[pt] A dissertação, com o título Gerenciamento Integrado de Riscos de Projetos, propõe uma metodologia de análise quantitativa de riscos de projetos integrando os riscos financeiros, como variações cambiais, inflação, preços de commodities, à análise quantitativa dos riscos operacionais. No estudo, os riscos operacionais são quantificados através da geração de cenários de fluxo de caixa do projeto utilizando simulação Monte Carlo. Os preços e taxas são simulados através de um modelo econométrico e incorporados aos cenários de fluxo de caixa do projeto, de forma a apresentarmos uma curva de distribuição de probabilidade acumulada da margem do projeto. A metodologia proposta foi aplicada ao projeto de uma termelétrica à carvão. Ao incorporarmos esta metodologia a todos os projetos da empresa, podemos também avaliar os riscos da carteira de projetos, avaliando a liquidez e saúde financeira da empresa. / [en] The dissertation, entitled Integrated Risk Management Project proposes a methodology for quantitative analysis of project risks by integrating the financial risks such as exchange rate fluctuations, inflation, commodity prices, the quantitative analysis of operational risks. In the study, operational risks are measured through the generation of cash flow scenarios for the project using Monte Carlo simulation. Prices and fees are simulated using an econometric model and incorporated into the scenarios of project cash flow in order to introduce a distribution curve of cumulative probability of the margin of the project. The proposed methodology was applied to the design of a thermal coal. By incorporating this methodology to all projects within the company, we can also assess the risks of the project portfolio, assessing liquidity and financial health of the company. Keywords

[pt] As opções financeiras são instrumentos derivativos cada dia mais usados na gestão de risco de mercado das empresas e dos investidores. Dependendo do tipo e das características da opção escolhida, geralmente não existem soluções analíticas ao problema de apreçamento do instrumento. A simulação de Monte- Carlo é um método que, aplicado ao problema de apreçamento, possibilita uma grande flexibilidade na integração das variáveis de cálculo e uma precisão que depende do número de simulações efetuadas. As opções exóticas têm características especiais e seus valores podem ser estimados com precisão aplicando as técnicas de simulação. Esta dissertação propõe uma abordagem e aplica técnicas de cálculo no apreçamento das opções exóticas mais freqüentemente encontradas nos mercados de capitais. Os algoritmos desenvolvidos podem ser usados no estudo e valoração de casos reais. / [en] Financial options are derivatives tools each day more and more used in market and enterprise risk control systems. Depending on the option type used, it doesn`t have an analytical solution for the pricing problem. A Monte-Carlo simulation is a very flexible method, which applied to the pricing problem, allows very-easy new variable implementation and accuracy increase with the number of simulation done. Exotics options have special features and pricing them by this method gives accurate results. Thus, this study explores a pricing solution and applied techniques of quite common exotics options traded on the market. The algorithms developed can be used for pricing real cases.

[pt] As grandes mudanças mundiais ocorridas a partir da década de 70 tornaram o mercado financeiro mais volátil, exigindo medidas que minimizassem o risco do sistema. Iniciou-se assim a utilização de métodos baseados em análise de risco. Este novo conceito tem como princípio a mensuração e a garantia da solvência de uma empresa para que possa operar resguardando-se dos riscos econômicos a que esteja sujeita, com um alto nível de confiança, dado um horizonte de tempo pré definido, utilizando para isso modelos internos de gestão. O modelo proposto nesta dissertação para o risco de subscrição se baseia na utilização de tábuas de múltiplos decrementos e Simulação de Monte Carlo. Foram aplicadas técnicas de Solvency Capital Requirement (SCR) e Minimum Capital Requirement (MCR), bem como avaliadas suas relações com as provisões técnicas em aplicações de seguro de vida e fundos de pensão, nesta situação considerados dois casos: só tendo participantes ativos no grupo e outro incluindo-se participantes assistidos. / [en] The major global changes that occurred from the 70s became financial market more volatile, requiring measures that minimize the risk of the system. It started the use of methods based on risk analysis. This new concept has in principle the measurement and ensuring the solvency of a company that can operate safeguarding themselves from the economic risks, with a high level of confidence, given a pre defined time, using it for internal models management. The proposed model in this dissertation to the risk of subscription is based on the use of tables of multiple decrements and Monte Carlo Simulation. Techniques were applied to Solvency Capital Requirement (SCR) and Minimum Capital Requirement (MCR) and evaluated its relationship with the technical provisions in life insurance applications and pension funds, in this last two cases were considered: only active participants in the group, and another one including other participants attended.

