[pt] O presente trabalho tem como objetivo analisar a possibilidade de se realizar operações de arbitragem da volatilidade com opções de ações brasileiras. Utilizando o modelo proposto em Molero e Mello (2018) para calcular a inclinação da concavidade do sorriso da volatilidade das opções de compra das quatro ações de maior liquidez na Bolsa de Valores do Brasil (B3), foram encontradas 26 oportunidades de arbitragem da volatilidade das opções dos papéis, ao longo do período de 1 de setembro a 30 de novembro de 2020. A análise dos resultados das operações apontou que, assim como era esperado, as operações feitas quando a concavidade do sorriso da volatilidade atingiu o limite a partir de 2,0 desvios-padrão da média, a maioria das operações foi vencedora, enquanto as perdedoras apresentaram ônus pouco significativo, combinação que resultou em um lucro nada trivial. Os resultados positivos não se repetiram quando foram testadas operações em dias de coeficientes mais próximos da média da série. O resultado reforçou o já conhecido argumento das caudas grossas, o qual define que quanto mais longe da média estiver o parâmetro, mais difícil será de prever seus movimentos e de precificá-lo corretamente, o que abrirá oportunidades para operações de arbitragem com obtenção de lucro. / [en] This paper aims to analyze the possibility of carrying out volatility arbitrage operations with Brazilian stock options. Using the model proposed by Molero and Mello (2018) to calculate the concavity slope of the volatility smile of the purchase options of the four most liquid shares on the Brazilian Stock Exchange (B3), 26 opportunities for volatility arbitrage of the options of the shares were found, over the period from September 1 to November 30, 2020. The analysis of the results of these operations indicated that, as expected, the operations carried out when the concavity of the volatility smile reached the limit from 2,0 standard deviations from the mean, the majority of the operations were successful, while the losers presented little significant loss, a combination that resulted in a non-trivial profit. The positive results were not repeated when operations were tested on days with coefficients closer to the series mean. The result reinforced the well-known argument of thick tails, which defines that the farther from the mean the parameter is, the more difficult it will be to predict its movements and to price it correctly, which will open opportunities for profit-making arbitrage operations.

[pt] Esta dissertação tem como objetivo buscar evidências de prêmio de risco a partir do mercado de opções e de futuro de dólar no Brasil. Para isso dois ensaios foram realizados: um que mede o prêmio de risco por volatilidade no mercado de opções e outro que mede o prêmio de risco cambial no mercado futuro. No primeiro caso, o prêmio é estimado como o excesso de retorno de um portfolio protegido. No segundo caso, o prêmio é estimado com base na Teoria da Paridade de Juros ajustada a risco pelo modelo CGARCH-M. Verificou-se evidências de forward bias puzzle e de prêmio de risco por volatilidade e cambial ambos negativos e variantes no tempo. O primeiro é responsável por aumento nos preços das opções de moeda enquanto o segundo é consistente com a teoria de média-variância, ou seja, o investidor avesso ao risco requer mais retorno com o aumento do risco. Além disso, choques não antecipados possuem influência na determinação do componente de longo prazo da volatilidade do prêmio de risco cambial. Em momentos de incerteza global no mercado e aumento nas restrições de liquidez a volatilidade de curto prazo se eleva. Entretanto somente com o prêmio de risco não é possível explicar os preços viesados. Portanto, são necessários estudos futuros que envolvam tanto custo de transação, quanto o desenvolvimento de modelo econômico mais tratável para determinação da taxa de câmbio. / [en] This work aims to seek evidence of risk premium in the option and future foreign exchange markets of dollar in Brazil. For that we used two essays: one that measures the premium for volatility risk in the option market and other which measures the currency risk premium in the future market. In the first case, the premium is estimated as excess return of hedge portfolio. In the second case, the premium is estimated based on risk-adjusted Interest Rate Parity Theory from a CGARCH-M model. There was evidence of forward bias puzzle and premium for volatility and for currency risk both negative and time-varying. The first is responsible for increasing currency option price, while the second is consistent with the mean-variance theory, so risk averse investors required more return when they face higher risk. In addition, unanticipated shocks have an influence in determining the long-term volatility component of currency risk premium. In times of global market uncertainty and increasing liquidity constraints the short-term volatility raises. But only the risk premium can not explain the price biased. So transaction cost and a more effective economic model must be including in futher studies about exchange rate discovering.

