Desde meados da década de 70, os mercados brasileiros de açúcar e álcool têm passado por importantes transformações que conduziram o país de volta à posição de líder mundial na produção de cana-de-açúcar. O objetivo deste trabalho é avaliar o papel de choques de oferta (área e produtividade), de demanda (renda doméstica e exportação) e de preços (da cana e de açúcar e álcool) na evolução recente da produção de cana-de-açúcar. Durante a maior parte do período analisado, o setor sucroalcooleiro encontrava-se sob forte regulamentação estatal, com a produção de cana, de açúcar e de álcool limitadas por quotas, preços fixados e exportações determinadas pelo Instituto do Açúcar e do Álcool - IAA. Nos anos 80, a expansão da cana pode ser atribuída aos incentivos estatais concedidos para estimular a produção e o consumo de álcool combustível. Com o final da intervenção estatal sobre o setor, um novo modelo para a precificação da cana-de-açúcar tem distribuido, desde 1999, parte dos lucros obtidos com a comercialização do açúcar e do álcool ao longo da cadeia produtiva. O modelo econômico proposto é uma versão adaptada das representações utilizadas em Alves (2006) e Spolador (2006) e está fundamentado nas idéias de Blanchard e Quah (1989) para a decomposição das variações da produto em choques de oferta e de demanda. Os testes de raiz unitária seguiram a metodologia proposta por Dickey e Pantula (1987) e os testes de cointegração, a de Johansen (1988). O modelo foi estimado como um Vetor Auto-Regressivo - VAR estruturado, com as inovações sendo calculadas através da decomposição de Bernanke-Sims. Os resultados estimados corroboraram os pressupostos de exogeneidade da área e de endogeneidade da produtividade, do preço da cana, do preço de açúcar e álcool e da exportação. A área mostrou-se insensível a choques nas demais variáveis. Apesar de apresentar uma resposta geralmente positiva, a produtividade mostrou-se pouco sensível a choques não-reflexivos. Os preços (tanto da matéria-prima quanto dos produtos finais) também foram pouco sensíveis a choques nas demais variáveis. A exportação foi a variável mais sensível a choques, apresentando elásticidades maiores que a unidade em resposta a variações inesperadas das taxas de crescimento do preço da cana e da renda doméstica. Choques de oferta e de preços exibiram impacto permanente sobre a produção de cana-de-açúcar, enquanto choques de demanda apresentaram efeitos temporários. Entretanto, as elasticidades acumuladas de choques de oferta sobre a produção convergiram para valores superiores à unidade, e no caso de choques de preço, as elasticidades acumuladas tenderam para 0,25. Constatou-se, através da decomposição da variância dos erros de previsão da área e da produtividade, que os estímulos advindos da oferta são os mais importantes para explicar as flutuações na produção de cana-de-açúcar. / Since the mid 70s, the Brazilian sugar and ethanol markets have passed through noteworthy changes, leading the country back to the position of number one sugar cane producer in the world. The objective of this thesis is to evaluate the whole of shocks in supply (measured by area and yield unexpected variations), in demand (measured by domestic income and exports unexpected variations) and in prices on the recent developments in the sugar cane production. During most of the analyzed period, both sugar & ethanol - S&E sector was under government intervention, with quotadriven productions, fixed prices and regulated exports. In the mid-80s, sugar cane expansion was driven by governmental incentives to improve both the ethanol production and consumption. With the end of the governmental intervention over the S&E sector, a new model for establishing sugar cane prices has, since 1999, distributed the profits gathered in the sugar and ethanol trade throughout the productive chain. The proposed economic model is an adapted version of the representations used in Alves (2006) and Spolador (2006) and is based on the insights of Blanchard & Quah (1989) to analyze the composition of product variations. The unit root tests were performed following Dickey & Pantula (1987) methodology and the co-integration tests, Johansen\'s (1989). The model was estimated as a structural Auto-Regressive Vector, with innovations calculated through the Bernanke-Sims decomposition. The results confirmed the assumptions about the area\'s exogeneity and the yield, cane price, average S&E price and exports endogeneity. The area exhibited a non-sensitive response to shocks in other variables. Though presenting a generally positive response, the yield showed a low sensitivity to non-reflexive shocks. Both prices (from raw material and final products) also presented low sensitivity to shocks in other variables. The export was the most sensitive variable, with accumulated elasticity in response to shocks in sugar cane price and in domestic income higher than the unit. Supply and price shocks had a permanent impact over cane production, but demand shocks had a transitory effect over it. However, the accumulated elasticity from supply shocks over production converged to values above the unit, while the ones from price shocks converged to 0.25. Area and yield variance decompositions led to the conclusion that innovations coming from the supply side are the most important in explaining the fluctuations in the sugar cane production in Brazil.

