Doctor en Ingeniería de Minas / The conditional simulation of geological domains, coded through categorical regionalized variables, allows constructing outcomes (realizations) of the layout of these domains that reproduce their spatial continuity and dependence relationships. These realizations can be further processed to quantify geological uncertainty and to determine the probability that a given domain prevails at any unsampled location or jointly over several locations. This information is essential to geological control in order to take proper decisions when mining an ore deposit. Among the existing approaches for simulating geological domains, the plurigaussian model has become popular in the petroleum and mining industries. In this model, the domains are obtained by truncating one or more Gaussian random fields. Even so, the model is well-established only in the stationary case, when the spatial distribution of the domains is homogeneous in space, and suffers from theoretical and practical impediments in the non-stationary case. To overcome these limitations, this thesis proposes several improvements in plurigaussian modeling. The main one is the extension of the model to the truncation of intrinsic random fields of order k with Gaussian generalized increments, instead of stationary Gaussian random fields, which allows reproducing spatial trends and zonal patterns in the distribution of the geological domains, a feature commonly met in practice with lithological, mineralogical and alteration domains. To this end, methodological proposals are made in relation to the definition of geostatistical tools and algorithms for inferring the model parameters (truncation rule based on considerations of the domain chronology and contact relationships, truncation thresholds, and generalized covariance functions of the underlying intrinsic random fields of order k) and for the construction of realizations conditioned to existing data. Also, the proposals are put in practice through synthetic case studies and a real case study (Río Blanco ore deposit) to demonstrate their applicability. The benefits of the proposed non-stationary plurigaussian model are twofold: (i) it allows reproducing trends in the spatial distribution of the geological domains, and (ii) the local proportions of the domains are not needed in the simulation process, thus the model is not affected by possible misspecifications of these proportions. Despite the very limited number of conditioning data, the Río Blanco case study shows a remarkable agreement between the simulated rock type domains and the lithological model interpreted by geologists, and proves to be much more successful than the conventional stationary plurigaussian model. The proposal thus appears as an attractive alternative for stochastic geological domaining, based on a sound theoretical background and on the incorporation of qualitative geological knowledge, such as the chronology, contact relationships or spatial trends of the domains to be simulated, which is helpful for guiding the modeling process and validating it.

El proyecto de tesis titulado "Aspectos estocásticos en la coordinación hidrotérmica a largo plazo" es el resultado de un trabajo de investigación enmarcado en el campo de la generación de electricidad y trata, más concretamente, de los principales aspectos de características indeterministas relacionados con la generación y coordinación hidrotérmica a largo plazo, tal como su mismo título resume. Es, por lo tanto, un proyecto directamente comprometido con la investigación aplicada en un sector estratégico de la economía.El trabajo está situado en el dominio de la Investigación Operativa, dentro de la rama conocida como optimización estocástica; en consecuencia, se presenta estrechamente vinculado al área de las ciencias de la Estadística. El objetivo principal está planteado en investigar un modelo apropiado para el tema que permita desarrollar aplicaciones de minimización de los costes relacionados con la producción de energía eléctrica. Esta localización implica ciertamente simplificaciones en lo relativo al proceso físico-mecánico de generación de electricidad, en beneficio de una visión global obligada si se tiene en cuenta que el periodo de estudio tiene una magnitud temporal en torno al año, mientras que el número de centrales térmicas e hidráulicas que el problema considera es propio de las situaciones reales que se presentan en una compañía eléctrica.Dentro de lo que se conoce como optimización estocástica existen un buen número de métodos establecidos. A partir de los trabajos del profesor Nabona, el método multiartículo entra dentro de este círculo, con su aplicación en problemas de optimización de la generación hidroeléctrica a largo plazo. El ánimo inicial en la investigación que este trabajo describe -pero que no culmina- se puede plantear como:o realizar un estudio sobre el cálculo de distribuciones multiartículo para las aportaciones naturales,o determinar una estimación del error que el método introduce, teniendo en cuenta que se trata de una aproximación sobre las distribuciones de partidaSin embargo, estos simples puntos de partida tuvieron que ser replanteados cuando se les unieron otros de evidente necesidad, y de ambiciones más elevadas, como elaborar una formalización concerniente a las variables aleatorias de bloques, íntimamente relacionadas con la teoría multiartículo, o extender ésta a un método para resolver el problema de coordinación hidrotérmica a largo plazo. Todos ellos se pueden unificar en un objetivo prioritario, perseguido por el trabajo que se describe en esta memoria, que es la consolidación de la teoría en el ámbito de la optimización estocástica.