O leite é um dos poucos produtos agrícolas em que o Brasil não é competitivo. O mercado interno é atendido pela produção nacional e por importações provenientes principalmente da Argentina e do Uruguai. O Acordo de Associação Birregional (AAB) Mercosul-União Europeia prevê a eliminação de tarifas e a compatibilização de medidas não tarifárias (MNTs) entre as partes. Dado que a União Europeia é uma das regiões mais competitivas no mercado mundial de leite em pó, este estudo analisa os efeitos do acordo sobre os elos dessa cadeia produtiva no mercado brasileiro. Para isso, é estruturado um modelo de elasticidade de substituição constante (ESC), aninhado, multissetorial e verticalmente integrado que incorpora incerteza nas estimativas das elasticidades de Armington através de simulações de Monte Carlo, como em Hallren e Opanasets (2018). O modelo permite projetar o efeito preço (Armington) e o efeito preferência, na participação do Brasil, do Mercosul e da União Europeia, nos diferentes elos da cadeia. A análise é feita em três cenários: remoção de tarifas, de MNTs, e de tarifas e MNTs concomitantemente. Os resultados mostram que a eliminação da tarifa faria o Brasil perder 6,7 pontos percentuais (p.p.) de sua atual participação no mercado nacional, o Mercosul perderia 1 p.p. e a União Europeia passaria a participar com 8,2%. O elo agrícola nacional perderia 1,42% da demanda proveniente dos laticínios brasileiros. No cenário em que apenas as MNTs são removidas, a participação brasileira se reduz em 51,16 p.p., na estimativa mais conservadora. Essa medida favoreceria o Mercosul, que aumentaria sua participação em 49,42 p.p., enquanto a União Europeia participaria com 2,23%. A remoção concomitante de tarifas e MNTs faria o Brasil perder 71,7 p.p. no mercado interno, na hipótese mais conservadora. Isso significaria reduzir a produção em 475 mil toneladas de leite em pó. O elo agrícola nesse cenário perderia 15% da demanda atual dos laticínios. A perda ocorre beneficiando a União Europeia, que participaria do mercado nacional com uma fatia de 58,75%. O Mercosul acrescentaria 13,41 p.p. em sua atual participação no mercado brasileiro.