[pt] Essa tese apresenta uma abordagem alternativa para orçamento de capital, denominada Métodos Modificados de Avaliação de Projetos de Investimentos em Ambiente Fuzzy, para avaliação de projetos em condições de incerteza. O desenvolvimento da abordagem proposta está dividido em duas fases: na primeira fase, é estabelecido um modelo determinístico generalizado que prevê explicitamente a utilização dos custos de oportunidade associados com os fluxos de caixa intermediários de um projeto de investimento empresarial. Os pressupostos implícitos dos métodos modificados da taxa interna de retorno e do valor presente líquido são incluídos nos métodos do índice de lucratividade e do tempo de retorno do investimento total. Os indicadores resultantes são o índice de lucratividade modificado e o tempo de retorno do investimento modificado. Essa abordagem unificada tem a propriedade de coincidir as decisões de aceitação / rejeição de projetos de investimentos de mesmos horizontes de vida e escalas com as do valor presente líquido modificado e, portanto, maximizam a riqueza do acionista. Na segunda fase, números fuzzy triangulares são utilizados para representar as incertezas das variáveis de um projeto de investimento: os fluxos de caixa, as taxas de financiamento e de reinvestimento e a taxa de desconto ajustada ao risco. Os indicadores fuzzy resultantes são o valor presente líquido modificado, a taxa interna de retorno modificada, o índice de lucratividade modificado e o tempo de retorno do investimento modificado. A aplicação de custos de oportunidades e de critérios difusos para a atribuição dos valores das variáveis permite obter resultados mais realistas e compatíveis com as condições de mercado. Devido à complexidade dos cálculos envolvidos, novas funções financeiras de uso amigável são desenvolvidas utilizando Visual Basic for Applications do MS-Excel: três, para avaliação de projetos em condições de certeza (MVPL, MIL e MTRI) e quatro para avaliação em condições de incerteza (MVPLfuzzy, MTIRfuzzy, MILfuzzy e MTRIfuzzy). A principal contribuição dessa tese é a elaboração de uma nova abordagem unificada para orçamento de capital em condições de incerteza que enfatiza os pontos fortes dos métodos modificados do valor presente líquido e da taxa interna de retorno, enquanto contorna os conflitos e as desvantagens individuais dos métodos convencionais. Os resultados mostram que os métodos propostos são mais vantajosos e mais simples de se utilizar que outros métodos de avaliação de investimentos em condições de incerteza. / [en] This thesis presents an alternative approach to capital budgeting, named Fuzzy Modified Methods of Capital Budgeting, for evaluating investment projects under uncertainties. The development of the proposed approach is divided into two phases: in the first stage, a general deterministic model that explicitly provides for the use of the opportunity costs associated with the interim cash flows of a project is established. The implicit assumptions of the modified internal rate of return and modified net present value methods are included in the index of profitability and in the total payback period. The resulting indicators are the modified index of profitability and the modified total payback period. This unified approach has the property to match the decisions of acceptance / rejection of investment projects with same horizons of life and same scales with the decisions of the modified net present value method and therefore maximize shareholder wealth. In the second phase, triangular fuzzy numbers are used to represent the uncertainties of the project variables: cash flows and reinvestment, financing and risk-adjusted discount rates. The resulting indicators are the fuzzy modified net present value, the fuzzy modified internal rate of return, the fuzzy modified index of profitability and the fuzzy modified total payback period. The application of opportunity costs and fuzzy criteria for determining the variables allows obtaining more realists and consistent results with the market conditions. Due to the complexity of the calculations involved, new MS-Excel financial functions are developed by using Visual Basic for Applications: three functions for evaluating projects under conditions of certainty (MVPL, MIL and MTRI) and four functions for evaluating projects under uncertainties (MVPLfuzzy, MTIRfuzzy, MILfuzzy and MTRIfuzzy). The main contribution of this thesis is to develop a unifying approach to capital budgeting under uncertainty that emphasizes the strengths of the methods of modified net present value and modified internal rate of return, while bypassing the individual conflicts and drawbacks of the conventional methods. Results show that the proposed methods are more advantageous and simpler to use than other methods of investment appraisal under uncertainties.

