A aplicação da Mecânica Quântica para o processamento de informação chamou a atenção para o problema da perda de características quânticas e, consequentemente, estimulou os estudos de tal fenômeno. Desde então, uma das maiores dificuldades neste campo é responder a pergunta: Como entender a interação entre sistema e ambiente? Em sistemas quânticos abertos tal interação é responsável pelo fenômeno da decoerência, que transforma um estado quântico inicialmente puro em uma mistura estatística de estados possíveis. Banhos térmicos são comumente utilizados para modelar a influência inevitável do ambiente e descrever matematicamente seus efeitos. Muitos estudos têm sido realizados no sentido de construir mecanismos que evitam a perda de informação para o ambiente, recuperando-se a potencialidade oferecida pelo mundo quântico. Assim, seria possível a utilização de um ruído estocástico para anular os efeitos do ruído térmico? Em outras palavras, queremos construir um ambiente artificial onde a ação do banho térmico é minimizada devido à presença de um campo estocástico. O objetivo deste trabalho é investigar a influência da injeção de um ruído estocástico colorido na dinâmica de um oscilador harmônico em contato com um banho térmico, quando o sistema de interesse é preparado em um estado coerente. Nós faremos isso através de uma equação mestra quântica, abordando-a com o auxílio da representação P de Glauber-Sudarshan. Será sugerido que a recoerência causada pelo ruído estocástico colorido é uma assinatura da não-Markovianidade. / The application of Quantum Mechanics to information processing called attention to the problem of losing quantum characteristics and, consequently, stimulated the studies of such phenomenon. Since then, one of the biggest difficulties in this field is to answer the question: How can the interaction between system and environment be understood? In open quantum systems such interaction is responsible for the decoherence phenomenon, which turns a quantum pure initial states into a statistical mixture of possible states. Thermal environments are commonly used to model the unavoidable influence of the environment and to mathematically describe its effects. Many studies have been done in order to build a mechanism that avoids the loss of information to the environment, recovering the potentiality offered by the quantum world. Thus, would be possible to use a stochastic noise to cancel the thermal noise effects? In other words, we want to build an artificial environment where the action of the thermal bath is minimized due to the presence of a stochastic field. The purpose of this work is to investigate the influence of the injection of a colored stochastic noise in the dynamics of a harmonic oscillator in contact with a thermal bath, when the system of interest is initially prepared in a coherent state. We are going to do this through a Glauber-Sudarshan P-representation approach to a quantum master equation. It will be suggested that the recoherence caused by the colored stochastic noise is a signature of non-Markovianity.

Os silos verticais são estruturas com elevado índice de deformações excessivas e ruptura causados, principalmente, pelo desconhecimento da variabilidade nas pressões devidas ao produto armazenado. O objetivo deste trabalho é apresentar um estudo teórico, numérico e experimental das pressões exercidas pelos produtos armazenados granulares nas paredes de silos esbeltos, com a proposta da incorporação de parâmetros com propriedades estocásticas, nos modelos de pressões apresentados na literatura. Os parâmetros mais relevantes dos modelos de pressões foram ajustados aos dados experimentais obtidos em um silo-piloto, utilizando a técnica de estimação de parâmetros por máxima verossimilhança (EMV), e, para isso, foram empregados os algoritmos genéticos (AGs) como procedimento de otimização. As avaliações experimentais no silo-piloto foram conduzidas com três produtos: soja, milho e ração. Com as variabilidades dos parâmetros dos modelos de pressões encontrados nos experimentos, a confiabilidade estrutural dos silos verticais metálicos cilíndricos de chapas onduladas e fundo plano foi avaliada por meio da técnica de simulação de Monte Carlo (SMC). Os resultados mostraram que os modelos de pressões de Janssen (1895) e de Jenike et al. (1973) podem ser utilizados para o cálculo das pressões com as variabilidades dos parâmetros representadas pela distribuição lognormal. A avaliação da probabilidade de falha para este sistema está acima dos limites recomendados internacionalmente, indicando que atenção especial deve ser dada aos projetos de silos verticais esbeltos. / Vertical silos are structures with a large number of deformations and failures mainly due to misunderstanding of pressure variability of the storage products. The aim of this work is theoretical, numerical and experimental study of wall pressure in slender silos with the incorporation of stochastic properties of the parameters in pressures models used in the international literature. The most relevant parameters of the pressure models were adjusted to the experimental data obtained from a pilot-silo using maximum likelihood function, and for this purpose, genetic algorithms (GA) were used in the optimization procedure. The experimental evaluation in pilot-silo was conducted with three different bulk solids, which are: maize, soy and animal feed mixture. With the pressures models parameters, the structural reliability of flat bottom corrugated cylindrical steel silos with was evaluated using Monte Carlo simulation (SMC) to simulate a stochastic process. The results showed that Janssen (1895) and Jenike et al. (1973) pressure models can be used to evaluate the pressures with the parameters uncertainties modeled to lognormal distributions. The reliability index determined in this structural system was less than international recommended values for the design of slender silos.

