Pesquisadores da Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) e da Universidade Federal de Viçosa (UFV) desenvolveram um modelo matemático. Este modelo utiliza dados operacionais de hidrelétricas coletados ao longo de duas décadas. O objetivo é avaliar e simular cenários para propor soluções de gestão hídrica, visando a prevenção de crises.
O sistema simula o funcionamento de grandes reservatórios, considerando entradas e saídas de água. Ele integra o balanço entre precipitação, evaporação, abastecimento urbano, irrigação agrícola e demandas ambientais mínimas. Segundo a UFJF, o sistema foi alimentado por dados reais diários, monitorados e armazenados de janeiro de 2004 a junho de 2024.
Os resultados deste trabalho estão detalhados no estudo “System Dynamics Model for Assessing the Water Dynamics and the Capacity of Large Reservoirs to Supply Multiple Uses“. O artigo foi publicado na revista Water Resources Management. A publicação indica que ajustes na operação dos reservatórios podem aumentar a segurança hídrica sem a necessidade de novas obras ou grandes investimentos.
Pedro Manuel Villa, professor visitante do Programa de Pós-Graduação em Biodiversidade e Conservação da Natureza (PPGBiodiversidade/UFJF) e membro da ProBiodiversa Brasil, é um dos autores do artigo. Ele destaca o modelo matemático como um diferencial inovador. O modelo foi calibrado com dados monitorados e armazenados por 20 anos, permitindo avaliações e previsões com diversas variáveis reais.
Villa explica que “Esses dados reúnem os fluxos e variáveis que impactam todo o sistema, como dados de chuva, de escoamento superficial, consumo da população e o quanto de energia é gerada com aquela quantidade de água ao longo do tempo. Pelo modelo matemático é possível entender como funciona o reservatório e assim viabilizar ajustes necessários no manejo dos recursos hídricos, garantindo segurança hídrica e abastecimento regular”.
O modelo matemático
A água é essencial para a vida e para atividades como abastecimento humano, irrigação agrícola e geração de energia elétrica. No Brasil, essas atividades dependem majoritariamente de grandes reservatórios. No entanto, esses sistemas enfrentam pressão crescente devido ao aumento da demanda e à intensificação de secas associadas às mudanças climáticas.
A escassez de água gera impactos imediatos no fornecimento, na produção de alimentos e na geração de energia. Muitas vezes, exige respostas emergenciais que podem não ser eficientes ou planejadas. O modelo busca oferecer uma alternativa a essa abordagem reativa.
Para verificar a confiabilidade do modelo, ele foi aplicado ao reservatório de Três Marias, no rio São Francisco. O modelo reproduziu com precisão quase duas décadas de operação real, utilizando dados observados desde 2004. Esta validação permitiu simular cenários alternativos de operação em períodos de seca severa.
As simulações evidenciaram que reduções persistentes na precipitação diminuem rapidamente as entradas de água no sistema. Isso torna as decisões operacionais determinantes para evitar quedas acentuadas no volume armazenado. A pesquisa foca na importância de uma gestão proativa.
O estudo centraliza-se no conceito de operação preventiva. Em vez de liberar água normalmente até que o reservatório atinja níveis críticos, a proposta é realizar pequenas reduções graduais na liberação de água. Isso deve ocorrer antes que a situação se torne extrema, evitando cortes bruscos.
Na prática, isso significa ajustar principalmente a liberação para geração de energia. O objetivo é preservar parte do volume armazenado para os momentos mais críticos. Essa abordagem visa evitar decisões emergenciais mais drásticas no futuro, promovendo uma gestão mais sustentável.
As simulações indicaram que essa estratégia pode gerar ganhos expressivos. Durante os períodos mais severos de seca, os cenários testados mostraram que o volume mínimo de água armazenada poderia aumentar entre 63% e 70%. Isso seria possível apenas com mudanças nas regras de operação.
Desta forma, é possível reduzir o risco de falhas no abastecimento urbano, na irrigação e na manutenção das vazões ambientais. O estudo também destacou a importância da evaporação, uma perda contínua frequentemente negligenciada. Pequenas reduções já fortalecem a resiliência hídrica do sistema.
Entre as alternativas analisadas estão o uso de estruturas flutuantes, como painéis solares sobre a lâmina d’água. Essas estruturas podem diminuir as perdas por evaporação, desde que adotadas com controle para evitar impactos negativos nos ecossistemas aquáticos. A pesquisa busca soluções integradas.
Os resultados reforçam a relevância do estudo para o Brasil, onde a distribuição da água é desigual e a pressão sobre os sistemas hídricos aumenta. Desenvolvido com dados nacionais, o modelo permite aos gestores compreender o funcionamento dos reservatórios e as causas das mudanças.
O modelo também possibilita testar cenários futuros e tomar decisões mais seguras. Ele demonstra que prevenir crises muitas vezes depende mais de operar melhor as estruturas existentes do que de construir novas. A pesquisa oferece ferramentas para uma gestão hídrica mais eficiente.