[pt] O objetivos desta dissertação é fazer uma análise de investimentos usando a teoria das Opções Reais de uma planta GTL. Está análise é a mais indicada, pois se verificam várias flexibilidades nesta planta em relação aos inputs (pode ser usado mais de um produto como matéria- prima) e em relação aos outputs (existem várias combinações possíveis de produção). Torna-se de grande importância neste caso saber calcular o valor destas opções e verificar se vale a pena ou não a construção de uma planta que possa usar como matéria prima mais de um produto e/ou que possa produzir mais de uma possível combinação de produção. A construção de uma planta que possua a possibilidade de trocar de insumo e/ou trocar a combinação de produção só será viável caso o valor criado pela flexibilidade seja maior do que o custo necessário para implementá-la (investimento adicional e custos operacionais extras). Sendo assim, o objetivo desta dissertação é calcular até quanto a Petrobras estaria disposta a pagar para ter uma planta que possua a opção de swicth use dos inputs e/ou outputs, o valor que ela teria que investir para usufruir desta flexibilidade, e através da diferença entre estes valores verificar se vale a pena ou não a construção da planta com flexibilidade de input e/ou output. / [en] The objective of this dissertation is to do a analysis of investiment using the real option theory for the plant GTL. This analysis is the best because there are many flexibilities in this plant in relation the inputs (the plant can operate with several inputs) and in relation the outputs (there are many possible combination of production). In this case is very important to know how to calculate the value of these options and to verify if it is worthwhile or not the construction of a plant that could use two inputs and/or is able to procuce several possible combinations of production. The construction of the plant that change the input abd /or can changer the production combination is viable if the value created by flexibility is large than the necessary cost to implement its (additional investiment and extra operational costs). So, the objective of this dissertation is to calculate until hen Petrobras would be avaible to pay in order to have a plant that has the option of swicth use of inputs and/or outputs, the value it would have to invest to use this flexibility, and through the difference between these values verify if is worthwhile or not the construction of the plant with the flexibility of input and/or output.

[pt] A recente entrada em vigor do Protocolo de Quioto e as pesadas multas impostas às empresas européias que não conseguirem reduzir as suas emissões de CO2, fazem do mercado de carbono uma realidade na América Latina. O Brasil se destaca como um dos países de maior potencial para exportar créditos de carbono no mundo, em grande parte, devido ao seu potencial para produzir energia elétrica a partir de fontes renováveis. Entretanto, a real atratividade desse negócio ainda é desconhecida no âmbito do setor elétrico brasileiro, tanto pela dificuldade encontrada para se estimar a sua produção efetiva de créditos de carbono, quanto pelo não reconhecimento das flexibilidades gerenciais embutidas neste mercado. Neste contexto, o objetivo principal deste trabalho é desenvolver um arcabouço metodológico capaz de determinar o valor incremental do mercado de carbono nos projetos de geração de energia elétrica em sistemas hidrotérmicos interligados, tal como o sistema brasileiro. Para tanto as metodologias ACM0002 [1] e AMS-I.D [2], ambas aprovadas pelo Comitê Executivo do Protocolo de Quioto, serão empregadas no cálculo da linha de base desses projetos. Além disso, uma vez que o preço do crédito de carbono pode ser considerado uma variável aleatória, a Teoria das Opções Reais será utilizada para avaliar as flexibilidades gerenciais embutidas no negócio. A opção considerada é avaliada pelos métodos Binomial, dos Mínimos Quadrados, e de Grant, Vora & Weeks. Os processos estocásticos Geométrico Browniano e de Difusão com Saltos são utilizados para modelar o preço do crédito de carbono. / [en] The recent ratification of the Kyoto Protocol and the heavy penalties imposed on the European firms not reducing their Greenhouse Gas emissions, make the Carbon Market a real asset for Latin America. In this context, Brazil appears as one of the biggest producers of Certified Emissions Reductions, mostly because of its potential to generate electricity power from renewable sources. Unfortunately, the real attractivity of this business is still unknown in the Brazilian Electric Sector, mainly because of the difficulties in estimating the future production level of the emission reductions and because of the existence of some managerial flexibilities that usually are note recognized in this market. In this context, the main objective of this work is to develop a methodology to evaluate the incremental payoff of the carbon market on electricity generation projects of interconnected hydrothermal systems, such as the Brazilian System. The methodologies ACM0002 [1] and AMS-I.D [2], both approved by the Kyoto Protocol Executive Board, will be used to determine the baseline of these projects. Besides that, considering that the carbon price is a random variable, the Real Option Approach will be used to evaluate the embedded managerial flexibilities on this business. The considered real option may be evaluate by using the binomial tree, least square Monte Carlo and the Grant, Vora & Weeks methods. Both the Geometric Brownian Motion and the Jump Diffusion processes will be used to model the price of the emission reductions.

