[pt] Os mercados de commodities tornaram-se uma nova alternativa para investidores nos últimos quinze anos, em um processo conhecido como financeirização dos mercados de commodities. Vários estudos têm explicado as razões deste fenômeno, porém esta é uma questão ainda pouco estudada na literatura de economia agrícola e energética no Brasil. Como a financeirização do mercado de commodities mudou a dinâmica dos preços ao longo dos anos? Esta tese aplica modelos não lineares para entender se a especulação causou os movimentos de preços nos mercados de commodities agrícolas, bem como para investigar a descoberta de preços no mercado brasileiro ao se testar os mecanismos de transmissão dos preços internacionais de energia e commdities agrícolas aos preços brasileiros de etanol e gasolina. Procuramos investigar com os mesmos modelos não lineares os efeitos de transbordamento dos mercados globais de futuros para os preços à vista locais. Por fim, analisa-se o aumento da liquidez nos mercados de commodities, desenvolvemos para tanto uma nova medida para compreender o grau de ambiguidade dos preços de 12 commodities agrícolas. Apesar dos testes econométricos, os resultados foram inconclusivos sobre o papel da especulação no impacto dos retornos dos preços das commodities. Existe um nexo entre os preços internacionais do petróleo e do etanol brasileiro, e os preços globais das commodities aumentaram os efeitos de contágio nos mercados spot brasileiros. Finalmente, a financeirização dos mercados de commodities aumentou a liquidez do mercado medida pelo grau de ambiguidade. Esta tese contribui para o campo ao aplicar abordagens econométricas robustas e inovadoras, bem como ao evidenciar como o price discovery e o risk-sharing afetam a dinâmica dos preços das commodities. / [en] Commodity markets have become a new investment alternative for portfolio investors over the last fifteen years, in a process known as the financialization of commodity markets. Several studies have explained the reasons for this phenomenon (e.g., speculation and increase in biofuels production), leading to a question largely understudied in agricultural and energy economics literature. How has the financialization of the commodities market changed the price dynamic over the years? This thesis applies nonlinear models to understand whether the speculation caused the price movements in the agricultural commodity markets; investigates the price discovery in the Brazilian market by analyzing the transmission of international energy and feedstocks prices to Brazilian ethanol and gasoline prices; and investigates the spillover effects from global futures markets to local spot prices. In addition, it analyzes the increased liquidity in the commodity markets by developing a new measurement to gauge the degree of ambiguity for 12 agricultural commodities prices. Despite the robust econometric tests performed, the findings were inconclusive on the role of speculation in impacting the price returns of commodities. It also found that there exists a nexus between international oil and Brazilian ethanol prices, and global commodities prices have increased the spillover effects on the Brazilian spot markets. Finally, the financialization of commodity markets has increased the liquidity in the market as measured by the degree of ambiguity. This thesis contributes to the field not only by applying more robust, novel econometric approaches but also by evidencing how information discovery and risk-sharing affect the commodity price dynamics.

[pt] A possível mudança no paradigma de formação de preço no Brasil do modelo vigente por custos auditados para o modelo por oferta, com o objetivo de modernizar o Setor Elétrico e buscar práticas que incentivem a competição, implica a necessidade de estudos prévios para auxiliar o processo de transição e a definição do desenho de mercado adequado à realidade brasileira. Nesse sentido, o uso de modelos de equilíbrio, notadamente o Equilíbrio de Nash, desponta como uma poderosa ferramenta ex-ante que permite analisar o comportamento dos competidores para identificar possíveis ineficiências a serem mitigadas. Com esse fim, o presente trabalho modela o processo decisório de ofertas ótimas de um competidor em um mercado de energia elétrica de dia-seguinte de base hidrotérmica por um modelo de otimização binível, possibilitando a identificação do Equilíbrio de Nash do mercado através de um algoritmo baseado em Gauss-Seidel. Adicionalmente, o método é aplicado a dois experimentos numéricos: a um sistema-teste de três barras e a um caso representativo do sistema brasileiro completo, permitindo a análise do comportamento dos competidores a partir da comparação dos resultados com os modelos de Custos Auditados e Equilíbrio Competitivo. Foram observados os impactos das afluências e das cascatas de usinas hidrelétricas de múltiplos proprietários nas receitas e, consequentemente, no comportamento dos competidores. Por fim, foi verificada a ocorrência de competição exclusivamente pelas quantidades, além da prática de retenção de ofertas por parte dos competidores para a modificação do preço de equilíbrio de mercado, aumentando suas receitas. / [en] The potential shift in Brazil s energy pricing paradigm from the current Audited Costs model to the Bid-Bases model, with the aim of modernizing the electricity sector and seeking practices that encourage competition, implies the need for preliminary studies to assist the transition process and define the appropriate market design for the Brazilian reality. In this sense, the use of equilibrium models, notably the Nash Equilibrium, emerges as a powerful ex-ante tool that allows the analysis of competitors behavior to identify possible inefficiencies to be mitigated.To this end, this thesis models the optimal bidding decision process of a competitor in a hydrothermal day-ahead electricity market using a bilevel optimization model, enabling the identification of the Nash Equilibrium of the market through an algorithm based on the Gauss-Seidel. Additionally, the method is applied to two numerical experiments: a three-bus test system and a representative case of the complete Brazilian system, allowing for the analysis of competitors behavior by comparing the results with the Audited Costsand Competitive Equilibrium models. The impacts of water inflows and hydro plants in cascade with distinct ownership on revenues and consequently competitors behavior were observed. Finally, the occurrence of competition exclusively in quantities was verified, as well as the practice of quantity bids retention by competitors in order to modify the market equilibrium price, increasing their revenues.