[pt] Os ensaios que compõem a presente tese investigam, no contexto de modelos monetários de equilíbrio geral nos moldes novo- keynesianos, algumas questões de interesse relativas condução da política monetária e às características das flutuações macroeconômicas. O primeiro ensaio analisa as propriedades das políticas ótimas de desinflação, buscando determinar as condições sob as quais: (i) a trajetória ótima de desinflação envolve perdas substanciais de produto; (ii) uma estratégia de desinflação rápida é preferível a uma desinflação gradual. De acordo com os resultados obtidos, a existência de diferentes graus de fricções monetárias e de inércia no produto e na inflação permite justificar diferentes trajetórias ótimas de desinflação, algumas envolvendo queda rápida e indolor da inflação, outras associadas a lenta redução das taxas inflacionárias acompanhada de forte recessão. No segundo ensaio, investiga-se a relação entre as imperfeições no mercado de crédito e o grau de amplificação de choques na economia associado ao chamado acelerador financeiro. A partir de simulações de um modelo teórico que incorpora dois tipos de fricções no mercado de crédito, conclui-se que a potência do acelerador financeiro na amplificação de choques monetários pode aumentar ou diminuir com as fricções do mercado de crédito, dependendo do nível inicial e do tipo de imperfeição considerada. O último ensaio investiga empiricamente a relação entre imperfeições no mercado de crédito, amplificação de choques e volatilidade macroeconômica a partir de um painel de dados sócio-econômicos para 62 países. De acordo com os resultados obtidos, que são consistentes com o modelo desenvolvido no segundo ensaio, a volatilidade macroeconômica varia de forma não- monotonica com o viés anticredor do sistema jírídico- legal, mas parece aumentar com os custos de cumprimento de contratos / [en] This thesis consists of three essays on economic fluctuations and monetary policy issues, which are investigated within New- Keynesian monetary general equilibrium models. The first essay analyzes the properties of optimal disinflation policies, seeking to identify conditions under which: (i) the optimal disinflationary path involves significant output losses; (ii) a rapid disinflation is preferable to a gradual one. According to our results, different degrees of monetary frictions and inertia in output or inflation may lead to different optimal disinflationary policies - some of which will be quick and painless, while others will proceed slowly and generate deep recessions. The second essay investigates the relationship between credit market imperfections and the degree of shock amplification arising from the so-called financial accelerator, by simulating a macroeconomic model with two types of financial frictions. According to our results, the power of the financial accelerator may either increase or decrease with financial frictions, depending on the source and initial level of such frictions. The third essay provides an empirical investigation of the relationship between credit market imperfections, shock amplification and macroeconomic volatility, based on socioeconomic data from a panel of 62 countries. According to our results, which are consistent with the theoretical model developed in the second essay, macroeconomic volatility seems to increase with contract enforcement costs, but varies non-monotonically with the degree of anti-creditor bias in the judicial and legal system

[pt] Esta dissertação discute o modelo de Volatilidade Estocástica (SV) estimado via metodologia Durbin & Koopman, chamada Verossimilhança de Monte Carlo( MCL). Comparou-se a cobertura condicional do valor em risco (VaR), deste modelo, com as do modelo GARCH(1,1) e SV estimado via Quasi Máxima Verossimilhança (QML). Os modelos foram estendindos a distúrbios Gaussiano e t-Student na equação da média. O desempenho dos modelos foi avaliado fora da amostra para retornos diários dos índices Ibovespa, S&P500, Nasdaq e Dow Jones. Para o critério de avaliação foi utilizado o teste de Christoffersen. Foram econtradas evidências empíricas de que o modelo SV estimado via MCL é tão eficiente quanto o modelo GARCH(1,1), em termos da cobertura condicional do VaR. / [en] This dissertation discusses the estimation of the Stochastic Volatility (SV)model using a Durbin and Koopman methodology called Monte Carlo Like-lihood (MCL). The conditional coverage of value at risk (VaR) of SV via MCL model was compared to the GARCH (1,1) model and to the SV model via Quasi Maximum Likelihood (QML) estimation. The models were extended to Gaussian and Student-t isturbances in the mean equation. The performances of the models were evaluated out-of-sample for daily returns on the Ibovespa, S&P500, Nasdaq and Dow Jones indexes. Christoffersen test were applied for the evaluation criteria. In terms of the VaR conditional coverage, empirical evidences indicate that the SV model via MCL estimation is as efficient as the GARCH (1,1) model.