[pt] Ao tomar suas decisões, o gerente se vê frente a frente com diferentes tipos de incertezas, entre elas, o tempo para se concluir um projeto. As características de inovação e ineditismo dos projetos de Pesquisa e Desenvolvimento aplicados à tecnologia reforçam ainda mais os cuidados a serem tomados com a dimensão tempo no momento da decisão, pois a penalidade pode ser até mesmo a perda de uma oportunidade valiosa de negócio. Para quantificar o impacto do esforço aplicado em um Projeto de Pesquisa e Desenvolvimento Tecnológico no valor de um empreendimento, conduzido em um contexto onde o tempo é representado por uma variável aleatória, desenvolvemos o modelo que apresentamos neste trabalho. Para tanto utilizamos a Teoria das Opções Reais, considerando que o projeto se desenvolve seqüencialmente e que pode ser abandonado em qualquer estágio de desenvolvimento. O modelo utiliza uma treliça para captar a incerteza técnica própria do desenvolvimento do desempenho da tecnologia e considera como variável aleatória o tempo de conclusão de cada uma das fases do projeto. O valor esperado do projeto, com a flexibilidade propiciada pela opção de abandono embutida no projeto de Pesquisa e Desenvolvimento, é calculado combinando a Simulação de Monte Carlo e a técnica da Programação Dinâmica. Aplicamos o modelo para tratar o caso de uma planta Gas-to-liquid (GTL). A função payoff do projeto de Pesquisa e Desenvolvimento foi construída a partir de diversas contribuições geradas no bojo de um convênio firmado entre o Departamento de Engenharia Industrial da PUC-RJ e a Petrobras S.A., com o objetivo de avaliar economicamente uma planta GTL. / [en] When making decisions, the figure of the manager comes across different types of uncertainties. Among them, the time to conclude a project. The characteristics of innovation and novelty in Research and Development Projects applied to technology, further reinforces the caution to be taken regarding the time dimension at the moment of the decision, since the penalty could culminate in the loss of a valuable business opportunity. In order to quantify the impact of the effort applied in a Research and Technological Development Project, in the value of an entrepreneurship conducted according to a context in which time is represented by a random variable, this study presents a pertinent model. Considering that a project sequentially evolves and can be abandoned during any stage of its development, the Theory of Real Options was the chosen theoretical framework. The model utilizes a lattice to capture the technical uncertainty, characteristics of the development of technology performance, and takes in account as a random variable the time of the conclusion of each stage of the project. The expected value of the project with the flexibility provided by the option to abandonment built in the Research and Development Project, is calculated through a combination of the Monte Carlo Simulation and the technique of Dynamic Programming. The proposed model was applied in the case of a Gas-to-liquid (GTL) plant. The payoff function of the Research and Development Project was built through several contributions stemmed from an agreement between the Industrial Engineering Department of PUC-RJ and Petrobras S.A., in order to assess the economic value of a GTL plant

[pt] Modelos auto-regressivos (AR(p)) de séries temporais supõem que a dinâmica da série contém uma dependência linear nas observações passadas até uma defasagem p, e um erro aleatório independente e identicamente distribuído (i.i.d). Modelos de auto-regressão quantílica (QAR(p)) são uma generalização dos AR(p) em que os coeficientes auto- regressivos variam com o quantil da distribuição condicional, não sendo necessária, portanto, uma componente explícita de erro aleatório. Esta dissertação estuda a inferência estatística proposta para modelos QAR(p) por Koenker e Xiao (2004), com o auxílio de simulações de Monte Carlo. Enquanto a estimação mostra-se bem precisa, os resultados do teste de hipóteses, onde a hipótese nula supõe um modelo auto-regressivo (AR), não apresentam bons resultados, variando estes com o modelo gerador de dados. / [en] Autoregressive models (AR(p)) for time series assume that the series dynamics has a linear dependence on past observations up to a lag p, plus an independent and identically distributed (i.i.d.) random error. Quantile autoregressive models (QAR(p)) generalize the AR(p) by allowing different autoregressive coefficients for different quantiles of the conditional distribution and so there is no need for an explicit random error component. This dissertation studies the statistical inference proposed by Koenker e Xiao (2004) for QAR(p) models, by means of Monte Carlo simulations. While the estimation tools show themselves very accurate, the hypothesis test which considers an AR model as the null hypothesis yields poor results, and these vary with the data generating process