O comportamento de sistemas epidêmicos é frequentemente descrito de maneira determinística, através do emprego de equações diferenciais ordinárias. Este trabalho visa fornecer uma visão estocástica do problema, traçando um paralelo entre o encontro de indivíduos em uma população e o choque entre partículas de uma reação química. Através dessa abordagem é apresentado o algoritmo de Gillespie, que fornece uma forma simples de simular a evolução de um sistema epidêmico. Fundamentos de processos estocásticos são apresentados para fundamentar uma técnica para a estimação de parâmetros através de dados reais. Apresentamos ainda o modelo de Tau-leaping e o modelo difusivo elaborados através de equações diferenciais estocásticas que são aproximações do modelo proposto por Gillespie. A aplicação dos modelos apresentados é exemplificada através do estudo de dados reais da epidemia de dengue ocorrida no estado do Rio de Janeiro entre os anos de 2012 e 2013. / The behavior of epidemic systems is often described in a deterministic way, through the use of ordinary differential equations. This paper aims to provide a stochastic view of the problem, drawing a parallel between the encounter between individuals in a population and the clash between particles of a chemical reaction. Through this approach is presented the Gillespie algorithm, which provides a simple way to simulate the evolution of an epidemic system. Fundamentals of stochastic process theory are presented to support a technique for estimating parameters through real data. We present the model of Tau-leaping and the diffusive model elaborated by stochastic differential equations that are approximations of the model proposed by Gillespie. The application of the presented models is exemplified through the study of real data of the dengue epidemic occurred in the state of Rio de Janeiro between the years of 2012 and 2013.

This document is intented to deepen the study of univariate and multivariate Chain Ladder methods for estimating reserves in an insurance company. It presents from a theoretical and applicative perspective both the univariate deterministic and stochastic Chain Ladder methods. Although, the first is the most used method by insurance companies due to its simplicity and lack of probabilistic assumptions, the second, proposed by Mack (1993), allows the construction of confidence intervals for the estimated reserves, which is invaluable for researchers. We also develop the General Multivariate Chain Ladder model, which has the basic premise to analyze the possible relationship that may exist between different development triangles, thus providing another tool to improve inferences and predictions of reserves. These methods have been developed and applied to a database of 3 types of health insurance, thus showing the advantages and disadvantages of each of them in different scenarios and providing various tools for decision making in meeting the future obligations of insurance companies. / El presente documento tiene por objetivo profundizar en el estudio de los m´etodos univariados y multivariados del modelo Chain Ladder para la estimaci´on de las reservas de una compa˜n´ıa de seguros. Se presenta de manera te´orica y aplicativa tanto los m´etodos univariados Chain Ladder determin´ıstico como Chain Ladder estoc´astico. Si bien el primero de estos m´etodos es el m´as utilizado por las compa˜n´ıas de seguro dada su simplicidad de c´alculo y carencia de supuestos probabil´ısticos, el segundo, propuesto por Mack (1993), permite la construcci´on de intervalos de confianza para las reservas, lo cu´al es de invalorable ayuda para los investigadores. Asimismo, desarrollamos el modelo