska, Youngjo Kim e Mattew McDonald, alunos de doutorado do grupo da Professora Grover no ChBE/Georgia Tech. No presente projeto, conta-se também com a parceria do Professor Amaro Gomes Barreto Júnior e alunos Narelly Matos e Gabriel Fiúza, da Escola de Química da UFRJ.

Destaques: Nos processos de cristalização, o controle do tamanho e forma dos cristais é de considerável importância sob ponto de vista dos critérios de especificação do produto. Especificamente, a consideração da forma do cristal na modelagem matemática é de extrema relevância na cristalização de produtos farmacêuticos devido ao seu impacto na eficácia do produto, como a biodisponibilidade e estabilidade de seus comprimidos. Com a colaboração desenvolvida com o apoio do PrInt-UFRJ, a concepção da modelagem via balanço populacional para os fenômenos envolvidos nesses processos foi realizada a fim de desenvolver um modelo preditivo para o tamanho e forma das partículas. Foram aplicados os métodos de controle ótimo desenvolvidos pelo grupo da Professora Grover, e projetado um novo controlador para o atingimento dos critérios desejados para o tamanho e forma dos cristais. Além disso, com a parceria, foi possível a colaboração com apresentações e discussões com o grupo, bem como auxiliar em outros projetos de cristalização farmacêutica com demais pesquisadores. A aplicação das metodologias experimentais e teórico-computacionais desenvolvidas nesse período terá uma importante aplicação para a cristalização de medicamentos, mais especificamente o praziquantel, medicamento utilizado no tratamento da esquistossomose, uma das doenças tropicais mais negligenciadas no mundo, fortemente relacionada à pobreza. Como perspectiva futura, pretende-se desenvolver estratégias de controle do tamanho e da forma dos cristais, decisivas para a biodisponibilidade adequada deste fármaco em nosso grupo de pesquisa na UFRJ.

No período de intercâmbio foram apresentados trabalhos no congresso do American Institute of Chemical Engineers AIChE Spring Meeting 2020 e no evento conjunto Frontiers in Particle Science and Technology (FPST 2020). Nesse congresso, foi importante a interação e troca de ideias com pesquisadores de outros grupos de universidades americanas que também lidam com a modelagem de cristalização. Foi submetido e aceito para publicação um trabalho para o simpósio 11th IFAC Symposium on Advanced Controlo of Chemical Processes (ADCHEM 2021), selecionado como Keynote Paper. Além disso, outros artigos estão sendo elaborados para a publicação em periódicos como fruto desse estágio.