[pt] Na tentativa de melhor capturar fatos estilizados do comportamento dos preços de opções financeiras, em especial para tratar a questão do sorriso da volatilidade, modelos de volatilidade estocástica têm sido objeto de estudo em diversos mercados. Neste contexto, o principal objetivo deste trabalho é avaliar os modelos de volatilidade estocástica de Heston (1993), Bates (1996) e Double Heston (2009) junto ao método de Lewis (2000) para precificar opções de ações no mercado brasileiro de derivativos, caracterizados por serem de curto prazo. Para isto foram precificadas opções de compra da Petrobrás e Vale. Os modelos foram comparados de acordo com a qualidade do ajuste aos dados in-sample e a capacidade preditiva com dados out-of-sample. Ademais, buscou-se verificar a volatilidade implícita gerada por cada um dos modelos. Ao fim, identificou-se que considerar a volatilidade como estocástica, mesmo quando é descrita por apenas um processo estocástico, é a decisão mais importante a ser tomada a fim de melhorar o apreçamento das opções. Além disso, adicionar saltos a um modelo de volatilidade estocástica parece ser mais relevante do que adicionar um segundo processo estocástico para modelar a volatilidade na precificação de opções de curto prazo. / [en] In an attempt to better capture stylized facts about financial option prices behavior, especially to address the issue of volatility smile, stochastic volatility models have been the object of study in several markets. In this context, the main purpose of this work is to assess the stochastic volatility models of Heston (1993), Bates (1996) and Double Heston (2009) along with the Lewis method (2000) for stock option pricing in Brazilian derivative market, featured by being short-term. Therefore, Petrobrás and Vale s call options were priced. The models were compared according to the in-sample fit skill and the out-of-sample forecasting power. Furthermore, it was verified the implied volatility begot by each model. In the end, it was figured out that consider the volatility as stochastic even when it is described by only one stochastic process is the preeminent matter to do in order to improve option pricing. Plus, adding jumps in a stochastic volatility model seems to be more important than adding a second stochastic process to model the volatility in short-term option pricing.

[pt] O presente trabalho busca explorar a previsibilidade na dinâmica temporal em modelos lineares de superfícies de volatilidade implícita estimados para opções de compra de ações brasileiras. Resultados de estudos anteriores, sob a abordagem usualmente empregada de estimação de modelos lineares em função do preço de exercício e do tempo até o vencimento a partir de dados de corte transversal sobre cada contrato disponível em dado instante, como Dumas, Fleming e Whaley (1998), revelam grande instabilidade nos coeficientes estimados ao longo do tempo. Por conseguinte, a incapacidade desta perspectiva em descrever a dinâmica intertemporal da estrutura, contrariando a observação empírica de volatilidade variável no tempo. A partir destas evidências e das conclusões de Heston e Nandi (2000), que reportaram significativa dependência da trajetória para a volatilidade dos retornos do índice S&P 500, Gonçalves e Guidolim (2006), propuseram um modelo em dois estágios, que aplica vetores autoregressivos para capturar a presença de variação temporal dos coeficientes de um modelo linear. A contribuição deste trabalho está em aplicar o Modelo proposto à realidade do mercado brasileiro de opções de ações, incipiente em liquidez e horizonte de negociação se comparado ao mercado norte americano, adaptando critérios a fim de validar sua aplicabilidade neste contexto em termos estatísticos e econômicos. Os resultados comprovam a superioridade desta abordagem em relação a outras comparáveis na literatura, mas não a capacidade de gerar retornos acima da média na presença de custos de transação contra a referência natural da taxa livre de risco. O que sugere a adequação à hipótese de eficiência de mercado. / [en] O The present study aims to explore predictability in temporal dynamics regarding linear models of the implied volatility surfaces estimated for Brazilian stocks options. Previous results, by usual approach of fitting linear models linking implied volatility to time to maturity and moneyness, available for each cross-section of option contracts at a point in time, as in Dumas, Fleming and Whaley (1998), suggest that estimated parameters of such models are highly unstable over time. Therefore, this approach isn t capable of replicating various IVS s shapes, contrary to the empirical evidence of implied volatility varying with options strike price and date of expiration. Based on these evidences and in Heston and Nandi (2000), that exploit the information on path-dependency in volatility contained in the spot S&P 500 index, Gonçalves e Guidolim (2006) proposed a two-stage approach to modeling and forecasting the S&P 500 index options IVS. In the second-stage they model the dynamics of the cross-sectional first-stage coefficients by means of vector autoregression models. The contribution of this work is to apply the proposed model to the reality of the Brazilian stock options, incipient in terms of liquidity and trading horizon dimensions when compared to the U.S. market, adapting criterians to validate its applicability in this context in statistical and economical sense. The results demonstrate the superiority of this approach over comparable literature, but not the ability to generate abnormal profits in the presence of transaction costs in excess of the benchmark of the risk-free rate. This indicates adaptation to the market efficiency hypothesis.