General Multivariado Chain Ladder, el cual tiene como premisa b´asica analizar la posible relaci´on que pueda existir entre diversos tri´angulos de desarrollo, dotando as´ı de otra herramienta para mejorar las inferencias y predicciones de las reservas. Estos m´etodos han sido desarrollados y aplicados sobre la base de datos de 3 tipos de seguros de salud, mostrando as´ı las ventajas y desventajas de cada uno de ellos en diferentes escenarios y proporcionando distintos instrumentos para la toma de decisiones relacionados en el cumplimiento de las obligaciones futuras de las compa˜nias de seguros. / Tesis

A aplicação da Mecânica Quântica para o processamento de informação chamou a atenção para o problema da perda de características quânticas e, consequentemente, estimulou os estudos de tal fenômeno. Desde então, uma das maiores dificuldades neste campo é responder a pergunta: Como entender a interação entre sistema e ambiente? Em sistemas quânticos abertos tal interação é responsável pelo fenômeno da decoerência, que transforma um estado quântico inicialmente puro em uma mistura estatística de estados possíveis. Banhos térmicos são comumente utilizados para modelar a influência inevitável do ambiente e descrever matematicamente seus efeitos. Muitos estudos têm sido realizados no sentido de construir mecanismos que evitam a perda de informação para o ambiente, recuperando-se a potencialidade oferecida pelo mundo quântico. Assim, seria possível a utilização de um ruído estocástico para anular os efeitos do ruído térmico? Em outras palavras, queremos construir um ambiente artificial onde a ação do banho térmico é minimizada devido à presença de um campo estocástico. O objetivo deste trabalho é investigar a influência da injeção de um ruído estocástico colorido na dinâmica de um oscilador harmônico em contato com um banho térmico, quando o sistema de interesse é preparado em um estado coerente. Nós faremos isso através de uma equação mestra quântica, abordando-a com o auxílio da representação P de Glauber-Sudarshan. Será sugerido que a recoerência causada pelo ruído estocástico colorido é uma assinatura da não-Markovianidade. / The application of Quantum Mechanics to information processing called attention to the problem of losing quantum characteristics and, consequently, stimulated the studies of such phenomenon. Since then, one of the biggest difficulties in this field is to answer the question: How can the interaction between system and environment be understood? In open quantum systems such interaction is responsible for the decoherence phenomenon, which turns a quantum pure initial states into a statistical mixture of possible states. Thermal environments are commonly used to model the unavoidable influence of the environment and to mathematically describe its effects. Many studies have been done in order to build a mechanism that avoids the loss of information to the environment, recovering the potentiality offered by the quantum world. Thus, would be possible to use a stochastic noise to cancel the thermal noise effects? In other words, we want to build an artificial environment where the action of the thermal bath is minimized due to the presence of a stochastic field. The purpose of this work is to investigate the influence of the injection of a colored stochastic noise in the dynamics of a harmonic oscillator in contact with a thermal bath, when the system of interest is initially prepared in a coherent state. We are going to do this through a Glauber-Sudarshan P-representation approach to a quantum master equation. It will be suggested that the recoherence caused by the colored stochastic noise is a signature of non-Markovianity.

