Ensaios em macroeconometria e finanças

This thesis is composed of three essays referent to the subjects of macroeconometrics and Önance. In each essay, which corresponds to one chapter, the objective is to investigate and analyze advanced econometric techniques, applied to relevant macroeconomic questions, such as the capital mobility hypothesis and the sustainability of public debt. A Önance topic regarding portfolio risk management is also investigated, through an econometric technique used to evaluate Value-at-Risk models. The Örst chapter investigates an intertemporal optimization model to analyze the current account. Based on Campbell & Shillerís (1987) approach, a Wald test is conducted to analyze a set of restrictions imposed to a VAR used to forecast the current account. The estimation is based on three di§erent procedures: OLS, SUR and the two-way error decomposition of Fuller & Battese (1974), due to the presence of global shocks. A note on Granger causality is also provided, which is shown to be a necessary condition to perform the Wald test with serious implications to the validation of the model. An empirical exercise for the G-7 countries is presented, and the results substantially change with the di§erent estimation techniques. A small Monte Carlo simulation is also presented to investigate the size and power of the Wald test based on the considered estimators. The second chapter presents a study about Öscal sustainability based on a quantile autoregression (QAR) model. A novel methodology to separate periods of nonstationarity from stationary ones is proposed, which allows one to identify trajectories of public debt that are not compatible with Öscal sustainability. Moreover, such trajectories are used to construct a debt ceiling, that is, the largest value of public debt that does not jeopardize long-run Öscal sustainability. An out-of-sample forecast of such a ceiling is also constructed, and can be used by policy makers interested in keeping the public debt on a sustainable path. An empirical exercise by using Brazilian data is conducted to show the applicability of the methodology. In the third chapter, an alternative backtest to evaluate the performance of Value-at-Risk (VaR) models is proposed. The econometric methodology allows one to directly test the overall performance of a VaR model, as well as identify periods of an increased risk exposure, which seems to be a novelty in the literature. Quantile regressions provide an appropriate environment to investigate VaR models, since they can naturally be viewed as a conditional quantile function of a given return series. An empirical exercise is conducted for daily S&P500 series, and a Monte Carlo simulation is also presented, revealing that the proposed test might exhibit more power in comparison to other backtests.

Cópulas: uma alternativa para a estimação de modelos de risco multivariados

Dentre os principais desafios enfrentados no cálculo de medidas de risco de portfólios está em como agregar riscos. Esta agregação deve ser feita de tal sorte que possa de alguma forma identificar o efeito da diversificação do risco existente em uma operação ou em um portfólio. Desta forma, muito tem se feito para identificar a melhor forma para se chegar a esta definição, alguns modelos como o Valor em Risco (VaR) paramétrico assumem que a distribuição marginal de cada variável integrante do portfólio seguem a mesma distribuição , sendo esta uma distribuição normal, se preocupando apenas em modelar corretamente a volatilidade e a matriz de correlação. Modelos como o VaR histórico assume a distribuição real da variável e não se preocupam com o formato da distribuição resultante multivariada. Assim sendo, a teoria de Cópulas mostra-se um grande alternativa, à medida que esta teoria permite a criação de distribuições multivariadas sem a necessidade de se supor qualquer tipo de restrição às distribuições marginais e muito menos as multivariadas. Neste trabalho iremos abordar a utilização desta metodologia em confronto com as demais metodologias de cálculo de Risco, a saber: VaR multivariados paramétricos - VEC, Diagonal,BEKK, EWMA, CCC e DCC- e VaR histórico para um portfólio resultante de posições idênticas em quatro fatores de risco – Pre252, Cupo252, Índice Bovespa e Índice Dow Jones

O uso de modelos compartimentais do tipo hospedeiro-macroparasita na dinâmica de doenças infecciosas causadas por helmintos diretamente transmitidos