[pt] O objetivo deste trabalho é avaliar o investimento em uma refinaria de petróleo no Brasil, país importador de derivados de petróleo, através da Teoria de Opções Reais, abordagem de grande valor prático e acadêmico, que realiza uma valoração mais justa da refinaria, ao incluir a modelagem das incertezas e incorporar flexibilidades gerenciais, negligenciadas pela análise tradicional. As incertezas, modeladas através de processos estocásticos, são o câmbio e o crack spread, adaptando-se o crack spread para o refino brasileiro. São avaliadas as opções de postergação, de parada temporária e sua interação. É apresentada a melhor decisão para o investimento remanescente no projeto e como ela seria alterada se o projeto ainda fosse ser iniciado. Para o investimento remanescente, a melhor decisão é postergar o projeto se a opção for perpétua e investir imediatamente se expirar em até 5 anos. Sensibilidades alterando volatilidade e taxa de conveniência apresentam recomendações diferentes, reduzindo a robustez dos resultados. Quando se considera o valor completo do investimento, a postergação é recomendada em todos os cenários analisados. A opção de parada temporária aumenta o valor da refinaria e reduz o valor da opção de postergação. O modelo desenvolvido permitiu aperfeiçoar a análise de investimento da refinaria em questão e pode ser replicado para análise de investimento em outras refinarias pertencentes à mesma empresa ou a outras. Para trabalhos futuros, recomenda-se calcular a opção de troca input–output, aperfeiçoar a modelagem do crack spread e incorporar o preço do gás como incerteza. / [en] The main objective of this study is to provide an investment analysis of a crude oil refinery in Brazil, an oil products importer country, under the real option theory, an approach with great academic and practical use, allowing a fairer refinery valuation by modeling uncertainty and including managerial flexibility, neglected in traditional analysis. The uncertainties considered, described by stochastic process, are the exchange rate and the crack spread, adapting the crack spread to the Brazilian refining. The options to defer, to shut down and their interaction are analyzed. It is shown the best decision considering the remaining investment and how this decision would be changed if the project hadn t been started. Considering the remaining investment, the best decision is to defer the investment if it is an infinitely-lived option and invest immediately if the right to invest expires upon 5 years. The influence of volatility e convenience yield was also taken into account and shows different recommendations, reducing the results robustness. When the full investment is analyzed, postponement is recommended in all analyzed scenarios. The shutdown option increases the refinery value and reduces the option to defer value. The developed model allowed an improvement in the investment analysis of this refinery and can be replicated to other refineries investment analysis, owned by the same company or not. For further works, we propose to include the switch input-output option, improve the crack spread modeling and consider the gas price as uncertainty.