La modificación de la Ley General de Servicios Eléctricos del año 2004, conocida como la Ley Corta I, junto con establecer lo que se entiende por sistemas de subtransmisión, incorpora una detallada normativa para regular la valorización de dichos sistemas. Esta normativa no incluye el detalle de la estructura tarifaria de peajes mediante los cuales los propietarios de las instalaciones de subtransmisión pueden recuperar los costos de inversión (AVI) y los de operación, mantenimiento y administración (COMA). Lo anterior motiva al objetivo principal de esta memoria, el cual es estudiar alternativas de tarificación que permitan asignar de manera eficiente los costos de los sistemas de subtransmisión a los consumidores. Cabe señalar que este tema es particularmente relevante de resolver en sistemas enmallados, que es el caso del sistema de subtransmisión SIC 3, constituido fundamentalmente por instalaciones de propiedad de Chilectra, sistema en el cual se simulan las alternativas desarrolladas. El estudio comienza presentando una revisión de los mercados eléctricos y las características que tienen los sistemas de transmisión en este tipo de esquemas. Se muestra la importancia que tiene la regulación de la transmisión en permitir un correcto funcionamiento de un mercado eléctrico. Luego se señala el proceso de tarificación de sistemas de transmisión y las cualidades que son deseables que éste posea. Se realiza posteriormente una síntesis de como ha sido tarificada la subtransmisión en Chile en los últimos años. Se desarrollan dos alternativas para asignar el uso de la red. La primera identifica los tramos comprometidos basándose en un análisis topológico de la red y el principio de proporcionalidad. En ella se identifican los caminos por los que es abastecido cada consumo desde una barra del sistema troncal. Se establecen dos formas de efectuar el pago, una a través del costo efectivo de los tramos y la otra por medio de cargos base que consideran el costo medio de las instalaciones. La segunda alternativa obtiene las participaciones que un consumo tiene sobre un tramo, utilizando los factores generalizados de distribución de carga (GLDF). Ambas metodologías incorporan un análisis estocástico al considerar diversas condiciones de operación que permitan reflejar aún mejor el uso del sistema. Para evaluar las alternativas, éstas se aplican al sistema de subtransmisión SIC3, con datos de demanda de punta de invierno del año 2007 y 6 condiciones de operación que consideran hidrologías seca, media y húmeda y el despacho o no de la central Renca. Los resultados obtenidos muestran que las condiciones de operación no tienen gran incidencia en los valores finales. También se aprecia que el empleo de costos efectivos de instalaciones y el uso de factores GLDF, produce señales de localización similares al entregar cargos más altos en zonas donde las instalaciones tienen mayores costos. No obstante, en este caso se tiene el inconveniente de que se genera una gran dispersión de precios para un área geográfica acotada. Por otra parte, la alternativa que considera los costos medios, si bien obtiene cargos menos representativos de los costos del sistema, tiene la ventaja de ser muy sencilla de aplicar. Por las razones señaladas se recomienda aplicar la primera metodología empleando costos medios. Se propone para futuros trabajos abordar el tema del pago de centrales generadoras que inyectan su producción en subtransmisión.

O objetivo deste trabalho é estudar a interação entre as autoridades fiscal e monetária no Brasil, de forma a mensurar o nível de dominância fiscal existente na economia brasileira. Para alcançar este objetivo, utiliza-se um modelo de equilíbrio geral dinâmico e estocástico desenvolvido para uma economia com rigidez de preços e com tendência inflacionária, cujos parâmetros de interesses são estimados por inferência bayesiana. Conclui-se que o nível de dominância fiscal na economia brasileira é baixa, em patamar comparado ao da economia norte-americana e canadense. Este resultado tem impacto direto na condução de políticas que visam a redução da inflação, sugerindo que esta atividade deva passar pelo encolhimento das metas inflacionárias, que impactaria diretamente na expectativa dos agentes sobre a inflação futura. / The purpose of this dissertartion is to analyse the interaction between fiscal and monetary authorities in Brazil, in a way that we can be able to measure the level of fiscal dominance occurring in brazilian economy. To attain this purpose, we make use of a dynamic stochastic general equilibrium model with sticky prices and non-zero trend inflation, whose parameters are estimated by bayesian inference. We conclude that the level of the fiscal dominance in Brazil is low, in scale compared to american e canadian economies. This result has consequence in policy conduction that aims to decrease inflation, suggesting that may be necessary straiten the inflation target to reduce the inflation and affect the agent’s expectation about the future inflation.