Os três artigos que compõem esta Tese possuem em comum a utilização de técnicas macroeconométricas para a investigação de problemas específicos. Embora no campo da macroeconometria os modelos do tipo Vetores Auto Regressivos (VAR) costumam ser uma das principais ferramentas utilizadas, muitas vezes precisamos complementar esta abordagem por outras técnicas para extrairmos conclusões mais apropriadas. É justamente isto que acontece com cada um dos artigos desta Tese. No primeir o artigo, foram construídas estimativas para a série do PIB mensal para o Brasil mediante aplicação de modelos de desagregação de séries temporais. Embora o método de estimação destes modelos seja o de mínimos quadrados generalizados (GLS), utilizou-se um modelo VAR para apurar o erro médio de projeção da taxa de inflação associado a cada uma das séries do PIB mensal encontrada para cada método de desagregação temporal empregado. No segundo artigo, foi avaliado se o fenômeno conhecido como price puzzle pode ser explicado pela presença de um canal de custo da política monetária. A investigação econométrica empregada para se verificar a existência de tal canal foi através de estimações, pelo método dos momentos generalizados (GMM), da Curva de Phillips Novo-Keynesiana Híbrida (HNKPC) estendida pela presença do canal de custo. Adicionalmente, ampliou-se a especificação do modelo VAR inicialmente considerado a fim de verificar se, na eventualidade de rejeição da existência do canal de custo para a economia brasileira, problemas de má especificação poderiam ser responsáveis pelo surgimento do price puzzle. Por fim, no terceiro artigo foi investigado se existe, ou não, complementaridade entre os investimentos públicos e privados no Brasil. Partindo de um modelo VAR inicial e efetuandose os testes de cointegração, conclui-se que é possível identificar um processo de mecanismo de correção de erros (VECM) entre o investimento público e privado no país, muito embora existam evidências de que a relação de complementaridade possa ter sofrido enfraquecimento ao longo do tempo. Assim, para verificar tal suspeita, conduziu-se uma análise via modelos de regressão com parâmetros variáveis no tempo (TVP), estimados mediante a aplicação do filtro de Kalman. Em suma, os três artigos desta Tese fornecem uma razoável combinação das principais técnicas macroeconométricas quando aplicadas sobre problemas específicos. / The three articles of this thesis have in common the use of macroeconometric techniques which investigate specific problems. Although in the field of macroeconometrics the VAR models are one of the most popular tools, very often we need to add other techniques to this framework, in order to achieve more appropriate conclusions. That is exactly what is applied to every article of this thesis. In the first article we construct estimates for the monthly GDP of Brazil by applying temporal disaggregation models. Although the method used in these models are the Generalized Least Squares (GLS), we estimate a VAR to find the average forecast error of the inflation rate associated to each of the GDP series found for each method of time-series disaggregation. In the second article, we evaluate if the so-called phenomenon \"price puzzle\" can be explained by the presence of a cost channel of monetary policy. The econometric investigation able to verify the existence of such channel, through the Generalized Method of Moments (GMM), is the Hybrid New -Keynesian Phillips Curve (HNKPC), extended by the presence of the cost channel. In addition, we amplify the specification of the VAR model considered in the beginning, in order to verify whether problems of misspecification could be responsible for the arise of the \"price puzzle\", in the case of rejection of existence of cost channel for the Brazilian economy. Finally, the third article investigates whether private and public investments in Brazil are complements. From an initial VAR model, we apply cointegration tests which are able to reveal that it is possible to identify a process of error correction (VECM) between public and private investment in Brazil, although there is evidence that their relationship has been losing strength over time. Therefore, in order to investigate such suspicion, we conduct an analysis of Time Varying Parameters models (TVP), estimated by a Kalman f ilter. In conclusion, the three articles of this thesis offer a reasonable combination of the main macroeconometric techniques when applied to specific problems.

Orientador: Dirceu Luís Severo. / Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Centro de Ciências Tecnológicas, Universidade Regional de Blumenau, Blumenau.