[pt] Todos os negócios têm certos elementos em comum, e como característica principal um ambiente de incerteza. Isso tudo gera algumas questões chave: Como o risco e o caixa são alocados? Quais os incentivos para as partes interessadas no negócio? Esse trabalho sugere possibilidades de estruturação de negócios e distingue as características de um negócio de alto potencial e um mau negócio. Essas abordagens demonstraram que os termos do financiamento podem ser cruciais na determinação do valor do investimento - tanto para o empreendedor quanto para o - venture capitalist - (VC).Considerando que a interação entre empreendedor e VC tem resultado na evolução de uma série de contratos financeiros, essa dissertação sugere diversas possibilidades para estruturar diferentes Term-Sheets , aplicando a simulação de Monte-Carlo. Essa modelagem analisa como as características dos contratos podem ser determinantes no valor de retorno do investimento para o investidor e para o empreendedor. / [en] Deals in Venture Capital have certain elements in common: they take place in an uncertain environment. Thus, they require resolution of a few key questions, as: How are cash and risk allocated? What are the incentives for each of the partners in the deal? Beyond these basics, endless variations on a theme are possible. Through a series of examples illustrating important aspects in transactions between an entrepreneur and a venture capitalist, this dissertation suggests the various possibilities for structuring different term-sheets in a application using Monte Carlo simulation. This approach analyzes how the characteristics of contracts can be crucial in determining the ultimate value of the investment for both entrepreneur and venture capitalist.

[pt] O Ambiente de Contratação Livre proporcionou uma continuidade do processo de livre concorrência de mercado iniciado com a reestruturação do setor elétrico em 1997. A mudança de um regime baseado em contratos de suprimento renováveis para uma estrutura baseada em preços dados por um mercado competitivo, expõe as empresas do setor elétrico brasileiro à volatilidade do mercado de eletricidade. Neste novo ambiente, as empresas devem gerenciar os riscos associados às suas operações. Devido às características singulares do setor elétrico brasileiro, o gerenciamento de risco é um grande desafio para os próximos anos. Por outro lado, com a liberdade de negociação permitida pelo segmento de comercialização de energia no Ambiente de Contratação Livre, os contratos de compra e venda de energia elétrica passaram a adaptar-se as necessidades de mercado com a incorporação de flexibilidades que viessem a mitigar os riscos com relação à demanda por energia elétrica e principalmente com relação ao preço. Dentro desse contexto, foi desenvolvido um modelo de avaliação de portfolio de contratos de compra e venda de energia elétrica, incorporando as flexibilidades inerentes a atividade de comercialização, de forma a quantificar os riscos associados a esta atividade e determinar o valor adicionado ao portfolio pelas flexibilidades. O caso estudado é fictício, mas é um exemplo típico na área de comercialização de energia elétrica dentro deste novo modelo. / [en] The Free Contracts Environment enabled continuity of the free market competition process which started with the electric sector restructure in 1997. The shift from a regime based on renewable supply contracts to a structure based on prices established by competition exposes companies in the Brazilian electric sector to the volatility of the electricity market. In this new environment companies must manage the risks associated to the operations. The Brazilian electric sector singular features make risk management a great challenge for ensuing years. On the other hand, with free negotiation enabled by the energy trade segment within the free contracts environment, electric energy purchase and sale contracts started to adapt to the market needs incorporating flexibilities designed to face uncertainty regarding electric energy demand in general and prices in particular. Within this context, an electric energy purchase and sale portfolio valuation model was developed, incorporating the flexibilities inherent to commercialization activities, in order to quantify the risks associated with this activity and establish the value added to the portfolio by the flexibilities. The case studied is fictitious, but typical in the field of electric energy trading within this new model.

[pt] Foi implementado um algoritmo capaz de avaliar opções americanas de compra usando a técnica de Simulação de Monte Carlo aliada à Programação Dinâmica. O objetivo é avaliar opções de expansão na produção de campos de Petróleo já desenvolvidos sob condições de incerteza técnica e de mercado, tipicamente presentes em projetos de exploração e produção dessa commodity. Para modelar os movimentos do preço do Petróleo foram utilizados os modelos de Reversão à Média de Schwartz e de Dias. Explorando o algoritmo, foram estudados os efeitos da taxa de juro livre de risco, do preço de exercício da opção, da velocidade de reversão à média, da depleção secundária do campo, da volatilidade e do preço de longo prazo do Petróleo no valor da opção real. Além disso foram obtidas curvas de gatilho interpretadas como ferramentas gerenciais capazes de fornecer uma regra de decisão sobre quando investir. Os resultados foram comparados com o esperado pela teoria tradicional de opções, a qual utiliza o movimento Geométrico Browniano para modelar os movimentos do preço do ativo objeto. / [en] A program in C++ was used to evaluate American calls using both the approaches of Monte Carlo Simulation and Dynamic Programming. Its main purpose is to evaluate expanding options in a developed oil field. The investment is considered under both economic and technical uncertainties, what is common place in petroleum exploration and production problems. In order to model the commodity price, the Dias and Schwartzs mean reversion processes were used. The influences of the risk free rate, the exercise price, the mean reversion speed, the field depletion, the volatility and the oil long term price in the value of the real option were studied. Besides that, optimal exercise frontiers were obtained as a rule for the early exercise. The results obtained in this dissertation were compared to the results expected by the financial option theory, which models stocks prices using the Geometric Brownian Motion.