[pt] Este trabalho propõe um novo modelo estocástico para o número diário de negócios com ações do mercado de capitais brasileiro. O modelo, que denominamos ZINB-HF (Zero-Inflated Negative Binomial Harvey-Fernandes), é uma extensão do modelo de uma escala local para dados de contagem. Nesse modelo, o número diário de negócios segue uma distribuição binomial negativa com relação serial. A distribuição binomial negativa é gerada através de três modelos microestruturais independentes do processo de negociação. O principal deles baseia-se no conceito de rupturas aleatórias no processo gerador dos retornos, que ocorrem num referencial de tempo alternativo, definido pelas próprias ocorrências de negócios. O segundo modelo microestrutural sugerido para justificar o uso da binomial negativa remete ao conceito de heterogeneidade não-observada nas periodicidades de negociação por parte dos agentes de mercado. O terceiro remete ao conceito de contágio positivo devido a um processo auto-reforçador da liquidez de uma ação. A distribuição binomial negativa autocorrelatada do modelo de escala local é suposta zero-inflada, isto é, a probabilidade de zero negócios em um dia qualquer é maior do que a distribuição binomial negativa pura indicaria, devido à existência de suspensões forçadas na negociação. O modelo ZINB-HF proposto é usado como processo direcionador dos retornos diários da ação, no contexto de deformação temporal. O trabalho conclui com um estudo de caso com uma ação representativa do mercado brasileiro. / [en] This thesis proposes a new stochastic model for the daily number of transactions with stocks in the Brazilian capital market. The model, which we call ZINB-HF (Zero – Inflated Negative Binomial Harvey- Fernandes), is an extension of a local scale model for count data. In it, the daily number of transactions follows a serially correlated negative binomial distribution. The negative binomial is generated through three independent microstructural models of the transaction process. The main model is based on the concept of random ruptures in the returns generating process, which occur in an alternative time frame of reference, defined by the transactions themselves. The second microstrutural model suggested, to justify the usage of a negative binomial points to the concept of non observed heterogeneity in the frequency of trading by market agents. The third one is based on the concept of positive contagion related to a self-reinforcing process of liquidity on the stock. The serially correlated negative binomial of the local scale model is supposed zero inflated, which means that the probability of zero transactions in any day is larger than indicated by a pure negative binomial, due to the existence of forced breaks in trading. The proposed ZINB-HF model is used as a directing process of daily returns of the stock, in the framework of a time deformation model. The work concludes with a case study a representative Brazilian stock.

[pt] O trabalho tem como objetivo desenvolver uma formulação matemática para o problema de projeto de redes logísticas que seja integrado e flexível de modo a contemplar escolhas de localização de instalações, transporte, produção e estoques. O projeto de redes considera seleção de fornecedores, plantas e armazéns e de opções de transportes, com alocação de produtos para plantas de manufatura e armazéns, e ainda consideram questões de estocagem na rede logística como custos de manutenção e de obtenção de estoques. A formulação resultante é um modelo de programação não linear inteira mista, feita para um único período com a demanda estocástica. Por ser um problema NP-Difícil, para a resolução do problema proposto foi utilizado o algoritmo Outer-Approximation, que foi testando por meio do dimensionamento de três classes distintas. / [en] This thesis aims to develop a mathematical formulation to an integrated and flexible logistics network design that include choices of facility locations, transportation, production and inventories. The network designs consider vendors, plants, warehouses and transportation modes choices. The proposed model considers products assignment to plants and warehouses, inventory holding and procurement costs. The mathematical formulation of the model is a Mixer Integer Non Linear Program (MINLP) problem, referring to a single period with stochastic demand. The problem is NP-Hard and we used the Outer-Approximation algorithmic as the method to resolve the model proposed. We tested the algorithmic for three different instances (scenarios).