¿Qué se entiende por consolidación? En primer lugar, demostrar que el método está respaldado por una teoría robusta. También, que esta teoría es suficiente para modelizar los sistemas que se consideran en los problemas eléctricos citados. Finalmente, que las soluciones halladas para tales problemas son verosímiles y pueden ser de utilidad al usuario que demanda una herramienta sofisticada para la evaluación de costes en parques hidrotérmicos con horizontes a largo plazo.Aportaciones de la tesisEn síntesis, la principal aportación de la tesis es haber logrado un avance significativo en el terreno de la optimización estocástica más concretamente, en el terreno de la coordinación hidrotérmica a largo plazo mediante la aplicación combinada de técnicas multiartículo y variables de bloques. Puesto que el campo de investigación en el entorno de la optimización con variables aleatorias de bloques es muy amplio todavía, esta contribución tiene aspiraciones a ser un paso importante hacia la madurez del método multiartículo.Particularmente, deben destacarse los siguientes aspectos:o descripción y estudio exhaustivo desde el punto de vista estadístico de la distribución de probabilidad genérica conocida como de bloques; ya utilizada en trabajos previos, en esta memoria se pretende categorizarla como variable aleatoria propia. De este proceso se desprende una metodología para estimar variables de bloques a partir de una muestra procedente de una variable cualquiera.o cálculo de expresiones de la generación hidráulica esperada para la validación de una aproximación en uso. La comparación posterior sobre casos concretos evidencia una cierta sobreestimación en el cálculo de la generación por parte de la versión inicial. Estas expresiones reducen el sesgo en la estimación de la generación hidráulica esperada, aunque son alternativas menos eficientes computacionalmente.o construcción de un procedimiento que permite simular políticas de largo plazo aplicables a una cuenca hidráulica. El proceso genera valores de aportaciones naturales condicionadas entre sí, y permite verificar si la política obtenida mediante la minimización de una función de coste probable de producción genera costes aceptables.o desarrollo de técnicas específicas para un programa de coordinación hidrotérmica a través de curvas potencia-energía parametrizadas por factores indeterministas, entre los que se cuenta la generación hidráulica representada como distribución de bloques.o desarrollo de un método para hallar la distribución de la suma de una variable de bloques y otra cualquiera independiente de la primera por el procedimiento de la convolución, y aplicación del mismo a distribuciones de la potencia en fallo hidráulica con la carga del sistema. A partir del mismo se construye una nueva función de coste probable de producción que no depende, como las anteriores, solamente de la esperanza de la generación hidráulica.o desarrollo e implementación de un modelo de optimización de la generación hidráulica a largo plazo basado en la nueva función de coste probable de producción, y que tiene en cuenta límites de potencia y de generación hidráulica.o un aspecto que nunca se había abordado hasta ahora ha sido una comparativa de resultados teniendo en cuenta la influencia que presenta el número de bloques con que son representadas las variables. Las pruebas efectuadas no son taxativas en cuanto a este aspecto, pero proporcionan una información sumamente interesante. / The thesis project entitled "Stochastic Aspects on Long-Term Hydrothermal Coordination" is the result of a research work in the field of the electricity generation. More precisely, it deals with some aspects with random characteristics related to the generation and long-term hydrothermal coordination processes. Therefore, it is a project directly involved with applied research in a strategic sector of Economy.The work presented is connected with Stochastic Optimization techniques, a field between Statistics and Operations Research. The goal is to find a suitable model to be applied in the minimization of the cost of electricity production. As, in this kind of problems, the time horizon is long (around one year or more) and the number of thermal and hydro units should be large in order to consider realistic cases, the modelling does not take into account the detail of the physical-mechanical process of generation, which is considered more properly in the short-term stage.We follow the method developed by Professor Nabona to describe random variables through multiblock distributions in a multicommodity model. Initially, we aimed to:o apply the calculus of multiblock distributions to natural inflows, ando estimate the error introduced by the method, taking into account that it is an approximation of the original distributions.Later, we included more formal aspects to describe multiblock random variables and their properties, and the multicommodity model was extended. Thus, this method has grown to currently become a successful model in the Stochastic Optimization space, which is undoubtedly the main objective of the project. We prove that the method can model the systems considered efficiently, and the solutions found are plausible and can be useful to evaluate costs in hydrothermal parks for long-term periods. Our contribution is likely to represent a significant progress in the field of Stochastic Optimization applied to Long-Term Hydrothermal Coordination.In addition, the following points should be remarked:o Description and study from a probabilistic point of view of the multiblock probability distribution. Besides, we derive a methodology to estimate multiblock variables from a sample coming to an unknown distribution.o Alternative expression of hydrogeneration, in order to validate an approximation based on multiblock variables. This expression, computationally more expensive but closer to actual values, is evaluated using real cases, and it shows that former evaluations of hydrogeneration overestimate it slightly.o Development of simulation procedures in order to simulate long-term policies that are applied to a single hydro basin. The process generates non-independent values of natural inflows for each reservoir, allowing to test if the policy obtained through the minimization of the expected production cost function produces acceptable costs.o Implementation of specific techniques for a hydrothermal coordination program, using power-energy curves with parameters dependent on random factors, like hydrogeneration (represented through a multiblock distribution).o Development of a convolution method to sum up a multiblock random variable to any other, applicable to find the hydropower unavailability with the load system. This method allows to build a new expected production cost function, not depending only of the expected hydrogeneration.o With the new expected production cost function, one has developed and implemented a richer model, taking into account power and hydrogeneration limits.o Finally, a study of the influence of the number of blocks used to describe the multiblock distributions has been undertaken. The tests carried out are not definitive, but they contribute with some interesting information.

Made available in DSpace on 2014-08-13T14:50:47Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-12-13Bitstream added on 2014-08-13T18:00:33Z : No. of bitstreams: 1 000758352.pdf: 6791091 bytes, checksum: 54f40e4f8672f601934bd9bbf7eadbfe (MD5) / Os modelos funcionais relacionados com as observações GNSS são mais conhecidos do que os modelos estocásticos, visto que o desenvolvimento destes últimos é mais complexo. Normalmente, utilizam-se modelos estocásticos numa forma simplificada, como o modelo padrão, o qual assume que todas as medidas das observações GNSS têm a mesma variância e são estatisticamente independentes, espacialmente e temporalmente. Porém, tal suposição não reflete a realidade. Desta forma, atualmente os modelos estocásticos vêm sendo pesquisados com maior profundidade, por exemplo, considerando correlação temporal, cintilação ionosférica, dentre outros. O Brasil, por estar numa região geomagnética equatorial, sofre forte influência de cintilação ionosférica e outros efeitos relacionados à ionosfera. Tendo em vista a recente tecnologia de receptores GNSS que proporciona a possibilidade de se obter parâmetros de cintilação ionosférica, este efeito é factível de ser considerado na modelagem estocástica. Mesmo com a realização de uma modelagem estocástica adequada no processamento de dados GNSS, ainda podem restar erros não-modelados (ruídos), os quais devem contaminar as séries temporais das coordenadas obtidas com as observáveis GNSS, em especial aqueles relacionados com fatores que extrapolam a duração de uma dia, que é o período em geral utilizado na modelagem e processamento dos dados. Desta forma, tais ruídos podem ser caracterizados a partir das componentes de variância dos ruídos das séries temporais. Sendo assim, essa pesquisa teve como objetivo expandir as investigações com relação à modelagem estocástica das observações GNSS considerando principalmente os efeitos de cintilação ionosférica na região brasileira... / Functional models related to GNSS observations are better known than the stochastic models because the development these last one is more complex. Generally, stochastic models are applied in a simplified form, as the standard model, which assumes that all GNSS measurements have the same variance and are statistically independent, spatially and temporally. However, this assumption does not reflect the reality. Therefore, currently the stochastic models have been investigated more deeply, for instance, considering time correlation, ionospheric scintillation, among others. Brazil is located in the equatorial geomagnetic region and because of this suffers strong influence of ionospheric scintillation and other effects related to the ionosphere. Considering the recent technology of the GNSS receivers, that provide ways to obtain parameters of ionospheric scintillation, this effect is feasible of being considered in the stochastic modeling. Even if an adequate stochastic modeling could be applied in the GNSS data processing, it still may remain non-modeled errors (noise) that can influence the coordinate’s time series, especially those related to factors that go beyond the duration of one day, which is in general the interval (one day) used in the modeling and data processing. Thus, such noise can be characterized from the noise variance components of the time series. Therefore, this research aimed to expand the investigations regarding the stochastic modeling of GNSS observations mainly considering the ionospheric scintillation effects in the Brazilian region. Furthermore, it also aims to perform investigations related to methodologies for the noise characterization in the GNSS coordinates time series and establish a methodology for building functional models of these series...

Neste trabalho, estudamos a interação de íons com um conjunto quase-monocromático de ondas eletrostáticas de frequência na faixa das frequências híbridas inferiores, propagando-se perpendicularmente a um campo magnético uniforme. Consideramos que as fases das ondas são aleatoriamente distribuídas (ondas incoerentes), tratando o caso de ondas de fases coerentes (ondas coerentes) como um caso particular. Derivamos o Hamiltoniano adequado a esse sistema, e deduzimos as equações de movimento, cujas soluções são analisadas numericamente, mostrando a ocorrência de difusão estocástica no espaçoo de fase ângulo-ação, para amplitudes de onda suficientemente grandes. Também fazemos estimativas sobre a amplitude mínima (threshold) para o aparecimento de ilhas de primeira ordem no espaço de fase. Estimamos, também, o limiar para as ilhas de segunda ordem e de ordens maiores, bem como o limiar de estocasticidade. A análise mostra que para o caso de várias ondas o comportamento estocástico ocorre antes do limiar de estocasticidade comparado com o caso de uma onda. No caso de ondas coerentes, observa-se que o limiar de estocasticidade diminui com o aumento do número de ondas que comp˜oem o conjunto de ondas, proporcionalmente ao inverso da raiz quadrada deste número, portanto, tendendo a ser nulo no limite em que o número de ondas no pacote tende a infinito. No caso de ondas incoerentes, observa-se também uma diminuição do limiar de estocasticidade com o aumento do número de ondas, mas nesse caso, saturando com valor até um terço do valor do limiar de estocasticidade para o caso de uma onda. Observa-se também que o limite superior da região de estocasticidade no espaço de fase aumenta com o aumento do número de ondas. No caso de ondas coerentes, esse aumento é proporcional à raiz cúbica do número de ondas que compõem o conjunto de ondas. No caso de ondas incoerentes o limite superior da região de estocasticidade têm um aumento de até o dobro em relação ao caso de uma onda. A análise também mostra que o mecanismo da estocasticidade para o caso de várias ondas é diferente do mecanismo atuante no caso de uma onda. No caso de uma onda, a estocasticidade ocorre por superposição de ilhas de ordens maiores do que um, com o aumento da intensidade da onda. No caso de várias ondas, a presençaa de ondas de frequências próximas à frequência de ressonância causa pequenas perturbações na trajetória principal das partículas, causada pela onda central, espalhando-a pelo espaço de fase de forma mais eficiente que o mecanismo de estocasticidade para o caso de uma onda.

SANTOS, C. P. B. Ensaios sobre demanda por energia elétrica, produtividade e eficiência no setor agrícola no Brasil e na América do Sul. 2017. 87 f. Dissertação (Mestrado em Economia Rural) - Centro de Ciências Agrárias, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017 / Submitted by Carlene Miranda (carlenematias@hotmail.com) on 2017-05-03T12:25:27Z No. of bitstreams: 1 2017_dis_cpbsantos.pdf: 1707811 bytes, checksum: 5c286b9ccba722659c0b1679803bcdb9 (MD5) / Approved for entry into archive by Margareth Mesquita (margaret@ufc.br) on 2017-05-05T13:21:20Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_dis_cpbsantos.pdf: 1707811 bytes, checksum: 5c286b9ccba722659c0b1679803bcdb9 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-05T13:21:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_dis_cpbsantos.pdf: 1707811 bytes, checksum: 5c286b9ccba722659c0b1679803bcdb9 (MD5) Previous issue date: 2017 / This dissertation is composed of two studies that address the demand for electricity in rural areas and total factor productivity (TFP) with decomposition using the Malmquist index, where each chapter consists of an article. The first study analyzed the impacts of the expansionary policies and the water crisis in the reservoirs of the Brazilian hydroelectric dams in the demand for electricity in the rural environment of Brazil, through a historical analysis of the formation of the Brazilian energy matrix, the management of generation indicators Of electric energy and by the approach of the economic policies expansionist and its impact in the increase of the demand for electric power in the rural environment. Using the electric power demand function, with the econometric methodology of selection of Backward models, with variables lagged in 4 time periods and through the application of autoregressive moving average vectors with exogenous variables (ARMAX). It can be verified that the exogenous variables applied to the model, were relevant for the estimation. From the results obtained with the model used, it was estimated the demand for electric energy in Brazil from June 2014 to March 2016, remaining the values estimated within the range of significance of 5% in relation to the real values obtained in this period. The methodology was adequate to predict the monthly consumption of electricity in rural Brazil. The second chapter proposes to measure the effects of access to electricity on rural productivity in the countries of South America, with the application of the frontier function of stochastic production proposed by Battese and Coelli (1995), with a Cobb- Douglas with no technical progress, where it is observed that the electric energy is around the inefficiency with a rate of 17.30%, for the set of countries under study, and through the Malmquist index obtained the decomposition of the total factor productivity In two periods, with a complete analysis of the database 1990 to 2012 and part of this database with the period between 2000 and 2012, where in both cases the improvement of TFP was in most countries as a function of an increase Of the access to technology, among them the consumption and access to electric energy by the families residing in the rural environment of the countries of South America. / Esta dissertação é composta por dois estudos que abordam a demanda por energia elétrica no meio rural e a produtividade total dos fatores (PTF) com decomposição por meio do índice de Malmquist, sendo que cada capítulo é constituído por um artigo. O primeiro estudo analisou os impactos das políticas expansionistas e a crise hídrica nos reservatórios das hidrelétricas brasileiras na demanda por energia elétrica no meio rural do Brasil, através de uma análise histórica da formação da matriz energética brasileira, da gestão dos indicadores de geração de energia elétrica e pela abordagem das políticas econômicas expansionistas e seu impacto na elevação da demanda por energia elétrica no meio rural. Para isso foi utilizada a função de demanda por energia elétrica, com a metodologia econométrica de seleção de modelos Backward, com variáveis defasadas em 4 períodos de tempo e através da aplicação de vetores autorregressivos de média móvel com variáveis exógenas (ARMAX). Foi possível constatar que as variáveis exógenas aplicadas ao modelo, mostraram-se relevantes quanto à estimação. A partir dos resultados obtidos com o modelo utilizado estimou-se a demanda por energia elétrica no Brasil, de junho 2014 a março de 2016, permanecendo os valores estimados dentro do intervalo de significância de 5%, em relação aos valores reais obtidos neste período, mostrando-se a metodologia adequada para previsão do consumo mensal de energia elétrica no meio rural do Brasil. O segundo estudo mensurou os efeitos do acesso à energia elétrica sobre a produtividade no meio rural dos países da América do Sul, com aplicação da função de fronteira de produção estocástica proposto por Battese e Coelli (1995), com uma função Cobb-Douglas sem progresso técnico. Observou-se que a energia elétrica é um redor da ineficiência, com índice de 17,30% para o conjunto de países em estudo. Através do índice de Malmquist obteve-se a decomposição da produtividade total dos fatores em 2 períodos, com uma análise completa da base de dados 1990 a 2012 e parte desta base com o período compreendido entre 2000 a 2012. Em ambos os casos, a melhoria da PTF apresentou-se em maior parte dos países como função de um aumento do acesso à tecnologia, dentre esta, o consumo e acesso à energia elétrica pelas famílias residentes no meio rural dos países da América do Sul.

Submitted by Michelle Bandarra (michelle.bandarra@gmail.com) on 2017-11-09T12:55:55Z No. of bitstreams: 1 Dissertação EMAp Michelle Bandarra_correcoes_bib.pdf: 10393257 bytes, checksum: 31966b31b85e1d4936e9244bc9cbf592 (MD5) / Approved for entry into archive by Janete de Oliveira Feitosa (janete.feitosa@fgv.br) on 2017-11-22T17:42:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação EMAp Michelle Bandarra_correcoes_bib.pdf: 10393257 bytes, checksum: 31966b31b85e1d4936e9244bc9cbf592 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-29T13:56:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação EMAp Michelle Bandarra_correcoes_bib.pdf: 10393257 bytes, checksum: 31966b31b85e1d4936e9244bc9cbf592 (MD5) Previous issue date: 2017-09-26 / We study two topics of applied mathematics. The first topic is devoted to the estimation of blood supply time series and the generation of simulated trajectories. The main goal is to contribute to the literature of stock management of perishable goods. We use Autoregressive Vetors models and two bootstrap techniques when residuals are nonGaussian. We conclude that both techniques are suitable for the problem at hand and are good approaches to enhance predictability of the blood supply time series. The second topic is devoted to the study of different extensions of the Stochastic Dual Dynamic Programming algorithm (SDDP). We compare the computational performance of two algorithms applied to portfolio selection models. The first one is Multicut Decomposition Algorithm (MuDA) which modifies SDDP by including multiple cuts (instead of just one) per stage and per iteration. The second, Cut Selection Multicut Decomposition Algorithms (CuSMuDA), combines MuDA with cut selection strategies and, to the best of our knowledge, has not been proposed so far in the literature. We compare two Cut Selection strategies, CS1 and CS2. We run simulations for 6 different instances of the portfolio problem. Results show the attractiveness of CuSMuDA CS2, which was much quicker than MuDA (between 5,1 and 12,6 times quicker) and much quicker than the other cut selection strategy, CuSMuDA CS1 (between 10,3 and 21,9 times quicker). / Estudamos dois tópicos distintos da matemática aplicada. O primeiro tópico dedica-se à estimação e geração de trajetórias futuras de séries de oferta de sangue, contribuindo para a literatura de gestão de estoque de bens perecíveis. São utilizados modelos de Vetores Auto Regressivos (VAR) e as trajetórias são geradas por duas técnicas distintas de bootstrap presentes na literatura que consideram a não-normalidade dos erros do modelo. Conclui-se que ambas técnicas são adequadas e abordagens possíveis para melhorar a previsibilidade das séries de oferta de sangue. O segundo tópico dedica-se ao estudo de diferentes extensões do algoritmo de Programação Dinâmica Dual Estocástica (Stochastic Dual Dynamic Programming, SDDP). Sob a ótica de modelos de seleção de carteira, são comparados os desempenhos computacionais de dois algoritmos. O primeiro é uma modificação do SDDP que calcula múltiplos cortes por iteração, Multicut Decomposition Algorithm (MuDA). O segundo introduz estratégias de seleção de corte ao MuDA, no que denominamos de Cut Selection Multicut Decomposition Algorithm, CuSMuDA e, até onde sabemos, ainda não foi proposto pela literatura. São comparadas duas estratégias de seleção de corte distintas, CS1 e CS2. Foram rodadas simulações para 6 casos do problema de seleção de carteira e os resultados mostram a atratividade do modelo proposto CuSMuDA CS2, que obteve tempos computacionais entre 5,1 e 12,6 vezes menores que o MuDA e entre 10,3 e 21,9 vezes menores que o CuSMuDA CS1.

Submitted by Carlene Miranda (carlenematias@hotmail.com) on 2017-09-29T18:40:44Z No. of bitstreams: 1 2017_dis_rbpsilva.pdf: 1631735 bytes, checksum: ee656ccc53c7162d5e24e7a2e37a6d9d (MD5) / Approved for entry into archive by Margareth Mesquita (margaret@ufc.br) on 2017-10-09T15:45:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_dis_rbpsilva.pdf: 1631735 bytes, checksum: ee656ccc53c7162d5e24e7a2e37a6d9d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-09T15:45:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_dis_rbpsilva.pdf: 1631735 bytes, checksum: ee656ccc53c7162d5e24e7a2e37a6d9d (MD5) Previous issue date: 2017 / CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO (CNPq) / Compare the technical efficiency (TE) between the semi-arid and non-semi-arid regions of Ceará using the metafrontier (FM) approach developed by Battese and Rao (2002) and redefined by Battese et al. (2004) and O'Donnell et al. (2008). The analysis is developed using an output (agricultural production) technology and multi-inputs (capital, labor, land, input expenses and capital stock). The following tests were applied to choose the best model: technical lack of technical progress, absence of technical progress and existence of two regional borders. It is emphasized that the result of the stochastic frontier technical absence test does not confirm the technical progress in the non-semi-arid region, and there should be a broader investigation to determine the reasons for this. Thus, the average metatechnology for the semi-arid region of Ceará was 52%, that is, the maximum product used by its own combinations of factors of production is, on average, about 52% of the maximum production that could be produced (potential production) Using the same factors of production and technology available in the non-semi-arid region. Regarding the average levels of technical efficiency (TE *) to the metafrontier, the semiarid has 44% and the non-semi-arid 70%. In this way, the set of combinations of the inputs and products of the region are much less efficient than the non-semiarid region. It can be concluded that the non-semi-arid region of Ceará has, on average, greater technical efficiency compared to the meta-frontier. / Compara a eficiência técnica (ET) entre as regiões semiáridas e não semiáridas do Ceará, usando a abordagem metafronteira (MF) desenvolvida por Battese e Rao (2002) e redefinida por Battese et al. (2004) e O'Donnell et al. (2008). A análise é desenvolvida usando uma tecnologia de output (produção agropecuária) e multientradas (capital, trabalho,terra, despesas com insumos e estoque de capital). Foram aplicados os seguintes testes para a escolha do melhor modelo: inexistência técnica, ausência de progresso técnico e existência de duas fronteiras regionais. Ressalta-se que o resultado do teste de ausência técnica da fronteira estocástica não confirma o progresso técnico na região não semiárida, devendo haver uma investigação mais ampla com vistas a determinar as razões para isso. Sendo assim, a metatecnologia média para o semiárido cearense foi de 52%, ou seja, o produto máximo utilizado por suas combinações de fatores de produção é, em média, cerca de 52% da produção máxima que poderia ser alcançada (produção potencial) usando os mesmos fatores de produção e tecnologia disponível na região não semiárida. Com relação aos níveis médios de eficiência técnica (ET*) à metafronteira, o semiárido possui 44% e o não semiárido70%. Com efeito, o conjunto de combinações dos insumos e produtos da região são bem menos eficientes do que a região não semiárida. Conclui-se que o não semiárido cearense possui, em média, maior eficiência técnica com relação a metafronteira.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Eléctrica. Ingeniero Civil Eléctrico / Importar gas natural licuado (GNL) a través de contratos Take-or-Pay (ToP) para la generación de electricidad en sistemas hidrotérmicos es una tarea compleja ya que la demanda de gas es altamente incierta dada la variabilidad de las condiciones hídricas. Esto es agravado por la dificultad de transar ex-post los excedentes/déficits de GNL en un mercado secundario (p. ej. cuando el GNL importado no basta para satisfacer la demanda en condiciones hídricas húmedas), el cual es, muchas veces, muy reducido. En este contexto, la presente tesis propone un modelo de optimización estocástica de minimización de costos y aversión al riesgo que permite determinar portafolios óptimos de contratos de suministro de GNL para el sistema eléctrico nacional (desde la perspectiva del planificador social). Este portafolio incluye contratos con varios grados de flexibilidad e interacciones con el mercado spot. A través de varios casos de estudio basados en el principal Sistema eléctrico Chileno (SIC) se conluyó lo siguiente: (i) es óptimo, desde una perspectiva neutral al riesgo, importar GNL para una condición hídrica promedio . Esto implica que el GNL contratado (a través de contratos ToP) no será suficiente en condiciones hídricas secas donde se necesitarán centrales más costosas (p. ej. unidades diésel) para suplir la demanda eléctrica, mientras que en condiciones húmedas las centrales a gas desplazarán generación menos costosa (p. ej. unidades a carbón). (ii) es óptimo, desde una perspectiva de aversión al riesgo, importar GNL para una condición hídrica seca . Esto implica que el planificador social aumentará las importaciones de GNL para proteger al sistema de sobrecostos operacionales en condiciones secas. Esta decisión sistémica es fundamentalmente diferente a la tomada por compañías de generación en un ambiente de mercado, quienes se protegen del riesgo disminuyendo las importaciones de GNL. (iii) contratos ToP con cláusulas flexibles pueden soportar un aumento en los volúmenes importados de GNL acompañado de una reducción de costos operacionales del sistema. (iv) los requerimientos óptimos de GNL para el SIC son cercanos a 6 TWh por año, lo cual es casi el doble de los 3.47 TWh que se importan actualmente. Este monto (6 TWh) puede aumentarse si (i) el planificador social fuera averso al riesgo, protegiendo a los consumidores de sobrecostos producidos por sequías, y/o (ii) se modelaran contratos más flexibles. (v) aumentar los volúmenes importados de GNL a 6 TWh por año (desde los 3.47 TWh actuales) disminuirá los costos esperados del sistema en un 4.1% y reducirá los pagos de la demanda en un 32.1%. Esta reducción desproporcionada en los pagos de la demanda es debido a que parte del excedente del productor es transferido al consumidor gracias a una disminución de los costos marginales del sistema. (vi) es posible diseñar un mecanismo de pago (i.e. price uplifts) donde la demanda cubra parcialmente los costos fijos de los generadores (cuando los precios spot no cubran los costos de GNL) de manera de compartir eficientemente entre el riesgo generadores y demanda. Esto sería beneficioso para ambos ya que estarían en una mejor posición económica que la actual. A pesar que los casos de estudio están enfocados en el mercado chileno, creemos que esto es de interés para otros sistemas hidrotérmicos de América Latina y África, que enfrentan (o lo harán en el futuro cercano) problemas similares asociados al suministro de GNL. Por lo tanto esta investigación puede ser crítica para entender los costos y beneficios de las decisiones relacionadas con la importación de GNL y, de esta manera, sostener un desarrollo y una operación de sistemas eléctricos más eficiente y segura. Este trabajo es, a su vez, oportuno y puede servir para aprovechar los bajos precios en el mercado internacional del GNL que se observan actualmente. / Importing liquefied natural gas (LNG) through take-or-pay (ToP) contracts for electricity generation is significantly challenging in hydrothermal systems since gas demand from the electricity sector is highly uncertain due to the historical volatile behavior associated with hydro conditions. This is compounded by the difficulties to undertake ex-post trading of surpluses/shortfalls of LNG in a secondary market (e.g. when LNG imported does not suffice during dryer hydro conditions), which is –in many cases– significantly limited. In this context, this thesis proposes a cost-minimization, risk-averse stochastic optimization model that allows us to find optimum portfolios of LNG supply contracts for the national power system (from the social planner’s perspective). This portfolio includes contracts with various degrees of flexibility and interactions with the spot market. Through several case studies based on the Chilean power system, we found that: (i) it is optimal, from a risk-neutral, cost-minimization perspective, to import natural gas for an “average” hydro condition. This implies that contracted natural gas (through ToP contracts) will not suffice under dryer conditions where more costly plants (e.g. diesel units) will be needed to supply electricity demand and that gas plants will displace less costly plants (e.g. coal units) during wetter hydro conditions. (ii) it is optimal, from a risk-averse, cost-minimization perspective, to import natural gas for a “dryer” hydro condition. This implies that a social planner will increase LNG imports in order to hedge the system against operational cost spikes during dry conditions. This system-wide decision is fundamentally different to that taken in a market environment where generation companies (e.g. gas plant owners) tend to hedge risk exposure by under-importing LNG. (iii) flexible clauses in ToP contracts can support increased LNG import volumes and a reduction in system operating costs. (iv) optimal LNG system requirements for the Chilean main electricity system are circa 6 TWh per year which is almost twice the amount of 3.47 TWh that is currently being imported. This amount (6 TWh per year) can be increased if (i) the social planner were risk averse to protect consumers against higher costs driven by droughts, and/or (ii) more flexible contracts are modelled. (v) increasing the import volumes to 6 TWh per year (from current 3.47 TWh) will decrease expected system costs by 4.1% and reduce demand payments by 32.1%. This disproportional reduction in demand payments is observed since part of producer’s surplus is transferred to the consumer’s surplus as system marginal costs decrease. (vi) it is possible to design a payment mechanism (i.e. price uplifts) where demand can partially cover gas generators’ fixed costs (when spot prices cannot cover LNG costs) so as to efficiently share risks between gas generators and demand, and this will be beneficial for both since they will be in a better economical position compared to current situation. Although the case studies in this thesis are focused on the Chilean market, we believe that this is of interest to further hydrothermal systems in Latin America and Africa, which face (or will face in the near future) similar problems associated with LNG supply. Hence this research can be critical to understand the costs and benefits of various decisions associated with LNG imports and thus support a more efficient and risk-free operation and development of future electricity systems. This framework is also timely and can serve to take advantage of the present lower prices in the international LNG market.