[pt] A alocação de ativos é uma das mais importantes decisões financeiras para investidores. No entanto, as decisões humanas não são totalmente racionais. Sabemos que as pessoas cometem muitos erros sistemáticos como, excesso de confiança, aversão à perda irracional e mau uso da informação entre outros. Nesta tese desenvolvemos duas metodologias distintas para enfrentar esse problema. A primeira abordagem é qualitativa, utiliza o modelo de Black-Litterman e tenta mapear a visão que o investidor tem do mercado. Esse método tenta mitigar a irracionalidade na tomada de decisão tornando mais fácil para um investidor demonstrar suas preferências em relação aos ativos. Black e Litterman desenvolveram um método para otimização de carteiras com a proposta de melhorar o modelo Markowitz, utilizando a construção de visões para representar a opinião do investidor sobre o futuro. No entanto, a forma de construir essas visões é bastante confusa e exige que o investidor estime vários parâmetros que são subjetivos. Assim, propomos uma nova forma de criar essas visões, utilizando Análise Verbal de Decisão. A segunda pesquisa envolve métodos quantitativos para resolver o problema de alocação de ativos com múltiplos estágios com premissas mais realistas. Embora a Programação Dinâmica Dual Estocástica (PDDE) seja uma técnica promissora para a solução de problemas de grande porte, não é adequada para o problema de alocação de ativos devido à dependência temporal associada aos retornos dos ativos. PDDE assume que o processo estocástico tem independência por estágio assegurando uma função única de custo futuro para cada estágio. No problema de alocação de ativos, a dependência do tempo é tipicamente não-linear e no lado esquerdo, o que torna PDDE tradicional não aplicável. Propomos uma variação do PDDE usando modelo oculto de Markov com estados discretos para resolver problemas reais de alocação de ativos com múltiplos períodos e dependência no tempo. Ambas as abordagens foram testadas em dados reais e empiricamente analisadas. As principais contribuições são as metodologia desenvolvidas para simplificar a construção de portfólios e para resolver o problema de alocação de ativos com múltiplos estágios. / [en] Asset allocation is one of the most important financial decisions made by investors. However, human decisions are not fully rational, and people make several systematic mistakes due to overconfidence, irrational loss aversion and misuse of information, among others. In this thesis, we developed two distinct methodologies to tackle this problem. The first approach has a more qualitative view, trying to map the investor s vision of the market. It tries to mitigate irrationality in decision-making by making it easier for an investor to demonstrate his/her preferences for specirfic assets. This first research uses the Black-Litterman model to construct portfolios. Black and Litterman developed a method for portfolio optimization as an improvement over the Markowitz model. They suggested the construction of views to represent an investor s opinion about future stocks returns. However, constructing these views has proven difficult, as it requires the investor to quantify several subjective parameters. This work investigates a new way of creating these views by using Verbal Decision Analysis. The second research focuses on quantitative methods to solve the multistage asset allocation problem. More specifically, it modifies the Stochastic Dynamic Dual Programming (SDDP) method to consider real asset allocation models. Although SDDP is a consolidated solution technique for large-scale problems, it is not suitable for asset allocation problems due to the temporal dependence of returns. Indeed, SDDP assumes a stagewise independence of the random process assuring a unique cost-to-go function for each time stage. For the asset allocation problem, time dependency is typically nonlinear and on the left-hand side, which makes traditional SDDP inapplicable. This thesis proposes an SDDP variation to solve real asset allocation problems for multiple periods, by modeling time dependence as a Hidden Markov Model with concealed discrete states. Both approaches were tested in real data and empirically analyzed. The contributions of this thesis are the methodology to simplify portfolio construction and the methods to solve real multistage stochastic asset allocation problems.

[pt] Em setores dinâmicos como o de telecomunicações, muitas vezes o uso das ferramentas tradicionais de avaliação de projetos mostram-se muito limitados, pois não capturam o valor das possíveis flexibilidades gerenciais. Este trabalho buscou apresentar a teoria das opções reais e aplica-la em um caso real. Para tanto foram avaliados os lotes de frequência LTE – Long Term Evolution, padrão tecnológico de banda larga móvel que oferece velocidades de taxa de transmissão de dados muito superiores às disponíveis atualmente – licitados em 2012 tanto pelo método tradicional de FCD quanto pela teoria das opções reais, do ponto de vista estratégico da operadora Oi. Por fim, foram comparadas as duas metodologias. Os resultados indicam que a avaliação por opções reais alterou a decisão de compra de alguns lotes, pois ao incorporar flexibilidade gerencial às avaliações, foram capturados valores significativamente maiores às mesmas. Concluímos que uma maior difusão desta metodologia no setor poderia melhorar a qualidade das decisões de investimento de capital. / [en] In dynamic sectors such as telecommunications, often the use of traditional project evaluation tools is very limited, as they do not capture the value of managerial flexibility. This study presents the real options theory and applies it to a real case. To do this, we evaluated the LTE – Long Term Evolution – frequency lots, a technology standard for mobile broadband that offers significantly higher speed rates of data transmission than those currently available, auctioned in 2012 by both the traditional method of FCD and the real options theory, from the strategic point of view of operator Oi. Finally, the two methods are compared. The results indicate that the real options valuation altered the purchasing decision of some lots, because after incorporating the managerial flexibility on the valuations the value captured was significantly higher. We conclude that greater diffusion of the method in this sector could improve the quality of capital investment decisions.