Neste trabalho, nos propomos a estudar o desenvolvimento teórico de alguns modelos matemáticos básicos de doenças infecciosas causadas por macroparasitas, bem como as dificuldades neles envolvidas. Os modelos de transmissão, que descrevemos, referem-se ao grupo de parasitas com transmissão direta: os helmintos. O comportamento reprodutivo peculiar do helminto dentro do hospedeiro definitivo, no intuito de produzir estágios que serão infectivos para outros hospedeiros, faz com que a epidemiologia de infecções por helmintos seja fundamentalmente diferente de todos os outros agentes infecciosos. Uma característica importante nestes modelos é a forma sob a qual supõe-se que os parasitas estejam distribuídos nos seus hospedeiros. O tamanho da carga de parasitas (intensidade da infecção) em um hospedeiro é o determinante central da dinâmica de transmissão de helmintos, bem como da morbidade causada por estes parasitas. Estudamos a dinâmica de parasitas helmintos de ciclo de vida direto para parasitas monóicos (hermafroditas) e também para parasitas dióicos (machos-fêmeas) poligâmicos, levando em consideração uma função acasalamento apropriada, sempre distribuídos de forma binomial negativa. Através de abordagens analítica e numérica, apresentamos a análise de estabilidade dos pontos de equilíbrio do sistema. Cálculos de prevalências, bem como de efeitos da aplicação de agentes quimioterápicos e da vacinação, no controle da transmissão e da morbidade de parasitas helmintos de ciclo de vida direto, também são apresentados neste trabalho.

Why economics should be a modest and reasonable science

Unlike the methodological sciences such as mathematics and decision theory, which use the hypothetical-deductive method and may be fully expressed in complex mathematical models because their only truth criterion is logical consistency, the substantive sciences have as their truth criterion the correspondence to reality, adopt an empirical-deductive method, and are supposed to generalize from and often unreliable regularities and tendencies. Given this assumption, it is very difficult for economists to predict economic behavior, particularly major financial crises.

Combinação social e construção de equipes: um estudo sobre os fatores relevantes para o processo de composição de equipes na educação executiva brasileira

A composição de equipes é um tema recorrente em diferentes áreas do conhecimento. O interesse pela definição das etapas e variáveis relevantes desse processo, considerado complexo, é manifestado por pesquisadores, profissionais e desenvolvedores de Sistemas de Informação (SI). Todavia, enquanto linhas teóricas, oriundas dos estudos organizacionais, buscam a consolidação de modelos matemáticos que reflitam a relação entre variáveis de composição de equipes e o seu desempenho, teorias emergentes, como a de Combinação Social, acrescentam novos elementos à discussão. Adicionalmente, variáveis específicas de cada contexto, que no caso dessa pesquisa é a educação executiva brasileira, também são mencionadas como tendo relevância para estruturação de grupos. Dado o interesse e a variedade de vertentes teóricas que abordam esse fenômeno, essa pesquisa foi proposta para descrever como ocorre a construção de equipes docentes e identificar as variáveis consideradas relevantes neste processo. Um modelo teórico inicial foi desenvolvido e aplicado. Dada a característica da questão de pesquisa, foi utilizada uma abordagem metodológica exploratório-descritiva, baseada em estudos de casos múltiplos, realizados em quatro instituições de ensino superior brasileiras, que oferecem cursos de educação executiva. A coleta e a análise de dados foi norteada pelos métodos propostos por Huberman e Miles (1983) e Yin (2010), compreendendo a utilização de um protocolo de estudo de caso, bem como o uso de tabelas e quadros, padronizados à luz do modelo teórico inicial. Os resultados desse trabalho indicam, majoritariamente, que: as teorias de Combinação Social e as teorias de Educação adicionam elementos que são relevantes ao entendimento do processo de composição de equipes; há variáveis não estruturadas que deixam de ser consideradas em documentos utilizados na avaliação e seleção de profissionais para equipes docentes; e há variáveis de composição que só são consideradas após o fim do primeiro ciclo de atividades das equipes. Com base nos achados empíricos, a aplicação do modelo teórico foi ajustada e apresentada. As contribuições adicionais, as reflexões, as limitações e as propostas de estudos futuros são apresentadas no capítulo de conclusões.