Devido aos erros de medida de distância, a posição estimada fornecida por um receptor GPS é imprecisa (30 metros, 2s) para aplicações que requerem precisão de centímetros em tempo real, como o de aproximação e pouso automático para aeronaves com restrição de visibilidade da pista (categoria III). Existem três fontes principais de erros: a) degradação intencional, conhecida como disponibilidade seletiva (SA) que está em processo de desativação desde 2 de maio de 2000; b) diluição da precisão (DOP) que está associada aos efeitos da distribuição geométrica dos satélites em solução de navegação. A posição relativa dos satélites disponível afeta a exatidão das coordenadas do usuário obtidas por um receptor GPS e, c) erro equivalente de distância do usuário (UERE) que é a soma das contribuições de cada fonte de erro associada a cada satélite e com a pseudodistância, e são: erros dos relógios do satélite e do usuário, erros do sistema (efemérides, atrasos devido à ionosfera, atrasos da troposfera, multicaminho e receptor). É necessário ter melhor conhecimento dos fatores desses erros e o modelo que os representa. Parte-se do conhecimento a priori da localização da antena do receptor e da obtenção a posteriori da localização exata dos satélites. Dados coletados das pseudodistâncias foram comparados às reais distâncias, obtendo-se o erro a ser modelado. Devido às características dos dados, séries temporais com estrutura de autocorrelação, levaram ao emprego do modelo ARIMA (AutoRegressive Integrated Moving Average, Autoregressivo Integrado e Médias Moveis) da metodologia de Box & Jenkins. Comprovou-se o bom desempenho do modelo com a redução do erro de cálculo da posição do usuário de 110 metros para 1,29 metros.

Este trabalho propõe uma metodologia para o prognóstico de sistemas baseada na técnica de Inteligência Computacional denominada Raciocínio Baseado em Casos. Realiza-se inicialmente uma revisão bibliográfica dos principais métodos utilizados para prognóstico de equipamentos e econômico. Em seguida, apresenta-se histórico de evolução das pesquisas em Raciocínio Baseado em Casos e propõe-se algoritmo genérico para prognóstico de sistemas baseado nessa técnica. O algoritmo proposto fundamenta-se na definição de uma função condição do sistema e na construção de uma série temporal capaz de representar sua evolução no tempo, composta por termos de tendência, elementos sazonais e variáveis binárias. A série temporal é dividida em diferentes cenários candidatos de acordo com a modificação de variáveis exógenas que representam condições ambientais externas ao sistema. Os cenários candidatos são avaliados mediante teste de hipóteses, persistindo como cenários válidos apenas aqueles correspondentes a modificações das variáveis exógenas que alteraram significativamente a série temporal de evolução do fenômeno. Associa-se um modelo de progressão específico para cada cenário válido. O modelo utilizado para fins de prognóstico é determinado pela combinação de modelo de progressão do cenário mais atual com o modelo associado ao cenário passado mais similar ao atual. O método proposto foi testado no prognóstico de sistemas de diferentes naturezas, mostrando-se suficientemente genérico, abrangente e fácil de ser aplicado.

This thesis presents a methodology using a portfolio of time-series models, from conventional ARMA to a regime-changing framework. The objective is to develop an air transportation demand modeling to inspect potential structural breaks in the Brazilian market, due to solve underlying issues of new demand creation. Out-of-sample forecasting is used to generate comparative metrics aiming at both selection and validation of what we call a "champion model". Results indicate better performance of more complex models such as the fractionally integrated and the Markov-switching models. Ex ante knowledge of the interaction of structural breaks and unit root can prove useful in the modeling analysis. The demand forecast of the champion model is in line with the recent accelerated growth of the Brazilian air transportation market, roughly 7% per year.

A variação temporal natural das vazões dos rios pode ser causa de dificuldades para o abastecimento urbano de água, tornando-se ainda mais complexo no cenário de possíveis mudanças climáticas presente nos dias atuais. O presente trabalho objetivou detectar tendências em séries temporais de dados hidrológicos de precipitação na bacia hidrográfica do ribeirão Guaratinguetá, Município de Guaratinguetá - SP, visando estabelecer um comparativo entre os valores históricos observados e os projetados através do modelo Eta/CPTEC para cenários futuros até o ano de 2.099. Foram analisados dados de precipitação e temperatura de estações hidrometeorológicas na bacia hidrográfica do Ribeirão Guaratinguetá, e gerados dados de evaporação, com o método de Thornthwaite, e de vazão do rio, com o modelo SMAP (Soil Moisture Accounting Procedure), e então submetidos ao teste estatístico não paramétrico de Mann-Kendall, visando a identificação de tendências. Ambas as séries históricas e projetadas apresentaram variação intra-anual dos volumes precipitados. Foi identificada tendência de aumento nos volumes de precipitação para a primavera. Em função desta elevação, foi possível notar um aumento das vazões simuladas para o futuro, no ribeirão Guaratinguetá, o que deve resultar em mudanças na operação do sistema de abastecimento de água. Por outro lado, a previsão de aumento dos volumes de vazão pode significar um benefício em relação ao déficit na demanda de água, ainda que seja necessária a realização de obras para adequação do sistema em função dos maiores volumes. Para uma maior exatidão nos valores simulados para a vazão do ribeirão Guaratinguetá, recomenda-se que o modelo SMAP seja calibrado e validado para vazões observadas, no momento não disponíveis para a área em questão.