MORAIS, Gabriel Alves de Sampaio. Ensaios sobre Eficiência Técnica e Produtividade Total dos Fatores da Agricultura dos países do Mercosul e da América do Sul. 2015. 60 f.: Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Ceará, Departamento de Pós-Graduação em Economia Rural, Fortaleza-CE, 2015 / Submitted by Francisco Helder Macêdo Rangel (fhelder@ufc.br) on 2016-03-04T12:40:31Z No. of bitstreams: 1 2015_dis_gasmorais.pdf: 1109374 bytes, checksum: d5079aa7f727b50dc9f78d9aa714d2de (MD5) / Approved for entry into archive by Margareth Mesquita(margaret@ufc.br) on 2016-03-04T18:21:20Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_dis_gasmorais.pdf: 1109374 bytes, checksum: d5079aa7f727b50dc9f78d9aa714d2de (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-04T18:21:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_dis_gasmorais.pdf: 1109374 bytes, checksum: d5079aa7f727b50dc9f78d9aa714d2de (MD5) Previous issue date: 2015 / This thesis consists of two articles that address the total factor productivity (TFP) and its decomposition through the Malmquist Index of technical efficiency variation of components and technological change. The first chapter analyzes the Total Factor Productivity (FTP) and the evolution of technical efficiency of agricultural products to the countries of South America in the period from 1991 to 2010 thus coinciding with the formation of MERCOSUR (Southern Common Market). There is also the formation of this economic bloc contributes to the member countries present greater overall productivity levels of the factors as a result of trade liberalization, rather than with countries that are not part of the agreement. For this, it estimated a stochastic production frontier and then calculated the Malmquist index, which captures the decomposition of total factor productivity into two components. The results showed that the formation of the free trade area was not enough for this group of countries obtain higher performance for countries not MERCOSUR members. It is noteworthy also that Brazil was the only country to achieve productivity gains, 7.13%. In the second chapter is performed a comparison of two different stochastic frontier production, the more narrowly Cobb-Douglas, which has constant returns to scale and elasticity of substitution equal to unity, and one in Translog, less restrictive regarding returns scale. The hypothesis is that by being more flexible, scores of TFP components are closer to the unit. The analysis is for a set of 12 countries in South America from 1991 to 2010. The results pointed to the literature as to the values of scores Translog model. Moreover, the estimation of the Cobb-Douglas frontier had more consistent and expected signs coefficients. / Esta dissertação é composta por dois artigos que abordam a produtividade total dos fatores (PTF) e sua decomposição por meio do Índice de Malmquist nos componentes de variação de eficiência técnica e variação tecnológica. O primeiro capítulo analisa a Produtividade Total dos Fatores (FTP) e a evolução da eficiência técnica dos produtos agrícolas para os países da América do Sul no período 1991-2010 coincidindo assim com a formação do MERCOSUL (Mercado Comum do Sul). Para isso, estimou-se uma fronteira de produção estocástica e em seguida calculou-se o índice de Malmquist, que capta a decomposição da produtividade total dos fatores em duas componentes. Verificou-se também se a formação desse bloco econômico contribuiu para que os países membros apresentassem maiores níveis de produtividade total dos fatores em decorrência da abertura comercial, em relação aos os países que não fazem parte do acordo. Os resultados mostraram que a formação da área de livre comércio não foi suficiente para que esse grupo de países obtivessem maior desempenho em relação aos países não membros do MERCOSUL. Destaca-se ainda que o Brasil foi o único país a obter ganhos de produtividade, 7,13%. No segundo capítulo é realizada uma comparação de duas fronteiras estocásticas de produção, uma na forma mais restritiva Cobb-Douglas, que possui retornos constantes de escala e elasticidade de substituição igual a unidade, e uma na forma Translog, menos restritiva quanto aos retornos de escala. A hipótese é que por ser mais flexível, os escores dos componentes da PTF sejam mais próximos da unidade. As análises foram para um conjunto de 12 países da América do Sul no período de 1991 a 2010. Os resultados apontaram que do ponto de vista da produtividade total dos fatores, o modelo Translog foi mais eficiente e que seus escores se aproximaram mais da unidade, corroborando a literatura da área. Ademais, do ponto de visto econométrico, a estimação da fronteira Cobb-Douglas apresentou coeficientes mais consistentes e com sinais esperados.