Integrated valorization of Anona Cherimola Mill. seeds

Agricultural and agro-industrial residues are often considered both an environmental and an economical problem. Therefore, a paradigm shift is needed, assuming residues as biorefinery feedstocks. In this work cherimoya (Annona cherimola Mill.) seeds, which are lipid-rich (ca. 30%) and have a significant lignocellulosic fraction, were used as an example of a residue without any current valorization. Firstly, the lipid fraction was obtained by solvent extraction. Extraction yield varied from 13% to 28%, according to the extraction method and time, and solvent purity. This oil was converted into biodiesel (by base-catalyzed transesterification), yielding 76 g FAME/100 g oil. The obtained biodiesel is likely to be incorporated in the commercial chain, according to the EN14214 standard. The remaining lignocellulosic fraction was subjected to two alternative fractionation processes for the selective recovery of hemicellulose, aiming different products. Empirical mathematical models were developed for both processes, aiming future scale-up. Autohydrolysis rendered essentially oligosaccharides (10 gL-1) with properties indicating potential food/feed/pharmacological applications. The remaining solid was enzymatically saccharified, reaching a saccharification yield of 83%. The hydrolyzate obtained by dilute acid hydrolysis contained mostly monosaccharides, mainly xylose (26 gL-1), glucose (10 gL-1) and arabinose (3 gL-1), and had low content of microbial growth inhibitors. This hydrolyzate has proven to be appropriate to be used as culture media for exopolisaccharide production, using bacteria or microbial consortia. The maximum conversion of monosaccharides into xanthan gum was 0.87 g/g and kefiran maximum productivity was 0.07 g.(Lh)-1. This work shows the technical feasibility of using cherimoya seeds, and materials as such, as potential feedstocks, opening new perspectives for upgrading them in the biorefinery framework.

Previsão do índice bovespa por meio de redes neurais artificiais: uma análise comparada aos métodos tradicionais de séries de tempo

Forecast is the basis for making strategic, tactical and operational business decisions. In financial economics, several techniques have been used to predict the behavior of assets over the past decades.Thus, there are several methods to assist in the task of time series forecasting, however, conventional modeling techniques such as statistical models and those based on theoretical mathematical models have produced unsatisfactory predictions, increasing the number of studies in more advanced methods of prediction. Among these, the Artificial Neural Networks (ANN) are a relatively new and promising method for predicting business that shows a technique that has caused much interest in the financial environment and has been used successfully in a wide variety of financial modeling systems applications, in many cases proving its superiority over the statistical models ARIMA-GARCH. In this context, this study aimed to examine whether the ANNs are a more appropriate method for predicting the behavior of Indices in Capital Markets than the traditional methods of time series analysis. For this purpose we developed an quantitative study, from financial economic indices, and developed two models of RNA-type feedfoward supervised learning, whose structures consisted of 20 data in the input layer, 90 neurons in one hidden layer and one given as the output layer (Ibovespa). These models used backpropagation, an input activation function based on the tangent sigmoid and a linear output function. Since the aim of analyzing the adherence of the Method of Artificial Neural Networks to carry out predictions of the Ibovespa, we chose to perform this analysis by comparing results between this and Time Series Predictive Model GARCH, developing a GARCH model (1.1).Once applied both methods (ANN and GARCH) we conducted the results' analysis by comparing the results of the forecast with the historical data and by studying the forecast errors by the MSE, RMSE, MAE, Standard Deviation, the Theil's U and forecasting encompassing tests. It was found that the models developed by means of ANNs had lower MSE, RMSE and MAE than the GARCH (1,1) model and Theil U test indicated that the three models have smaller errors than those of a naïve forecast. Although the ANN based on returns have lower precision indicator values than those of ANN based on prices, the forecast encompassing test rejected the hypothesis that this model is better than that, indicating that the ANN models have a similar level of accuracy . It was concluded that for the data series studied the ANN models show a more appropriate Ibovespa forecasting than the traditional models of time series, represented by the GARCH model

Síntese de pigmento cerâmico ferrita de cobalto utilizando planejamento experimental

Synthetic inorganic pigments are the most widely used in ceramic applications because they have excellent chemical and thermal stability and also, in general, a lower toxicity to man and to the environment. In the present work, the ceramic black pigment CoFe2O4 was synthesized by the polymerization Complex method (MPC) in order to form a material with good chemical homogeneity. Aiming to optimize the process of getting the pigment through the MPC was used a fractional factorial design 2(5-2), with resolution III. The factors studied in mathematical models were: citric acid concentration, the pyrolysis time, temperature, time and rate of calcination. The response surfaces using the software statistica 7.0. The powders were characterized by thermal analysis (TG/DSC), x-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and spectroscopy in the UV-visible. Based on the results, there was the formation of phase cobalt ferrite (CoFe2O4) with spinel structure. The color of the pigments obtained showed dark shades, from black to gray. The model chosen was appropriate since proved to be adjusted and predictive. Planning also showed that all factors were significant, with a confidence level of 95%