Uma das fases de vôo mais críticas para aeronaves comerciais é a decolagem devido à carga de trabalho do piloto. Esse problema vem sendo contornado com a utilização da tecnologia fly-by-wire nos sistemas de comandos de vôo e piloto automático, pois possibilitam o aumento da eficiência das aeronaves, melhoram a qualidade de vôo e diminuem a carga de trabalho do piloto. Este trabalho descreve o desenvolvimento de leis de controle para as fases de arredondamento e subida de um sistema de piloto automático de decolagem. As metodologias utilizadas nos projetos das leis de controle são o regulador linear quadrático (LQR) e a integral do tempo multiplicado pelo valor absoluto do erro (ITAE), ambas baseadas na otimização de uma função de custo. Os resultados são analisados no domínio do tempo e da freqüência. No domínio do tempo são utilizadas simulações lineares e não lineares para avaliar o sobre-sinal, o tempo de subida e assentamento. No domínio da freqüência a carta de Nichols é utilizada para avaliar as margens de fase e ganho e o diagrama valor singular é utilizado para avaliar a resposta em freqüência do sistema multivariável. Os projetos também são submetidos a análises de qualidade de vôo utilizando o parâmetro de antecipação de controle, a freqüência natural e a taxa de amortecimento dos pólos de período curto e phugoidal.

Neste texto são revisados métodos de reamostragem de séries temporais discretas baseados em wavelets, como alternativas as abordagens clássicas, feitas nos domínios do tempo e da frequência. Tais métodos, conhecidos na literatura como wavestrap e wavestrapping fazem uso, respectivamente, das transformadas wavelet discreta (DWT) e wavelet packet discreta (DWPT). Existem poucos resultados sobre a aplicação da DWPT, de forma que este texto pode ser considerado uma contribuição. Aqui mostra-se também, a superioridade do wavestrapping sobre o wavestrap quando aplicados na estimação da densidade espectral de potência de séries temporais sintéticas geradas a partir de modelos autoregressivos. Tais séries possuem uma particularidade interessante que são picos, geralmente acentuados, em sua reapresentação espectral, de tal forma que grande parte dos métodos clássicos de reamostragem apresentam resultados viesados quando aplicados a estes casos. / This paper reviews resampling methods based on wavelets as an alternative to the classic approaches which are, made in the time and frequency domains. These methods, known in the literature as wavestrap and wavestrapping, make use, respectively, of the discrete wavelet transform (DWT) and of the discrete wavelet packet transform (DWPT). Since only few results are avaliable when the DWPT is applied, this text can be considered a contribution to the subject. Here we, also show the superiority of wavestrapping over wavestrap when they are applied to the estimation of power spectral densities of the synthetic time series generated from autoregressive models. These series have an interesting feature that are sharp peaks in their spectral representation, so that most of the traditional methods of resampling lead to biased results.

O presente estudo tem como objetivo avaliar a expansão da mancha urbana através da análise multitemporal dos índices BUILT-UP e NDBI calculados a partir de imagens de sensores remotos. A técnica de votação será explorada para, a partir de uma análise multitemporal, aprimorar a qualidade do mapeamento da área urbanizada. Paralelamente mapas coropléticos da população total residente são analisados para, em conjunto com a interpretação dos mapas oriundos da técnica de votação, subsidiarem a discussão sobre a relação entre a expansão das áreas construídas relacionadas não ao Rodoanel Mário Covas (SP-21) mas as rodovias que o interceptam. As explorações da aplicação do método de votação obtiveram resultados satisfatórios e apontaram que é de suma importância a heterogeneidade das mesmas para seus resultados serem aprimorados, além da importância da aquisição das imagens em períodos chuvosos a fim de manter a diferenciação do solo exposto com as áreas urbanas. / The present study aims to evaluate the expansion of the urban spot through the multitemporal analysis of BUILT-UP and NDBI indices calculated from remote sensor images. The voting technique was explored in order to improve the quality of mapping of the urbanized area, based on a multitemporal analysis. At the same time, maps of the total resident population are analyzed in order to support the discussion of the relationship between the expansion of the built-up areas related to the Mário Covas Roadway (SP-21) and the highways that intercept him. Based on the results obtained, it was possible to observe that the urban sprawl is related not to the Rodoanel but like highways that intercept it. The explorations of the application of the voting method obtained satisfactory results and pointed out that the heterogeneity of the subtitles for their results and improved, as well as the importance of the acquisition of the images in rainy periods in order to maintain the difference between exposed soil and urban areas.