[pt] A filtração profunda de suspensões particuladas ocorre em muitos processos industriais e ambientais, como filtração de água e contaminação do solo. Na indústria petrolífera, a filtração profunda ocorre próximo ao poço injetor durante a injeção de água, causando redução de injetividade. A captura de partículas no meio poroso pode ser causada por diferentes mecanismos físicos (exclusão pelo tamanho, forças elétricas, gravidade (sedimentação), etc.). No caso do mecanismo de exclusão pelo tamanho, quanto maiores forem as partículas e menores forem os poros, mais intensa será a captura. Conseqüentemente, maior será o dano à formação. Entretanto, o modelo tradicional não considera as distribuições de tamanho de partículas e de poros. Assumindo que as partículas são capturadas pelo mecanismo de exclusão pelo tamanho, foram deduzidas as equações básicas para o transporte de suspensões particuladas no meio poroso considerando as distribuições de tamanho de poros e de partículas. Apenas o fluxo de água via poros acessíveis transporta partículas, ou seja, as partículas não podem acessar poros menores do que elas. No presente trabalho, os efeitos da redução do fluxo de partículas e da inacessibilidade devido ao fluxo seletivo de diferentes tamanhos de partículas são incluídos no modelo estocástico para a filtração profunda. As soluções analíticas obtidas mostram um comportamento físico mais realístico do que o previsto pelo modelo tradicional. O modelo de medição (concentrações totais) obtido difere substancialmente do modelo tradicional para a filtração profunda. Vários dados experimentais foram tratados, mostrando boa concordância e validando o modelo proposto. Um sistema de equações estocásticas para modelar a formação do reboco externo foi proposto e soluções analíticas foram obtidas, permitindo tratar a filtração profunda e a formação do reboco externo, utilizando o mesmo formalismo matemático. / [en] Deep bed filtration of water with particles occurs in several industrial and environmental processes like water filtration and soil contamination. In petroleum industry, deep bed filtration occurs near to injection wells during water injection, causing injectivity reduction. It also takes place during well drilling, sand production control, produced water disposal in aquifers, etc. The particle capture in porous media can be caused by different physical mechanisms (size exclusion, electrical forces, bridging, gravity (sedimentation), etc.). In case of size exclusion mechanism, the larger are the particles and the smaller are the pores, the more intensive is the capture and the larger is the formation damage. Nevertheless, the widely used traditional model does not account for particle and pore size distributions. Considering that particles are captured due to size exclusion mechanism, we derived basic equations for transport of particulate suspensions in porous media, accounting for particle and pore radii distributions. Particles are carried by water flowing through the accessible pore space only, i.e. particles cannot access smaller pores. In the current work, the effects of porous space accessibility and particle flux reduction due to selective flow of different size particles are included into the stochastic deep bed filtration model. The particle and pore ensembles for analytical solutions of the derived system show more realistic physics behaviour than that of the traditional model. Averaging of the derived stochastic equations leads to a new deep bed filtration model that significantly differs from the classical deep bed filtration system. Treatment of several experimental data shows good agreement between the laboratory and modelling data and validates the proposed model. The derived stochastic model has been extended to model formation of external filter cake by particles from the injected polydispersed suspension, allowing treating both deep bed filtration and external filter cake formation in the framework of the same system of governing equations.

[pt] A Igualdade de Jarzynski (IJ) é um tipo especial de Teorema de Flutuação, de trabalho, que caracteriza sistemas termodinâmicos microscópicos fora do equilíbrio. A IJ pode ser usada como uma calibração de experimentos e simulações, o que nos permite estudar comportamentos não triviais da dinâmica desses sistemas. Um desses comportamentos é a troca de entropia e informação que o sistema realiza junto a um banho térmico de contato. Neste ensejo, modelamos via uma dinâmica não-Markoviana, i.e., uma dinâmica com memória, que leva a fluxos reversos de informação do reservatório para o sistema. / [en] The Jarzynski Equality (JE) is a special kind of Fluctuation Theorem, of work, which characterizes non-equilibrium small thermodynamics systems. The JE can be used as gauge of experiments and simulations allowing us to study the non-trivial behaviours of these systems dynamics. One of these behaviours is the entropy and information flow the system makes in contact with a thermal bath. In this framework, we modelled through a non-Markovian dynamic, i.e., with a memory effect, leading to reverse flows of information from the reservoir to the system.

[pt] Esta dissertação visa propor e analisar, no contexto de modelos dinâmicos estocásticos de equilíbrio geral com rigidez de preços, possíveis explicações para o fato estilizado de que o juro no Brasil é excessivamente alto. As implicações de diferentes hipóteses aplicadas aos modelos serão analisadas através de funções de resposta a impulso (FRIs). Será analisada, quando possível, a evidência empírica disponível na literatura a favor ou contra cada hipótese, e as FRIs mostrarão o comportamento dinâmico da economia calibrada sob cada hipótese. São compatíveis com um juro real básico mais alto por um período prolongado as seguintes hipóteses: alta taxa subjetiva de desconto intertemporal, alta indexação de preços, baixa potência da política monetária, e diminuição da credibilidade do Banco Central frente o crescimento da dívida pública (um caso de dominância fiscal). / [en] This work proposes and analyses, in the context of dynamic stochastic general equilibrium models with price rigidities, possible explanations for the stylized fact that interest rates in Brazil are exceedingly high. The implications of different hypothesis applied to the model are analyzed through impulse response functions (IRFs). Whenever possible, empirical evidence available in the literature for or against each hypothesis is analyzed, and the IRFs show the dynamical behavior of the economy calibrated accordingly. The following are consistent with a higher basic interest rate for an extended period: high subjective intertemporal discount rate, high price indexation, low monetary policy power, and decreasing Central Bank s credibility caused by public debt growth (an example of fiscal dominance).

[pt] No Brasil, existem muitos projetos em sistemas fotovoltaicos, e a projeção para os próximos anos é de crescimento devido incentivos governamentais e os elevados preços das tarifas de energia. Associado a isso, o mercado de armazenamento de energia com baterias de íons de lítio tem se mostrado promissor devido a uma considerável queda nos preços dessas baterias nos últimos anos. Isso pode representar uma oportunidade para o mercado de sistemas fotovoltaicos quando os incentivos acabarem. Este trabalho propõe um modelo PLIM (Programação Linear Inteira Mista) estocástico para dimensionar um sistema fotovoltaico integrado com armazenamento de energia em baterias para grandes consumidores de energia, usando cenários de geração e consumo, podendo considerar diferentes modalidades tarifárias. As variáveis de decisão são o número de painéis, inversores, baterias, a operação diária do sistema de armazenamento e a demanda contratada do consumidor. A função objetivo busca minimizar o custo de investimento no sistema fotovoltaico, baterias e fatura de energia. A abordagem proposta será analisada sob diferentes premissas, uma com incentivos governamentais sobre a anergia injetada na rede e outra na qual a injeção de energia na rede não é permitida, a fim de avaliar a importância das baterias para manter a atratividade econômica do sistema fotovoltaico. Os resultados indicaram que o efeito sinérgico do sistema fotovoltaico com baterias potencializa a arbitragem, que está relacionada com a diferença entre as tarifas de energia de ponta e fora ponta. Isso ocorre principalmente com operação zero exportação porque somente assim o consumidor é livre para escolher a capacidade do seu sistema fotovoltaico, que hoje é limitado no Brasil quando o sistema é conectado na rede de distribuição. / [en] In Brazil, there are many projects in photovoltaic systems, and the projection for the coming years is positive due to the government incentives and the expensive energy tariffs. Associated with this, the Lithium-ion battery storage systems market has been promising due to a significant drop in battery prices in the last few years. This may represent an opportunity for the photovoltaic system market when the incentives run-out. This work proposes a stochastic mixed integer linear programming (MILP) model to design a photovoltaic system integrated with battery energy storage for big electricity consumers, using generation and consumption scenarios, being able to consider different Time-of-Use tariffs. The decision variables are the number of panels, inverters and batteries, its daily operation and the power demand contracted. The objective function aims to minimize the cost of investment, in the photovoltaic system, batteries and electricity bill. The proposed approach will be analyzed under different assumptions, one with the government incentive about injected surplus and another in which the injection into the network is not possible, in order to assess the importance of a storage system to keep the economic attraction of the photovoltaic system. Results indicated that the synergic effect of the photovoltaic system and battery potentialize the arbitrage, which is related to the difference between peak and off-peak energy tariff. This occurs, mainly with Zero Export operation because only this way the consumer is free to choose the capacity of the photovoltaic system, which is limited in Brazil when the system is allowed to inject energy into the network.