FERREIRA, caliane Borges. Ensaios sobre Produtividade e Eficiência Agrícola na América Latina, no Brasil e no Vale do São Francisco. 2015. 105 f.: Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Ceará, Departamento de Pós-Graduação em Economia Rural, Fortaleza-CE, 2015 / Submitted by Francisco Helder Macêdo Rangel (fhelder@ufc.br) on 2016-03-03T17:47:51Z No. of bitstreams: 1 2015_dis_cbferreira.pdf: 1550063 bytes, checksum: 0de65b06569bfe6cfe47d9c64d16dad7 (MD5) / Approved for entry into archive by Margareth Mesquita(margaret@ufc.br) on 2016-03-04T19:49:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_dis_cbferreira.pdf: 1550063 bytes, checksum: 0de65b06569bfe6cfe47d9c64d16dad7 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-04T19:49:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_dis_cbferreira.pdf: 1550063 bytes, checksum: 0de65b06569bfe6cfe47d9c64d16dad7 (MD5) Previous issue date: 2015 / This thesis consists of three articles which aimed the study of total factor productivity (TFP). The first one deals with the Latin American agricultural production, and analysis of the economic performance of countries, it is used the parametric approach of stochastic frontier production. It is observed that all country had positive TFP change in the period 1961-2010, which showed product growth as well as positive technical progress. The greatest TFP variation in Brazil is 55,73%, while the smallest change is in Trinidad and Tobago, 42.06%. However, the change in technical efficiency was decreased to nearly 50% of all countries. In the case of scale efficiency, only Argentina, Brazil and Uruguay had positive average for the period. Regarding the change in allocative efficiency, all countries were decreased. The second chapter studies the TFP and its decomposition in Brazilian agriculture from 1970 to 2006, using the Agricultural Census data and also by means of econometric model of stochastic frontier production to analyze the contribution of TFP agriculture. The estimated production boundaries were used to calculate the variation in total productivity Malmquist index, decomposed from varied levels of efficiency and technological change. The results showed a variation in positive Brazilian agriculture TFP, where Mato Grosso state expressed greater variation followed by Rio Grande do Norte, Amapá and Piauí. Important states for Brazilian agriculture as Bahia, Minas Gerais and São Paulo remained positive with the changes in TFP. Espírito Santo and Minas Gerais were the states that showed variation bigger than one in relation to technical efficiency, cathing-up effect. In the case of the regions, the Midwest showed greater gains in total factor productivity, followed by the Northeast and North. In the third chapter, the technical efficiency measures were studied the production of mangoes in Brazilian semi-arid region, in particular in Submédio São Francisco Valley. The study of the variables has also occurred by the estimation of the econometric model parametrics to chastic production function. It was concluded that only seven (7) producers from seventy-three (73) lots studied demonstrated technically efficient, bad statistic, since the in efficiency degree was over 90%. / Esta dissertação é composta por três artigos que visam ao estudo sobre produtividade total dos fatores (PTF). O primeiro capítulo trata da produção agrícola latino-americana. Na análise do desempenho econômico dos países, utiliza-se a abordagem paramétrica da fronteira estocástica de produção. Verifica-se que todos os países apresentaram variação da PTF positiva para o período de 1961 a 2010, ou seja, apresentaram crescimento do produto, assim como progresso técnico positivo. A maior variação da PTF corresponde ao Brasil, 55,73%; já a menor variação apresenta-se para Trinidad e Tobago, 42,06%. Contudo, a mudança na eficiência técnica mostrou-se decrescente para quase 50% da totalidade dos países. Tratando-se de eficiência de escala, apenas Argentina, Brasil e Uruguai apresentaram médias positivas para o período. Em relação à mudança na eficiência alocativa, todos os países mostraram-se decrescentes. Já o segundo capítulo estuda a PTF e sua decomposição na agropecuária brasileira no período entre os anos de 1970 e 2006, a partir dos dados do Censo Agropecuário, também por meio do modelo econométrico de fronteira estocástica de produção, para assim analisar a contribuição da PTF agrícola. As fronteiras de produção estimadas foram utilizadas para calcular as variações no índice de produtividade total de Malmquist, decomposto dos índices de variação de eficiência e variação tecnológica. Os resultados apontaram uma variação na PTF agropecuária brasileira positiva, tendo o estado do Mato Grosso expressado maior variação, seguido por Rio Grande do Norte, Amapá e Piauí. Estados importantes para a agropecuária brasileira, como Bahia, Minas Gerais e São Paulo, permaneceram com as variações na PTF positivas. Espírito Santo e Minas Gerais foram os únicos estados que apresentaram variação maior que um em relação à eficiência técnica, efeito cathing-up. Tratando-se das regiões, o Centro-Oeste apresentou maior ganho de produtividade total dos fatores, seguido pelo Nordeste e Norte. No terceiro capítulo, as medidas de eficiência técnica foram estudadas na produção de mangas no semiárido brasileiro, especificamente no Vale do Submédio São Francisco. O estudo das variáveis deu-se também por meio da estimação do modelo econométrico paramétrico de função de produção estocástica. Concluiu-se que apenas sete (7) produtores de setenta e três (73) lotes pesquisados mostraram-se tecnicamente eficientes; dado preocupante, visto que o grau de ineficiência foi de mais de 90%.