Estudo de séries temporais de preços de petróleo, etanol e açúcar através da Transfer Entropy

A infraestrutura energética brasileira no setor de transportes tem características únicas, com uma grande participação de bioenergia. O governo brasileiro obriga a adição de etanol na gasolina e esse percentual varia como um mecanismo político de estabilização dos preços, aumentando ou diminuindo a depender da capacidade industrial de produzir etanol e do preço do petróleo. O preço da cana-de-açúcar também tem um papel fundamental nesta tomada de decisão. O mercado interno alterna o destino da cana-de-açúcar para produção de etanol ou de açúcar dependendo dos preços do mercado. Grande parte da produção de etanol é destinada ao mercado interno. Enquanto o açúcar, além de ser um produto da cesta básica brasileira, é um forte produto de exportações. Dessa forma, as commodities açúcar, etanol e petróleo possuem uma correlação muito grande com relação aos preços no mercado financeiro brasileiro. A correlação existente entre os preços do etanol, açúcar e petróleo leva a necessidade de estudar esta troca de informações e avaliar a direcionalidade desse fluxo de informação. Para estudar a transferência de informações nas séries de preço destas commodities utilizamos a Transfer Entropy que permite, além de medir a intensidade de acoplamento entre as séries, identificar a direcionalidade do acoplamento. Como essas commodities são altamente influenciadas pelo mercado internacional, analisamos o comportamento de suas séries temporais de preços diante da crise financeira mundial que acarretou a quebra do Banco Lehman Brothers. Dessa forma, estudamos essas commodities para os períodos antes, durante e após a Crise Subprime. Nosso principal objetivo neste estudo foi investigar séries temporais de preço de etanol, petróleo e açúcar utilizando o método Transfer Entropy. Os resultados obtidos mostram que a crise financeira afetou a relação entre os preços das commodities açúcar, etanol e petróleo. ATransfer Entropy se mostrou eficiente para quantificar o fluxo de informações entre as séries temporais de preços dessas commodities e elucidar a direcionalidade da transferência. Destacamos algumas inversões observadas na intensidade do fluxo de informações, por exemplo, entre açúcar e petróleo, nos períodos durante e após a crise o comportamento da Transfer Entropy inverteu e o sentido petróleo - açúcar se tornou maior que o outro sentido. Entre açúcar e etanol e entre petróleo e etanol também houve inversão no comportamento da transferência de informações no período durante a crise. No geral, o método detectou a alteração no comportamento dos preços ocasionada pela crise financeira. Avantagem da técnica é, além de medir a intensidade entre esses acoplamentos, indicar a direcionalidade das interações. Entre os resultados obtidos com o método Multiscale Transfer Entropy destacamos que entre o petróleo e o etanol, ao analisar as diferentes escalas de tempo, não pudemos concluir qual sentido transfere mais informação. Essa característica pode ser relacionada com as intervenções políticas que baixam o preço da gasolina artificialmente, alteram o percentual de etanol na gasolina, fazendo com que a relação entre os preços do etanol e petróleo não ocorram naturalmente.The Brazilian energy infrastructure in the transportation sector has unique characteristics, with a large participation of bioenergy. The Brazilian government obliges the addition of ethanol in gasoline and this percentage varies as a political mechanism of price stabilization, increasing or decreasing depending on the industrial capacity to produce ethanol, the price of oil. The price of sugar cane also has a role in this decision-making. The domestic market switches the destination of sugarcane to ethanol or sugar production depending on market prices. Much of the ethanol production is destined for the domestic market. While sugar, besides being a product of the Brazilian basic food basket, is a strong product of exports. Thus, sugar, ethanol and petroleum commodities have a very large price correlation in the Brazilian financial market. The correlation between the prices of ethanol, sugar and oil leads to the need to study this exchange of information and to evaluate the directionality of this flow of information. In the analysis of multivariate time series, a common subject of interest is the coupling between the variables. In order to study the transfer of information in the series of prices of these commodities we use the Transfer Entropy that allows, in addition to measuring the coupling force between the series, to identify the directionality of the coupling. As these commodities are highly influenced by the international market, we analyze the behavior of their time series of prices in the face of the global financial crisis that led to the collapse of Lehman Brothers Bank. In this way, we study these commodities for the periods before, during and after the Subprime Crisis. Our main objective in this study was to investigate time series of ethanol, oil and sugar prices using the Transfer Entropy method. The results show that the financial crisis affected the relationship between sugar, ethanol and oil commodity prices. Transfer Entropy was efficient in quantifying the flow of information between the time series of prices of these commodities and elucidating the directionality of the transfer. We highlight some inversions observed in the intensity of the flow of information, for example between sugar and oil, during the periods during and after the crisis, the behavior of Transfer Entropy reversed and the direction of oil sugar became bigger than the other direction. Between sugar and ethanol and between oil and ethanol there was also an inversion in the behavior of information transfer during the period during the crisis. Overall, the method detected the change in price behavior caused by the financial crisis. The advantage of the technique is, besides measuring the intensity between these couplings, to indicate the directionality of the interactions. Among the results obtained with the Multiscale Transfer Entropy method we highlight that between oil and ethanol, when analyzing the different time scales, we could not conclude which direction transfers more information. This feature may be related to policy interventions that lower the price of gasoline artificially, change the percentage of ethanol in gasoline, causing the relationship between ethanol and oil prices not to occur naturally.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPE