[pt] A parte inicial da dissertação apresenta uma discussão sobre o método de Monte Carlo e sobre geradores de realizações de variáveis aleatórias e vetores aleatórios. São analisados geradores baseados em: congruência linear, Método da Transformada Inversa e algoritmo de Metrópolis-Hastings (método de Monte Carlo com Cadeia de Markov MCMC). Posteriormente, são apresentadas técnicas para a análise de vibrações estocásticas em sistemas mecânicos com grau de liberdade, múltiplos graus de liberdade e contínuos. As propriedades dos sistemas são consideradas determinísticas e as forças são caracterizadas por processos estocásticos. Ao longo das seções do trabalho, é mostrado como características da resposta do sistema em deslocamento (média, autocorrelação e densidade espectral) podem ser obtidas a partir das informações sobre o forçamento. A transformada de Fourier, a função densidade eséctral e a função de transferência são importantes ferramentas utilizadas no estudo. No caso de sistemas com múltiplos graus de liberdade, análise é feita por dois métodos: Resposta ao Impulso e Modos Normais. Nos sistemas contínuos, análise é feita através do Método de Monte Carlo. Para isso, foi desenvolvido um exemplo de um sistema mecânico contínuo submetido a dois carregamentos caracterizados por processos estocásticos. Nesse exemplo, o MCMC foi utilizado para gerar amostras dos forçamentos. Em cada realização, o sistema foi discretizado através do Método dos Elementos Finitos e uma aproximação para solução do problema foi obtida utilizando o Método de Galerkin. Nessa parte da dissertação são apresentados a formulação fraca de equação de movimento da viga e o modelo reduzido. Ao longo de todo o trabalho são mostrados exemplos e resultados obtidos através de rotinas desenvolvidas em MATLAB. / [en] The initial of work presents a discussion about the Monte Carlo Method and about the generation of samples of random variables and ran dom vectors. Generators based on linear congruential, on the Inverse Trans form Method and, on Metropolis-Hastings algorithm (Markov Chain Monte Carlo Method MCMC) are analyzed. Later,techniques for vibrations ana lysis of single-degree of freedom, multi-degree of freedom and continuous stochastic mechanical systems are presented. The system properties are con sidered dertministic and, the forces are characterized by random process. Throughout the work sections, it is show how the system´s displacement response (mean, autocorrrelation and spectral density) can be characterized from the force informations. The Fourier transform, the spectral density function and transfer function are powerful tools used in the study. In the case of multi-degree of freedom systems, the analysis is done by two methods: Impukse Response and Normal modes. For continuous systems, it is made by Monte Carlo method. An example of one continuous mechanical system with two random loads were developed. In this example, MCMC is used to generate samples of the forces. For each realization, the problem is discretized by the Finite Element Method and one approximation of the solution is obtained by the Galerkin Method. In this part of the work, the weak formulation of the motion equation of the vibrating beam and the reduced model are presented. Throughout the work many rountines in MATLAB were developed.

[pt] Um dos principais objetivos da computação gráfica é a geração de imagens fotorrealistas, ou seja, imagens indistinguíveis das de uma capturada por uma câmera real ou, mais ambiciosamente, imagens que provocam a mesma sensação no sistema visual de um observador quando olhando diretamente para uma cena. Aplicações incluem o projeto de iluminação, a arquitetura, a realidade virtual e a indústria do cinema. Esse trabalho apresenta a arquitetura de um sistema capaz de resolver, por técnicas de Monte Carlo, a equação do transporte da luz, essencialmente uma aproximação das equações de Maxwell para ótica geométrica. Além de ser um renderer funcional, o sistema é implementado na forma de um framework em cima do qual pode-se facilmente experimentar idéas na área de síntese de imagens fotorrealistas, como, por exemplo, diferentes materiais, geometrias, estruturas de aceleração e estratégias de integração. / [en] One of the main goals in computer graphics is to create photorealistic images, that is, images indistinguishable from the ones captured by a real camera, or, more ambitiously, images that cause the same sensation on the visual system of an observer looking directly at a scene. Applications include illumination design, architecture, virtual reality and the movie industry. This work presents the architecture of a renderer that solves by Monte Carlo techniques the light transport equation, essentially a geometric optics approximation of Maxwell´s equations. The system is not only a functional renderer but also a framework where we can easily experiment new ideas in photorealistic image synthesis, such as new materials, geometries, acceleration structures and integration techniques.

[pt] Uma gestão eficaz da cadeia de negócio do gás natural com logística de transporte por gasodutos, considerando os principais agentes, como Carregador, Produtor, Transportador e Distribuidor, requer a utilização de tecnologia de informação e sistemas de suporte à decisão. Este trabalho apresenta um Sistema de Gestão de Logística de Transporte de Gás Natural por Gasodutos - SGLT, composto de módulos ou subsistemas integrados que propiciam maximizar a comercialização do gás natural e mitigar a ocorrência de perdas de receitas e multas contratuais devido a contingências que podem gerar falha de entrega do gás natural ao Distribuidor. Permite também avaliar o nível ótimo econômico de confiabilidade que deve ser mantido pelo Transportador, através da implantação de redundâncias, para mitigar sua exposição aos riscos de perdas de receitas e multas contratuais por parte dos agentes envolvidos na cadeia do negócio de gás natural. O sistema proposto é fundamentado na simulação Monte Carlo de falhas de equipamentos da malha de gasodutos de transporte e de restrições de oferta e demanda de gás natural, bem como os fechamentos acidentais de válvulas de bloqueio de gasodutos e de falhas nos pontos de entrega de gás natural de modo a quantificar seus impactos na Cadeia do Negócio do Gás Natural. O sistema proposto é constituído de (i) um Sistema de Informação Geográfico - SIG, (ii) um modelo de dados de gasodutos (Arc Pipeline Data Model - APDM), (iii) um simulador termo-hidráulico de escoamento de gás por dutos em regime permanente e transiente - Pipeline Studio 3.0, (iv) uma base de dados dos resultados das simulações termohidráulicas, (v) um modelo de simulação Monte Carlo para avaliação da confiabilidade do sistema de transporte utilizando o software @Risk 4.5, (vi) um modelo econômico com simulação Monte Carlo utilizando o software @Risk 4.5 e (vii) um otimizador, baseado em programação linear, para maximização da comercialização de gás e para minimização de perdas de receitas e multas contratuais devido a cortes de fornecimento de gás decorrentes de situações contingenciais. Este trabalho permitiu identificar, quantificar e justificar economicamente a implantação de unidades compressoras reservas nas estações de compressão do Gasoduto Bolívia-Brasil, e aumentar a disponibilidade do sistema de compressão, reduzindo acentuadamente a exposição do Transportador a perdas de receita e penalidades contratuais por redução de capacidade de transporte decorrentes da entrada em manutenção de unidades compressoras e de falhas não-programadas de tais equipamentos. Foram também identificadas e quantificadas as falhas de válvulas de bloqueio de gasoduto e das estações de entrega de gás, não cabendo, nestes casos, a implantação de redundância. / [en] An efficient management of the natural gas business chain, based on pipeline transmission network and taking into consideration the interaction between the main players such as Shippers, Suppliers, Transmission Companies and Local Distribution Companies, requires the use of information technology and decision-making support systems. This work presents a Natural Gas Logistic Transportation Management System, composed of integrated modules or subsystems that allow maximizing natural gas commercialization and allow mitigating revenue losses and contractual penalties due to contingencies that may cause failures in gas delivery to Local Distribution Companies. The proposed system also allow evaluating the optimum economic level of availability to be maintained by the Transmission Company by using stand-by equipment to mitigate its risk exposures to revenue losses and contractual penalties from the agents of the natural gas chain. The proposed system is based on Monte Carlo simulation of equipment failures of the gas transmission network, on the supply/delivery unexpected shortfalls, unexpected block valves closing and failures on the city-gates in order to quantify their impact on the natural gas business chain. The proposed system is made of (i) a geographic information system - GIS, (ii) a pipeline data model (Arc Pipeline Data Model - APDM), (iii) a gas pipeline thermo-hydraulic simulation for steady and transient states - Pipeline Studio 3.0, (iv) a data base of thermohydraulic simulation results and (v) a Monte Carlo simulation model to evaluate the reliability of the transmission system by using @Risk 4.5 and (vi) an economic model with Monte Carlo simulation using @Risk 4.5 and (vii) an optimizer, based on linear programming, for gas commercialization maximization and minimization of revenue losses and contractual penalties for not delivering the gas volumes at the contracted level. This work has identified, quantified and proved feasible the installation of stand-by compressor units at the Bolivia-Brail Gas Pipeline compressor stations and therefore improved the transmission system availability. As a direct benefit has reduced the Transmission Company risk exposure to revenue losses and contractual penalties due to reduction of pipeline transmission capacity as consequence of compressor units scheduled and nonscheduled outages. Failures of pipeline block valves and city-gates have also been identified and quantified but redundancy improvements were not required.

[pt] A reação de copolimerização de estireno com divinilbenzeno gera um polímero reticulado que tem como uma das principais aplicações o uso como recheio em colunas cromatográficas (de permeação em gel ou por troca iônica por exemplo) e também pode ser usado como suporte de biocatalisador, justamente por ter as cadeias reticuladas e suportar condições extremas de reação. Essa polimerização ocorre formando ligações cruzadas entre as cadeias poliméricas, gerando alta estabilidade térmica e mecânica. Uma característica dessa reação é a formação de uma fração de gel que, na verdade, é um copolímero insolúvel com alto grau de reticulação em relação ao produto polimérico que se encontra em solução (fração sol) formado ao final do processo. Por isso, conhecer a distribuição de tamanho de cadeia da fração gel é um desafio para esse sistema tendo em vista que a sua elevada cadeia reticulada impossibilita que ele seja solubilizado para ser analisado por cromatografia por permeação em gel (GPC). O desenvolvimento de modelos cinéticos capazes de predizer qual a contribuição das frações solúvel e gel na distribuição de massa molar na copolimerização em solução desse copolímero é essencial para a mitigação dessa formação de gel, permitindo a operação estável de reatores contínuos industriais. Com base no que foi apresentado, o objetivo principal deste trabalho é propor um mecanismo cinético para a produção do copolímero reticulado via radicais livres em solução. Adicionalmente, desenvolver um modelo capaz de predizer a distribuição de massa molar nas frações solúveis e gel. Para atingir essa proposta, foi utilizado o método de Monte Carlo baseando-se na divisão das moléculas do copolímero em cadeias lineares e em grupos com reticulações. O modelo desenvolvido foi validado com dados experimentais coletados de outros trabalhos e previu os dados de conversão, massas molares médias e ponderais, distribuição de massas molares com distinção da fração solúvel e gel, apresentando como resultado que a fase solúvel deste sistema representa somente cadeias que sofreram somente uma reticulação. Este modelo proposto pode ser usado para fins de monitoramento e otimização, como encontrar condições experimentais nas quais a fração gel é gerada em menores quantidades. / [en] The copolymerization reaction of styrene with divinylbenzene creates a cross-linked polymer, which one of the main applications is its use as a filling in chromatography columns (gel permeation or ion exchange, for example) and it can also be used as a biocatalyst support, precisely because it has cross-linked chains and supports extreme reaction conditions. This polymerization occurs by forming cross-links between the polymeric chains, resulting in high thermal and mechanical stability. A characteristic of this reaction is the formation of a gel fraction which, in fact, is an insoluble copolymer with a high degree of cross-linking in relation to the polymeric product that is in solution (sol fraction) formed at the end of the process. Therefore, knowing the chain size distribution of the gel fraction is a challenge in this system, considering that its high molecular weight makes it impossible to solubilize a sample for gel permeation chromatography analysis (GPC). The development of kinetic models capable of predicting the contribution of the soluble and gel fractions to the molar mass distribution in solution copolymerization of this copolymer is essential for the mitigation of this gel formation, allowing the stable operation of continuous industrial reactors. Based on what has been presented, the main objective of this study is to investigate the kinetics of cross-linked copolymer formation via free radical solution polymerization. Additionally, it was also intended to develop a model capable of predicting the molecular weight distribution of the sol and gel fractions. To achieve these goals, the Monte Carlo method was used, based on the division of the copolymer molecules in linear chains and in crosslinking groups. The developed model was validated with experimental data collected from other studies and predicted the conversion data, average and weight molar masses, molar mass distribution with distinction of the soluble fraction and gel, showing as a result that the soluble phase of this system represents only chains that they underwent only one crosslinking. This proposed model can be used for monitoring and optimization purposes, such as finding experimental conditions in which the gel fraction is generated in smaller amounts.

[pt] A escolha, por parte dos governos, de qual regime de taxação adotar sobre o petróleo determina como a renda gerada pela atividade de exploração e produção deste é dividida entre o Estado e os investidores particulares. Por parte dos Estados é extremamente importante a escolha de um regime que não desestimule os investidores particulares, e que por outro lado seja capaz de gerar renda suficiente para impulsionar a sua economia e produzir o bem estar da sua população. Este trabalho faz um estudo dos principais regimes de taxação sobre o petróleo identificando como a renda gerada pelo campo é distribuída entre o governo e os investidores particulares, e calcula a exposição ao risco dos agentes para ambos os regimes estudados. O objetivo é verificar se estes atendem aos principais requisitos que um regime deve ter para ser considerado eficiente (simplicidade e neutralidade) e se existe uma relação entre o tipo de regime e as variáveis citadas acima. Os principais regimes de taxação existentes no mundo são o regime de concessão e o regime de partilha. Foram estudados os regimes vigentes na Austrália, na Noruega, no Brasil e na Indonésia. Os três primeiros países adotam o regime de concessão e o último adota o regime de partilha. Dentre os regimes estudados o da Austrália mostrou ser o mais simples, sendo a remuneração do governo feita através de duas taxas, e o da Indonésia o mais complexo, onde a remuneração do governo é feita através de cinco taxas. O Brasil apresenta um regime considerado simples, sendo a receita do governo feita através de três taxas. A distribuição da renda gerada pela atividade de exploração e produção do petróleo é mais equitativa na Austrália onde os investidores particulares recebem cerca de 16,6% e o governo 88,4%. No Brasil cabe aos investidores particulares 9,16% e ao governo 90,84%. A Noruega e a Indonésia apresentaram regimes de taxação que penalizam o investidor particular, o campo apresenta um VPL positivo antes do pagamento das taxas e negativo após. O Brasil e a Austrália apresentaram VPL positivo antes e depois do pagamento das taxas. Através dos resultados encontrados pode-se verificar que não existe uma relação entre o tipo de regime e as seguintes variáveis: equidade na distribuição da renda, neutralidade e exposição ao risco do investidor particular e do governo. Países que adotam o mesmo regime, de concessão, apresentaram características diferentes: Noruega mostrou ser um regime que penaliza o investidor particular e a Austrália um que possui a distribuição de renda mais equitativa. Em relação ao risco o que apresentou um maior risco para o investidor particular foi a Indonésia e o que apresentou menor risco foi a Austrália. O Brasil em ambos os casos ficou em terceiro lugar. Sendo assim, um regime em si não pode ser considerado mais eficiente do que outro. A questão principal é a forma como a taxação é feita dentro de cada regime. O foco da discussão deveria ser como o petróleo vai ser taxado dentro do atual regime (concessão), dado que agora o volume de reservas do país atingiu um nível inédito, e não qual o regime de taxação adotar. / [en] Government choice of which taxation regime to adopt on oil determines how the revenue generated by the activity of exploring and producing this oil is shared between the State and private investors. From the point of view of the State, it is extremely important to choose a regime that does not detract private investors and that is also capable of generating enough revenue to bolster the country´s economy and promote the well-being of its population. The present work studies the main taxation regimes on oil, identifying how the income generated by this product is distributed between government and private investors. It also calculates the level of risk for agents in both regimes analysed. The aim is to verify if these regimes comply with the main requirements necessary for a regime to be considered efficient − simplicity and neutrality – and if there is a relation between the kind of regime and the variables mentioned above.The main taxation regimes in the world are concession and sharing. The regimes adopted by Australia, Norway, Brazil and Indonesia were studied. The first three countries adopt the concession regime, while the latter adopts the sharing one. The Australian regime – in which government remuneration was obtained by two taxes − was the simplest of all analysed regimes, while that of Indonesia – in which government remuneration was obtained by five taxes − was the most complex. The Brazilian regime is considered to be simple: government revenue is obtained by means of three taxes. The distribution of the revenue generated by oil exploration and production is more balanced in Australia, where private investors receive around 16.6% and the government around 88.4%. In Brazil private investors gain 9.16% and the government 90.84%.The regimes in Norway and Indonesia penalize the private investor; the field presents a positive net current value prior to taxes and negative after taxes. Brazil and Australia displayed positive net current value prior to and after taxes levied. The findings suggest that there is no relation between the kind of regime and the following variables: equity in income distribution, neutrality, and investor and government risk. Countries that adopt the same regime – concession – presented different characteristics. The regime adopted by Norway penalized the private investor, while that of Australia distributed revenues more equitably. As regards risk, the regime with greatest risks for private investors was the Indonesian, while the one with least risks was the Australian. Brazil ranked third in both categories. Thus, a regime cannot be considered more efficient than another. The main issue is how taxes are levied within each regime. Given that the Brazilian oil reserve has reached unprecedented levels, discussion should focus on how oil will be taxed in the present regime (concession), rather than on the taxation regime adopted.

[pt] Um estudo sistemático da metodologia de determinação da probabilidade do DGD ultrapassar um determinado valor máximo foi apresentado. A metodologia foi discutida sob o ponto de vista teórico, obtendo-se o resultado a partir de uma base de dados recebidos de fabricantes de cabos de fibra óptica. Efetuou-se a comparação com os dados coletados destes mesmos cabos, porém já implantados em backbone. O resultado deste comparativo sistemático, foi apresentado sob a forma de estatística do valor de DGD ultrapassar o valor máximo estabelecido na norma ITU-T, para sistemas de 10 e 40Gbps. A partir dos resultados obtidos foi importante a identificação de erros que remontam a origem do processo de fabricação de cabos de fibras ópticas, a restrição na sensibilidade dos equipamentos de medição o que leva a uma superestimação da probabilidade do DGD ultrapassar um certo valor máximo e o próprio conceito do guia TIA/EIA TSB107, que define o método para a obtenção destes resultados. A criticidade destes resultados pode levar a um erro na escolha de um sistema óptico de transmissão podendo gerar prejuízos muito significativos, sejam financeiro ou temporal. Foram propostas três recomendações para direcionar a metodologia a uma previsão mais confiável dos resultados obtidos a partir do método 2 TIA/EIA TSB107, gerando mais conforto para o projeto de sistemas de alta capacidade. / [en] A systematic study of the methodology that determines the probability of the DGD overcomes a settled maximum value was presented. The methodology was discussed in a theoretical way; the values were based on a database received from optical fibers manufacturers/cablers. A comparison was conducted taking in consideration these same cables already installed in two backbones. The result of this systematic comparison was presented, as a statistic of the DGD value exceeds certain maximum value established by the standard ITU-T for systems from 10 to 40Gbps. Based on these results, the identification of mistakes that ascends the beginning of manufacture process of the optical fiber cables was important. The restriction of the sensibility of measurement devices leads to a overestimation of the probability of the DGD exceeds a given maximum value and the concept of the guideline TIA/EIA TSB107, that defines the methodology of acquisition of these results. These critical results could lead to a mistake choosing the optical system transmission and cause loss profit as well as time delay in a project. There were proposed three recommendations in order to guide the methodology for a trustful preview of the obtained results from TIA/EIA method 2, offering more comfort for optical high capacity system design.

[pt] A maioria das opções negociadas atualmente é do estilo americano, no entanto sua avaliação continua sendo uma tarefa bastante difí­cil, constituindo-se numa das áreas mais desafiadoras no campo de derivativos financeiros, particularmente quando existem vários fatores afetando o preço da opção. Isso ocorre basicamente porque os métodos de árvores binomiais e diferenças finitas tornam-se impraticáveis na avaliação de opções com mais de três fatores de incerteza. No presente trabalho, faz-se um estudo prévio dos modelos de precificação tradicionais, para posteriormente nos estendermos a modelos mais flexíveis desenvolvidos recentemente baseados em simulações de Monte Carlo e Quase-Monte Carlo, até então considerados inaplicáveis na avaliação de opções americanas. Nesse sentido, pretendemos comprovar a aplicabilidade e versatilidade dos modelos baseados em simulação na avaliação de opções americanas tradicionais ou complexas. Nossa análise baseia-se, sobretudo na ilustração de exemplos práticos, dando especial ênfase à implementação computacional e precisão dos modelos. / [en] The majority of the options negotiated nowadays are of the american style, however its valuation goes on being a very hard job, constituting themselves in one of the most challenging areas in the financial derivative field, particularly when there are several factors affecting the price of the option. It happens basically because the binominal trees and finite differences methods become impracticable in the valuation of options with more than three factors of uncertainty. In this work we are doing a previous study of the traditional methods of american option valuation for later extending this study to more flexible and newly developed models based on simulations of Monte Carlo and Quase-Monte Carlo, which up to the present have been considered inapplicable in the valuation of the american style options. In this sense we intend to prove the applicability and versatility of the models based on simulation in the valuation of traditional and complex american options. Our analysis is, above all based on the illustration of practical examples giving special emphasis to the computational implementation and accuracy of the methods.

[pt] O investimento em infraestrutura computacional para suportar picos de processamento de curta duração ou sazonais pode gerar desperdícios financeiros, em razão de, na maior parte do tempo, estes recursos ficarem ociosos. Além disso, em muitas soluções, o tempo de resposta é crítico para atendimento dos requisitos do negócio, tornando, muitas vezes, a solução economicamente inviável. Neste cenário é fundamental a alocação inteligente de recursos computacionais em função da demanda por processamento, custo desta alocação e requisitos do negócio. A Simulação de Monte Carlo é um método estatístico utilizado para resolver uma ampla gama de problemas científicos e de engenharia. Quando aplicado a problemas reais, muitas vezes apresenta os desafios mencionados. Computação na nuvem surge como uma alternativa para disponibilizar recursos computacionais sob demanda, gerando economia de escala sem precedentes e escalabilidade quase infinita. Ao alinhar uma moderna arquitetura à nuvem é possível encapsular funcionalidades e oferecer um leque de serviços que antes seriam restritos a domínios específicos. Neste trabalho propomos um arcabouço genérico, que permite a disponibilização de um leque de serviços baseados na Simulação de Monte Carlo, fazendo uso racional da elasticidade provida pela nuvem, a fim de alcançar melhores patamares de eficiência e reuso. / [en] The investment in computing infrastructure to attend seasonal demand or processing peak can generate financial waste, because the most of the time these resources are idle. In addition, in many solutions the response time are critical to attend business requirements, which often, turn the solution economically unviable. In this scenario it is essential intelligent allocation of computing resources according to the demand for processing, allocation and cost of business requirements. The Monte Carlo Simulation is a statistical method widely used to solve a wide range of scientific and engineering problems. When applied to real problems usually have the challenges mentioned. Cloud Computing is an alternative to providing on-demand computing resources, generating economies of scale unprecedented and almost infinite scalability. Aligning a modern architecture to the cloud is possible to encapsulate functionality and offer a range of services that would previously have been restricted to specific areas. In this paper we are interested in building a generic framework, that may provide a range of services based on Monte Carlo, make rational use of the elasticity provided by the cloud in order to achieve better levels of efficiency and reuse.

[pt] No Brasil, o comportamento dos preços da energia elétrica no mercado de curto prazo é especialmente incerto, pois não segue um padrão definido e é obtido a partir de um modelo computacional e não pelo equilíbrio de mercado entre oferta e demanda. Diante disto o mercado de opções e derivativos ao mesmo tempo em que promissor, tendo em vista as experiências de outros países, é insipiente, pois os agentes não conseguem utilizar metodologias tradicionais para a precificação destes produtos e acabam formatando os valores por experiências empíricas e segundo aceitação do mercado. Muitos trabalhos já foram desenvolvidos propondo novas soluções para a previsão de preços modificando profundamente a estrutura atual, por outro lado o objetivo deste trabalho em sua primeira parte não busca modificar o modelo atual de previsão de preços que serve de alicerce para os contratos atuais, e por isso não pode ser desprezada. Este trabalho em sua primeira parte visa desenvolver um modelo para representar o comportamento dos preços no mercado de energia brasileiro e melhorar a previsão de preços que atualmente é fornecido pelo Newave, mas sem deslocar-se dos resultados gerados por ele. Em um segundo momento busca uma metodologia computacionalmente viável para determinar o valor de opções que podem ser oferecidas em contratos de opção de longo prazo. Para desenvolver a solução, foi proposto um processo estocástico que pudesse modelar a previsão dos preços no mercado de curto prazo reduzindo a volatilidade, mas sem se distanciar do atual modelo de previsão. Num segundo momento para permitir a precificação destes contratos este estudo aprofundou-se na teoria das opções que permite considerar as flexibilidades gerenciais, tendo por objetivo maximizar o retorno de uma determinada opção contratual. Assim, com o emprego de ferramentas como o Algoritmo Genético e Simulação Monte Carlo para aproximar a curva de exercício ótimo e o novo processo estocástico de formação de preço, foi possível determinar o valor das opções estudadas. A principal contribuição deste trabalho é criar uma metodologia coerente de precificação de opções contratuais, atualmente inexistente no mercado e que possa ser testada e avaliada pelos operadores, contribuindo para o aumento e desenvolvimento do mercado de derivativos no setor elétrico brasileiro. / [en] In Brazil, the behavior of electricity prices in the short term market is especially uncertain, because it follows a pattern set and is obtained from a computer model rather than the market equilibrium between supply and demand. In view of this the market for options and derivatives at the same time as promising, given the experiences of other countries, know not, because the agents can not use traditional methods for the pricing of these products end up formatting the values and experiences and the second empirical market acceptance. Many works have been developed proposing new solutions for forecasting prices profoundly modifying the current structure, otherwise the objective of this work in the first part does not seek to modify the current model of forecasting prices that serves as the foundation for current contracts, and so it can not be neglected. This work in its first part aims to develop a model to represent the behavior of prices in the Brazilian energy market and improve the forecasting of prices that is currently provided by Newave, but without moving the results generated by it. In a second step a search computationally feasible method to determine the value of options that can be offered on contracts for the long term. To develop the solution, we proposed a stochastic model that could forecast the market price of reducing short-term volatility, but not away from the current forecasting model. In a second time to allow the pricing of these contracts this study deepened the theory of options that allows to consider the managerial flexibility, aiming to maximize the return on a particular option contract. Thus, with the use of tools such as Genetic Algorithms and Monte Carlo simulation to approximate the optimal exercise curve and the new stochastic process of price formation, it was possible to determine the value of the options studied. The main contribution of this work is to create a consistent methodology for pricing options contract, currently non-existent in the market and that can be tested and evaluated by the operators, contributing to the growth and development of the derivatives market in the Brazilian electric sector.

[pt] Este trabalho apresenta a utilização de métodos de equilíbrio limite em conjunto com métodos numéricos pela abordagem probabilística, para avaliação da estabilidade de uma barragem de rejeitos de mineração de ferro situada no quadrilátero ferrífero, no Estado de Minas Gerais. Foram conduzidas análises fazendo uso dos métodos de Bishop Simplificado (1955) e Morgenstern e Price (1965), além de análises numéricas de tensão vs deformação pelo método dos elementos finitos. Os campos de poropressão gerados no modelo numérico em dois momentos distintos da obra foram exportados para os modelos de equilíbrio limite, de forma que ambas análises fossem realizadas em condições piezométricas similares. Para as análises probabilísticas foram adotados os métodos FOSM (First Order Second Moment) e Monte Carlo. São apresentandos os conceitos básicos de análises de estabilidade determinísticas e probabilísticas, abrangendo os métodos de cálculo de FS, fundamentos de probabilidade e estatística e conceitos de modelagem numérica. Este estudo aborda também os princípios construtivos de barragens de rejeito de mineração, além da aplicação dos métodos probabilísticos para avaliação da estabilidade de uma barragem de rejeitos, construída pelo método de jusante. Os resultados indicaram que a consideração de uma superfície de ruptura livre foi fator preponderante na influência dos parâmetros na PR (Probabilidade de Ruptura). Concluiu-se também que os método de cálculo de FS teve maior influência no valor da PR do que as condições piezométricas da fundação. / [en] This work presents the use of limit equilibrium (LEM) and numerical methods by the probabilistic approach, in order to evaluate the stability of an iron ore tailings dam located in Minas Gerais s iron quadrangle. LEM analyzes were carried out using the Simplified Bishop (1955) and Morgenstern and Price (1965) methods, in addition to stress vs strain analyzes with the finite element method. The pore pressure fields generated in the numerical model at two distinct construction stages were exported to the limit equilibrium models in order to guarantee that both analyzes were performed on the same piezometric conditions. For the probabilistic analyzes the FOSM (First Order Second Moment) and Monte Carlo methods were applied. The basic concepts of deterministic and probabilistic stability analysis are presented together with the fundamentals of statistics and probability, FoS (Factor of Safety) calculation methods, as well as numerical modeling concepts. This work also addresses the definition and construction principles of tailings dams. This study presents an application of probabilistic methods to assess the stability of a tailings dam built and heightened by the downstream method. The results indicate that the consideration of a free failure surface was the decisive factor to the magnitude of the influence of each parameter on the PF (Probability of Failure). It was also concluded that the FoS calculation methods had a greater influence on the PF than the foundation s piezometric conditions.