O planejamento elétrico brasileiro, por anos, tratou a água principalmente como combustível das turbinas. O problema é que o mesmo rio precisa abastecer cidades, irrigar lavouras, sustentar atividades industriais, preservar ecossistemas e, cada vez mais, resistir a períodos de estiagem associados a um clima mais extremo. A pergunta que emerge é menos tecnológica do que política: quem decide quanto da água deve ser usada por cada setor quando todos dependem do mesmo recurso?

Uma tese de doutorado defendida por Camila Brandão Nogueira Borges no Instituto de Energia e Ambiente da Universidade de São Paulo (USP) propõe uma resposta incomum: transformar o conflito hídrico em um problema matemático de estratégia. O trabalho utiliza a Teoria dos Jogos, combinada ao modelo de otimização HIDROTERM, para simular como diferentes comportamentos dos usuários da água podem repercutir sobre a produção hidrelétrica.

O estudo parte de uma vulnerabilidade estrutural. O Sistema Interligado Nacional (SIN), responsável por mais de 99% da eletricidade brasileira, produziu, em média, 72% de sua eletricidade a partir de hidrelétricas na última década. Em 2024, segundo os dados utilizados na tese, o sistema tinha 228.607 MW de capacidade instalada, dos quais 107.965 MW eram hidrelétricos. A dependência diminuiu com a expansão de eólicas e solares, mas não desapareceu. Ao contrário: em períodos de hidrologia desfavorável, o valor estratégico da água armazenada nos reservatórios aumenta.

É nesse ponto que a tese desloca o foco. Em vez de considerar o consumo de água como uma restrição fixa para o setor elétrico, Borges propõe incorporá-lo como parte de uma negociação entre agentes com interesses diferentes. “A obtenção de dados sobre o uso da água no Brasil mostra-se extremamente complexa”, registra a autora, observando que grandes usuários frequentemente tratam essas informações como estratégicas.

A dificuldade não é apenas administrativa. Em sua pesquisa de campo, nenhum dos questionários enviados aos geradores hidrelétricos e aos principais usuários consuntivos obteve resposta. O resultado revela uma das contradições centrais da governança hídrica: embora a água seja um bem público, informações essenciais para calcular sua utilização permanecem difíceis de obter.

Para testar uma alternativa, a pesquisadora escolheu a Bacia do Rio Paraíba do Sul, uma das áreas mais complexas do país. O rio percorre mais de 1.100 quilômetros, e sua bacia de drenagem soma cerca de 55.500 km2, distribuídos entre São Paulo, Rio de Janeiro e Minas Gerais. A região responde por aproximadamente 6% dos aproveitamentos hidrelétricos em operação no SIN.

O experimento concentrou-se em quatro hidrelétricas: Jaguari, Paraibuna, Santa Branca e Funil. Para cada uma, Borges comparou seis situações: dados de uso consuntivo adotados pelo ONS ou pela Agência Nacional de Águas e Saneamento Básico (ANA), combinados com três condições hidrológicas — 100%, 85% e 70% da Média de Longo Termo (MLT). Os dois últimos níveis representam, respectivamente, uma seca moderada e uma seca severa.

O resultado mais interessante talvez seja justamente aquele que parece pequeno.

Na soma dos quatro reservatórios, a diferença de Energia Armazenada (EAR) entre os cenários chegou a apenas 0,11%. Em Funil, mesmo com uma vazão de uso consuntivo adotada pelo ONS até 55% superior à indicada pela ANA, o efeito sobre a EAR foi praticamente imperceptível.

Mas pequenas diferenças na geração podem adquirir importância econômica quando o sistema está sob estresse. Considerando a potência dos quatro reservatórios, a alteração provocada pelas diferentes vazões de uso consuntivo chegou a 0,80%, equivalente a aproximadamente 1,20 MW, no cenário de seca mais severa. A própria tese alerta que essa diferença pode ser suficiente para contribuir para o despacho de termelétricas, elevando o custo da energia.

Em Funil, o efeito máximo calculado foi maior: 1,81%, ou 1,53 MW, justamente sob 70% da MLT. Em Jaguari, a diferença chegou a 0,28%, equivalente a 0,03 MW; em Paraibuna, a 0,51%, ou 0,17 MW; e em Santa Branca, a 1%, correspondente a 0,02 MW.

Há ainda um caso emblemático. Em períodos de escassez, a conexão entre o rio Jaguari e o Sistema Cantareira pode operar com vazão média anual de 5,13 m3/s, chegando a 8,5 m3/s. A captação interfere diretamente na UHE Jaguari, cuja potência instalada é de 27,58 MW.

A inovação da pesquisa está em não escolher simplesmente o cenário que produz mais eletricidade. Esse seria o raciocínio clássico: mais água disponível, mais geração. A autora mostra, porém, que tal solução pode ser enganosa diante de um futuro marcado por secas e mudanças no comportamento dos usuários. “Mais água, mais energia” aparece como uma lógica insuficiente quando a água disponível hoje pode ser necessária amanhã.

É aí que entra John Nash. O equilíbrio de Nash procura uma situação na qual nenhum participante tenha incentivo para mudar unilateralmente sua estratégia, considerando as decisões dos demais. Borges emprega esse conceito para selecionar uma alternativa que não seja simplesmente a mais produtiva para as hidrelétricas, mas aquela que represente melhor o conjunto de interesses em conflito.

A conclusão conduz a um resultado contraintuitivo. A alternativa considerada mais adequada para apoiar decisões do ONS foi aquela que combina a vazão de uso consuntivo adotada pelo próprio ONS com uma hidrologia equivalente a 85% da MLT. O modelo atribuiu peso de 1,3 à condição hidrológica e 1,5 à variável de uso consuntivo, justamente porque o objetivo central era representar de maneira mais realista o comportamento dos usuários.

Há um preço para essa prudência. Comparada ao cenário menos restritivo — ANA com 100% da MLT —, a alternativa ONS com 85% apresentou uma diferença média de custo marginal de operação de R$ 286,53/MWh, equivalente, no cálculo apresentado, a R$ 9.741,98 por hora. No percentil 75%, a diferença chegou a R$ 318,74/MWh.

A escolha, portanto, não pretende maximizar a geração a qualquer custo. Pretende reduzir a probabilidade de uma decisão otimista demais produzir uma surpresa cara quando a chuva não vier.

Esse talvez seja o principal legado da tese. O conflito entre água e energia não pode mais ser tratado como uma equação em que um setor simplesmente impõe uma restrição ao outro. Para Borges, é necessário incorporar os usuários ao processo decisório, desenvolver mecanismos de mediação e alinhar geração de energia e abastecimento.

A proposta transforma uma velha disputa brasileira em um problema de coordenação: não descobrir quem ganha quando falta água, mas calcular como todos podem perder menos.

Em um país onde a segurança energética ainda depende fortemente dos rios, essa mudança de perspectiva pode ser mais importante do que alguns megawatts adicionais. O desafio do futuro não será apenas produzir energia com a água. Será decidir, antes que a água falte, quanto vale cada gota — e quem tem o direito de usá-la.