[pt] Os Projetos de Eficiência Energética Gerenciados pelo Lado da Demanda (GLD), bem como todo projeto de engenharia, requerem decisões de investimentos que possuem incertezas associadas. As incertezas econômicas devem-se a fatores exógenos ao projeto sendo, em geral, representadas por oscilações estocásticas dos custos da energia elétrica. As incertezas técnicas estão associadas a fatores internos, como o desempenho dos projetos em função da tecnologia eficiente escolhida, da sua operação e manutenção. A decisão dos clientes e investidores na aquisição de Projetos de Eficiência Energética depende do retorno esperado nos ganhos com a energia economizada, como por exemplo, na venda desta energia no mercado de curto prazo. Esta tese investiga uma nova metodologia que, considerando as incertezas técnicas e econômicas, efetua uma análise mais abrangente e realista do cenário complexo de negócios que envolvem os Projetos de Eficiência Energética no Brasil. A metodologia contribui para a tomada de decisão considerando a flexibilidade gerencial e a avaliação dos riscos específicos dos projetos. Esta se baseia em técnicas inteligentes para a otimização de diagnósticos energéticos associados à análise de opções reais e avaliação econômica de Projetos de Eficiência Energética Gerenciados pelo Lado da Demanda (GLD), aplicados ao setor de energia elétrica no Brasil. A metodologia é avaliada em dois Projetos de Eficiência Energética, para os usos finais de Iluminação e Climatização de Ambientes, em uma unidade consumidora da classe Comercial, localizada na Cidade do Rio de Janeiro e conectada ao sistema de distribuição em Média Tensão (13,8kV). Os resultados revelaram que a partir da aplicação de Algoritmos Genéticos na otimização de diagnósticos energéticos puderam-se construir subprojetos originados de um projeto maior, mantendo-se, ou até ampliando-se a Relação Custo vs. Beneficio (RCB). E, desta forma, contribuir para a viabilização de alternativas ótimas de projetos que incentivam a aplicação da Eficiência Energética no Brasil. / [en] The Energy Efficiency Projects Managed by Demand Side (DSM), as well as all engineering design, require investment decisions that have associated uncertainties. Economic uncertainties are due to factors exogenous to the project being generally represented by stochastic fluctuations of electricity costs. The technical uncertainties are associated with internal factors such as performance of the projects on the basis of efficient technology chosen, its operation and maintenance. The decision of customers and investors in the acquisition of Energy Efficiency Projects depends on the expected return on the earnings of the energy saved, for example, the sale of this energy in the short term. This thesis investigates a new methodology which, considering the technical and economic uncertainties, performs a more comprehensive and realistic business complex scenario involving the Energy Efficiency Projects in Brazil. The methodology helps decision making considering managerial flexibility and risk assessment of specific projects. This is based on intelligent techniques for optimizing energy diagnoses associated with real options analysis and economic evaluation of Energy Efficiency Projects Managed by Demand Side (DSM), applied to the electricity sector in Brazil. The methodology is evaluated in two Energy Efficiency Projects for the end uses of lighting and Air Conditioning, in a consumer unit of the Commercial category, located in the city of Rio de Janeiro and connected to the distribution system in Medium Voltage (13.8kV). The results showed that with the application of genetic algorithms in optimization of energy diagnoses subprojects originated from a larger project could be built, maintaining or even widening the Cost vs. Value. Benefit (RCB) ratio. And in this way, contribute to the viability of alternative optimal designs that encourage the implementation of Energy Efficiency in Brazil.