[pt] Historicamente, observa-se que as volatilidades de variáveis financeiras são drasticamente afetadas em períodos de crises econômicas. Em particular, essa observação é válida para a taxa de câmbio entre o Real e o Dólar norte-americano, o Índice Bovespa e o EMBI Brasil (Emerging Market Bond Índex+Brazil), usualmente utilizado como medida de Risco-País para a economia brasileira. Diante de tais evidências empíricas, a existência de um fator comum entre as volatilidades das três variáveis citadas torna-se uma suposição plausível. O presente trabalho propõe a extração deste fator latente, através da estimação por Quasi Máxima Verossimilhança de uma adaptação do modelo de volatilidade estocástica. A estimação é feita através da aplicação do filtro de Kalman em sua versão difusa, uma vez que se supõe que as volatilidades das variáveis em questão seguem processos não estacionários. A conclusão do trabalho apontou para a existência de um único fator comum às volatilidades mencionadas, corroborando as expectativas preliminares. / [en] Historically, financial variables’ volatilities are drastically affected during economical crisis periods. In particular, this statement is valid for the exchange rate between brazilian and north american currencies, the São Paulo Stock Exchange Index (Ibovespa) and the Emerging Market Bond Index + Brazil, usually interpreted as a measure of brazilian sovereign risk. Therefore, the presence of a common factor affecting the volatilities of these three variables becomes a plausible assumption. This work intends to extract this latent factor applying the quasi-maximum likelihood estimator into an adapted stochastic volatility model. The estimation requires the Kalman filtering on its diffuse version, once it’s supposed that the volatilities follow a non stationary process. The results indicated the presence of one common factor driving the mentioned volatilities, confirming the previous expectations.

[pt] Esta tese é composta por três estudos que têm em comum um papel destacado para choques de demanda na avaliação do risco de ações. O primeiro estudo avalia se ações que apresentam volume anormalmente alto têm um maior retorno nas semanas seguintes, sem necessariamente maior risco, como relatado anteriormente na literatura. Diferentemente de resultados precedentes, o estudo mostra que o risco sistemático pode explicar parcialmente o maior retorno de uma carteira formada com ações que apresentam volume anormalmente alto. Porém, também mostra que a correlação com o retorno do mercado não é suficiente para explicar o maior retorno da carteira de maior volume. O segundo estudo avalia se retornos acumulados afetam a resposta da volatilidade a choques de retorno. Foi verificado que sim. Este resultado é atribuído a viés comportamental que, atenuaria o impacto dos choques positivos, sobre a volatilidade, quando o retorno acumulado e corrente são negativos, mas amplificaria o impacto dos choques negativos, quando o retorno acumulado e corrente são negativos. O estudo apresenta evidência empírica que suporta esta explicação. O terceiro estudo, motivado por literatura recente que mostra a relevância da assimetria das distribuições de retornos de ações na avaliação de risco, procura identificar determinantes da assimetria. Além das variáveis explicativas identificadas pela literatura precedente, o estudo mostra que o ganho de capital e uma variável proposta como proxy para a freqüência de incorporação de novidades aos preços afetam a assimetria da distribuição de retornos de ações de maneira estatisticamente significativa e com os sinais conjecturados. / [en] This thesis consists of three essays which have in common the role of demand shocks in the evaluation of stocks risk. The first essay evaluates whether stocks that present abnormal high volume have a greater return in the following weeks, which is not necessarily linked to higher risk, as previously reported in financial literature. Contrary to previous results, the essay shows that systematic risk may partially explain the greater return of the portfolio formed with stocks that present abnormally high volume. However, it also shows that the correlation with market return is not sufficient to explain the greater return of the high volume portfolio. The second essay evaluates whether cumulative returns affect the response of volatility to return shocks. The result was affirmative, and attributed to behavioral bias, that attenuates the impact f positive shocks, when cumulative and current return are positive, and amplifies the impact of negative shocks, when cumulative and current return are negative. The essay also provides empirical evidence supporting this explanation. The third essay, motivated by recent literature that shows the relevance of skewness of returns distribution to risk evaluation, aims the identification of skewness determinants. Besides explanatory variables identified by previous literature, the essay shows that capital gain and a variable proposed as proxy for the frequency of information incorporation into prices affect the skewness of stocks returns distribution, with statistical significance and conjectured signs.