A presente tese de doutorado estuda a economia regional brasileira através de três ensaios. No primeiro, de longo prazo, são investigadas as hipóteses de convergência de renda e formação de clubes de crescimento, por meio de modelos multivariados de componentes não observados, caracterizados como estocásticos. Os resultados mostram que, em nível regional, apenas o Centro Oeste teve trajetória convergente no período analisado. Em nível estadual, há poucas evidências de convergência dentro de cada região. Em relação á formação de clubes, encontra-se o mesmo padrão verificado na literatura empírica brasileira, ou seja, a existência de dois grupos distintos, um mais rico que a média, formado por alguns estados do Sul, Sudeste e Centro Oeste (mais Amazonas), e um mais pobre que a média, formado por estados do Norte e Nordeste. No segundo ensaio, de curto prazo, investiga-se a existência de ciclos conjuntos regionais no Brasil, através de modelos MS-VAR, caracterizados como não lineares. Os resultados mostram similaridades entre os ciclos dentro de cada região, embora entre as diferentes regiões existam dinâmicas distintas. Não obstante, a região Sudeste é a mais semelhante à economia nacional. Adicionalmente destaca-se, em um extremo, as dinâmicas semelhantes do Sul e Centro Oeste, embora a última com desempenho de curto prazo mais satisfatório. Do outro, a fraca conexão regional do Norte e Nordeste, tanto em relação ao país quanto internamente. Finalmente, no terceiro ensaio, executa-se um survey da literatura empírica regional brasileira, condicionado aos problemas de pesquisa abordados nos ensaios anteriores. Tanto em relação ao crescimento de longo prazo quanto no que diz respeito aos ciclos econômicos, a revisão mostra que os principais resultados obtidos na tese de doutorado são amplamente compatíveis com os observados pelas principais publicações brasileiras recentes. Adicionalmente, no terceiro ensaio, salienta-se a necessidade da literatura empírica considerar dois aspectos metodológicos que podem condicionar os resultados: o problema da unidade de área modificável (MAUP), caracterizado como um aspecto metodológico geral; e o problema de escolha ótima do parâmetro de suavização na estimação de uma função de núcleo Kernel, caracterizado como um aspecto metodológico específico. Em relação ao segundo ponto, ilustra-se empiricamente a questão com os mesmos dados utilizados nos dois ensaios anteriores, séries de PIB per capita estaduais, de 1985 a 2008. Os resultados confirmam a sensibilidade das conclusões aos valores dos parâmetros de suavização, bem como corroboram a formação de dois clubes de crescimento no Brasil. / In this doctoral thesis are developed three related essays addressing regional economy. In the first, the income convergence and the growth club formation is analysed thorough a long run perspective using multivariate models of unobserved components, which are characterized as stochastic. The results show that, at the regional level, only the Midwest region presents a converging trajectory. At the state level, there are little evidences of convergence within each region. Regarding the club formation, the found results are similar to the existing results in the Brazilian empirical literature. Two distinct groups were found. One is richer than the average including some states from the South region, Southeast region and Midwest region (plus Amazonas from the North region). And the other is poorer than the average, including the states from the North and Northeast regions. In the second essay, using short run data, the formation of common or combined cycles in the Brazilian regions was investigated using MS-VAR models, characterized as non-linear. The cycles within the regions show similarities, although between regions the dynamics are distinct. Nevertheless, the Southeast region is most similar to the national economy. Additionally it is worth to highlight, in one hand the similar dynamics of South and Midwest, despite the more satisfying performance of Midwest. On the other hand, the North and Northeast show a weak connection internally and with the national economy. In the third essay, a survey of the Brazilian empirical literature about regional studies was developed. For both, long run growth and economic cycles, the results that were found in this doctoral thesis are broadly consistent with those found in the main recent Brazilian publications. Additionally, in the third essay, two methodological aspects which might influence the results are stressed: the problem of the modifiable area unit (MAUP), characterized as a general methodological aspect; and the problem of optimal choice of the smoothing parameter in the estimation of a kernel function, characterized as a specific methodological aspect. The second point is illustrated empirically using the same data from the two previous essays (state GNP from 1985 to 2008). The results confirm the sensitivity of the conclusions to the values of the smoothing parameters, as well as supporter the formation to two growth clubs in Brazil.