Análise comparativa entre simuladores de linha de fluxo e diferenças finitas para um reservatório de petróleo submetido a injeção de água

Water injection is the most widely used method for supplementary recovery in many oil fields due to various reasons, like the fact that water is an effective displacing agent of low viscosity oils, the water injection projects are relatively simple to establish and the water availability at a relatively low cost. For design of water injection projects is necessary to do reservoir studies in order to define the various parameters needed to increase the effectiveness of the method. For this kind of study can be used several mathematical models classified into two general categories: analytical or numerical. The present work aims to do a comparative analysis between the results presented by flow lines simulator and conventional finite differences simulator; both types of simulators are based on numerical methods designed to model light oil reservoirs subjected to water injection. Therefore, it was defined two reservoir models: the first one was a heterogeneous model whose petrophysical properties vary along the reservoir and the other one was created using average petrophysical properties obtained from the first model. Comparisons were done considering that the results of these two models were always in the same operational conditions. Then some rock and fluid parameters have been changed in both models and again the results were compared. From the factorial design, that was done to study the sensitivity analysis of reservoir parameters, a few cases were chosen to study the role of water injection rate and the vertical position of wells perforations in production forecast. It was observed that the results from the two simulators are quite similar in most of the cases; differences were found only in those cases where there was an increase in gas solubility ratio of the model. Thus, it was concluded that in flow simulation of reservoirs analogous of those now studied, mainly when the gas solubility ratio is low, the conventional finite differences simulator may be replaced by flow lines simulator the production forecast is compatible but the computational processing time is lower.

Fragmentos do pensamento dialético na história da construção das ciências da natureza

Este trabalho tem por objetivo identificar uma possível inclinação das ciências naturais em direção ao materialismo dialético. Para tanto, procura-se apresentar a história da dialética a partir da discussão racionalismo/empirismo moderno e seus desdobramentos até as tendências dialéticos contemporâneas. Os autores discutidos são Kant, Hegel, Marx, Engels, Lenin, Horkheimer, Marcuse, Habermas, Bachelard e suas escolas epistemológicas, completadas por Althusser, Lefebvre e Kedrov. Ao lado desses autores discutem-se outros, das duas últimas décadas, procurando extrair-lhes o olhar dialético, oculto em seus discursos acerca da ciência do fim do século. Também se procura encontrar na mecânica quântica, nos fractais, na lógica para-consistente, nos modelos matemáticos e na biologia antideterminista, argumentos para existência de uma forma de abordagem dialética da natureza. Por último, procura-se refletir acerca dos motivos da resistência ao método dialético apresentado pela maioria dos cientistas ocidentais e, sua possível superação.

Efeitos ambientais e genéticos sobre escores visuais e ganho de peso à desmama de animais formadores da raça Brangus

Estudaram-se os efeitos da idade da vaca ao parto e da idade do animal à desmama, bem como os efeitos genéticos aditivo direto e materno e da heterozigose individual, sobre os escores visuais de conformação, precocidade e musculatura e ganho de peso do nascimento à desmama, de animais formadores da raça Brangus. Foram analisados 53.683, 45.136, 52.937 e 56.471 dados de conformação, precocidade e musculatura à desmama e ganho de peso do nascimento à desmama, respectivamente, de animais nascidos entre 1986 e 2002, provenientes do arquivo zootécnico da empresa Gensys Consultores Associados S/C Ltda. Os efeitos de ambiente e genéticos sobre as características em estudo foram analisados pelo método de quadrados mínimos usando modelos matemáticos que incluíram grupo de contemporâneos como variável classificatória e a idade da vaca ao parto, a idade do animal à desmama e os efeitos aditivo direto e materno e da heterozigose individual como co-variáveis. Todos os efeitos incluídos nos modelos afetaram significativamente as características avaliadas, com exceção do efeito da idade da vaca ao parto sobre o ganho de peso do nascimento à desmama e do efeito aditivo materno sobre todas as características estudadas. Os efeitos ambientais e genéticos revelaram-se importantes fontes de variação para as características estudadas e devem, pois, ser considerados na distinção e comparação dos animais para seleção.