[pt] Este trabalho tem como objetivo investigar o efeito das intervenções do Banco Central na volatilidade da taxa de câmbio no Brasil no período de 2000 a 2003 e entender se a autoridade monetária intervém com o intuito de suavizar a volatilidade do câmbio. Para abordarmos o primeiro ponto, utilizamos o modelo EGARCH de Nelson (1991) que nos permitiu estimar o impacto das intervenções na volatilidade da taxa de câmbio levando em conta a possibilidade de que choques positivos e negativos no retorno do câmbio tenham efeitos distintos na volatilidade. Como principal resultado, encontrou-se que as intervenções do Banco Central estariam adicionando volatilidade na taxa de câmbio. Entretanto, devido à possibilidade de simultaneidade, utilizou-se a metodologia desenvolvida por Vella (1993) que nos permite estimar o efeito das intervenções na volatilidade de forma consistente e testar a endogeneidade das intervenções. Concluímos que as estimativas anteriores eram inconsistentes uma vez que encontramos que as intervenções contribuíram para uma redução de volatilidade e o teste de endogeneidade confirmou que as intervenções são endógenas ao modelo. Podemos também depreender deste resultado que possivelmente o Banco Central tem suavizado movimentos na taxa de câmbio. / [en] This work investigates the effect of Central Bank interventions on the exchange rate volatility from 2000 to 2003 and tries to understand whether or not the monetary authority smoothes exchange rate volatility. Referring to the first issue, we estimated an EGARCH model developed by Nelson (1991) that allows us to estimate the effect of interventions on the volatility regarding the possibility that positive and negative shocks have different impacts on volatility. The results found indicate that Central Bank interventions are adding volatility to the exchange rate. However, because of the possibility of simultaneity, we implemented the methodology developed by Vella (1993) that allows us to test consistently the effect of interventions on the volatility and test the endogeneity of interventions. We conclude that previous estimates were inconsistent as new results reveal that interventions contribute to reduce volatility and the endogeneity test confirms that interventions are an endogenous variable of the model. This result also indicates that possibly Central Bank smoothes exchange rate movements.

[pt] O conceito de risco é definido como a distribuição de resultados inesperados devido a alterações nos valores das variáveis que descrevem o mercado. Entretanto, o risco não é uma variável observável e sua quantificação depende do modelo empregado para avaliá-lo. Portanto, o uso de diferentes modelos pode levar a previsões de risco significativamente diferentes.O objetivo principal desta dissertação é realizar um estudo comparativo dos modelos mais amplamente utilizados (medição de variância amostral nos últimos k períodos, modelos de amortecimento exponencial e o GARCH(1,1) de Bollerslev) quanto à capacidade preditiva da volatilidade.Esta dissertação compara os modelos de estimação de volatilidade citados acima quanto à sua capacidade preditiva para carteiras compostas por um conjunto de ações negociadas no mercado brasileiro. As previsões de volatilidade desses modelos serão comparadas com a volatilidade real fora da amostra. Como a volatilidade real não é uma variável observável, usou-se o mesmo procedimento adotado pelo RiskMetrics para o cálculo do fator de decaimento ótimo: assumiu-se a premissa que o retorno médio de cada uma das carteiras de ações estudadas é igual a zero e,como conseqüência disso, a previsão um passo à frente da variância do retorno realizada na data t é igual ao valor esperado do quadrado do retorno na data t.O objetivo final é concluir, por meio de técnicas de backtesting, qual dos modelos de previsão de volatilidade apresentou melhor performance quanto aos critérios de comparação vis-à-vis ao esforço computacional necessário. Dessa forma, pretende-se avaliar qual desses modelos oferece a melhor relação custo-benefício para o mercado acionário brasileiro. / [en] The risk concept is defined as the distribution of the unexpected results from variations in the values of the variables that describe the market. However, the variable risk is not observable and its measurement depends on which model is used in its evaluation. Thus, the application of different models could result in significant different risk forecasts.The goal of this study is to carry out a comparison within the largest used models (sample variance in the last k observations, exponentially smoothing models and the Bollerslev s model GARCH(1,1)). The study compares the models mentioned above regarding its forecast capability of the volatility for portfolios of selected brazilian stocks. The volatility forecasts will be compared to the actual out of sample volatility. As long as the actual volatility is not an observable variable, the same procedure adopted by RiskMetrics in the calculation of the optimum decay factor will be used: it assumes the premise that the average return of which one of the stock portfolios is equal zero and, as the consequence of this fact, the one step variance forecast of the portfolio return carried out on date t is equal to expected value of the squared return of date t.The final objective is to conclude, using backtesting techniques, which of the forecasting volatility models show the best performance regarding the comparison criterions vis-a-vis the demanding computer efforts. By this way, it was aimed to evaluate which of them offer the best cost-benefit relation for the brazilian equity market.