Submitted by João Bretas de Araujo (joaobretas@fgvmail.br) on 2010-12-22T14:27:41Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao - Joao Bretas.pdf: 1174985 bytes, checksum: 2d443b4f657b8cbc7ff6798802dd1bd2 (MD5) / Approved for entry into archive by Andrea Virginio Machado(andrea.machado@fgv.br) on 2010-12-22T16:45:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertacao - Joao Bretas.pdf: 1174985 bytes, checksum: 2d443b4f657b8cbc7ff6798802dd1bd2 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-12-28T16:33:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao - Joao Bretas.pdf: 1174985 bytes, checksum: 2d443b4f657b8cbc7ff6798802dd1bd2 (MD5) Previous issue date: 2010-09-30 / The concept of stochastic discount factor pervades the Modern Theory of Asset Pricing. Initially, such object allows unattached pricing models to be discussed under the same terms. However, Hansen and Jagannathan have shown there is worthy information to be brought forth from such powerful concept which undelies asset pricing models. From security market data sets, one is able to explore the behavior of such random variable, determining a useful variance bound. Furthermore, through that instrument, they explore one pitfall on modern asset pricing: model misspecification. Those major contributions, alongside with some of its extensions, are thoroughly investigated in this exposition. / O conceito de fator estocástico de desconto permeia a Teoria Moderna de Apreçamento de Ativos. A princípio, tal objeto permite homogeneização na discussão sobre modelos de apreçamento. No entanto, Hansen e Jagannathan mostraram que há mais a ser extraído desse poderoso conceito subjacente aos modelos. A partir de dados, estudam limites do comportamento dessa variável aleatória, determinando cotas inferiores para suas variâncias. Além disso, com aquele instrumento, exploram as fragilidades da modelagem em finanças como erros de especificação. Essas contribuições e algumas de suas extensões são investigadas nessa dissertação.

Submitted by Guilherme Aguirre (guilherme.aguirre@gvmail.br) on 2012-02-13T23:29:47Z No. of bitstreams: 1 dissertação_aguirre.pdf: 5150553 bytes, checksum: 0ebcd628c0be9ae000f25b63ad88d6fd (MD5) / Approved for entry into archive by Gisele Isaura Hannickel (gisele.hannickel@fgv.br) on 2012-02-14T11:26:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 dissertação_aguirre.pdf: 5150553 bytes, checksum: 0ebcd628c0be9ae000f25b63ad88d6fd (MD5) / Made available in DSpace on 2012-02-14T12:18:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertação_aguirre.pdf: 5150553 bytes, checksum: 0ebcd628c0be9ae000f25b63ad88d6fd (MD5) Previous issue date: 2012-02-06 / In this thesis we studied diferente dinamic hedging moldels for a long position on a plain vanilla european option. This work lead us to an analise where the volatility is a very important variable on all the models demonstrated here. From an uncertain nature and many times incomprehensive, the volatility is a fundamental key for the success or failure of many financial players. The models the we worked our hedge was: the Black&Scholes (1976) and the Hoggard Whaley Wilmott (1994). The following option refers to Itaú PN underlying. We worked with a time series of the return of the closing prices from this underlying from 02/01/1998 until 30/05/2011, were we extract volatility parameters used to simulate different paths with different market regimes for the underlying. Finally, we dynamic hedged our long call position with different rebalance intervals and different hedged volatilities using both models described above. / Nesta dissertação estudamos diferentes modelos de hedging para uma opção plain vanilla comprada do tipo europeu. Este estudo nos leva a uma análise onde a volatilidade é uma variável de extrema importância em todos os modelos abordados. De natureza incerta e muitas vezes incompreensível, a volatilidade é uma peça fundamental pelo sucesso ou fracasso de muitos agentes financeiros. Os modelos em que trabalhamos o hedging da opção comprada são: o modelo Black& Scholes (1976) e o moldelo de Hoggard-Whaley-Wilmott (1994). A opção analisada é referente ao ativo base Itaú PN. Trabalhamos com uma série histórica do retorno dos preços de fechamento deste ativo de 02/01/1998 até 30/05/2011 de onde extraímos os parâmetros de volatilidade utilizados para as simulações do ativo base, gerando diferentes regimes de mercado. Por fim, realizamos o hedging com diferentes freqüências de ajustes e diferentes volatilidades de hedging com os modelos mencionados acima.