Growth analysis of sweet pepper cultivated in coconut fiber in a greenhouse

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Um sistema para estimação da vazão de gás de poços produzindo por Plunger Lift para vaso separador de teste em plataformas de petróleo

This work intends to analyze the behavior of the gas flow of plunger lift wells producing to well testing separators in offshore production platforms to aim a technical procedure to estimate the gas flow during the slug production period. The motivation for this work appeared from the expectation of some wells equipped with plunger lift method by PETROBRAS in Ubarana sea field located at Rio Grande do Norte State coast where the produced fluids measurement is made in well testing separators at the platform. The oil artificial lift method called plunger lift is used when the available energy of the reservoir is not high enough to overcome all the necessary load losses to lift the oil from the bottom of the well to the surface continuously. This method consists, basically, in one free piston acting as a mechanical interface between the formation gas and the produced liquids, greatly increasing the well s lifting efficiency. A pneumatic control valve is mounted at the flow line to control the cycles. When this valve opens, the plunger starts to move from the bottom to the surface of the well lifting all the oil and gas that are above it until to reach the well test separator where the fluids are measured. The well test separator is used to measure all the volumes produced by the well during a certain period of time called production test. In most cases, the separators are designed to measure stabilized flow, in other words, reasonably constant flow by the use of level and pressure electronic controllers (PLC) and by assumption of a steady pressure inside the separator. With plunger lift wells the liquid and gas flow at the surface are cyclical and unstable what causes the appearance of slugs inside the separator, mainly in the gas phase, because introduce significant errors in the measurement system (e.g.: overrange error). The flow gas analysis proposed in this work is based on two mathematical models used together: i) a plunger lift well model proposed by Baruzzi [1] with later modifications made by Bolonhini [2] to built a plunger lift simulator; ii) a two-phase separator model (gas + liquid) based from a three-phase separator model (gas + oil + water) proposed by Nunes [3]. Based on the models above and with field data collected from the well test separator of PUB-02 platform (Ubarana sea field) it was possible to demonstrate that the output gas flow of the separator can be estimate, with a reasonable precision, from the control signal of the Pressure Control Valve (PCV). Several models of the System Identification Toolbox from MATLAB® were analyzed to evaluate which one better fit to the data collected from the field. For validation of the models, it was used the AIC criterion, as well as a variant of the cross validation criterion. The ARX model performance was the best one to fit to the data and, this way, we decided to evaluate a recursive algorithm (RARX) also with real time data. The results were quite promising that indicating the viability to estimate the output gas flow rate from a plunger lift well producing to a well test separator, with the built-in information of the control signal to the PCV

Comparison of methodologies for degree-day estimation using numerical methods

O desenvolvimento de projetos relacionados ao desempenho de diversas culturas tem recebido aperfeiçoamento cada vez maior, incorporado a modelos matemáticos sendo indispensável à utilização de equações cada vez mais consistentes que possibilitem previsão e maior aproximação do comportamento real, diminuindo o erro na obtenção das estimativas. Entre as operações unitárias que demandam maior estudo estão aquelas relacionadas com o crescimento da cultura, caracterizadas pela temperatura ideal para o acréscimo de matéria seca. Pelo amplo uso dos métodos matemáticos na representação, análise e obtenção de estimativas de graus-dia, juntamente com a grande importância que a cultura da cana-de-açúcar tem para a economia brasileira, foi realizada uma avaliação dos modelos matemáticos comumente usados e dos métodos numéricos de integração na estimativa da disponibilidade de graus-dia para essa cultura, na região de Botucatu, Estado de São Paulo. Os modelos de integração, com discretização de 6 em 6 h, apresentaram resultados satisfatórios na estimativa de graus-dia. As metodologias tradicionais apresentaram desempenhos satisfatórios quanto à estimativa de grausdia com base na curva de temperatura horária para cada dia e para os agrupamentos de três, sete, 15 e 30 dias. Pelo método numérico de integração, a região de Botucatu, Estado de São Paulo, apresentou disponibilidade térmica anual média de 1.070,6 GD para a cultura da cana-de-açúcar.