19 de maio de 2023

Aula de Hoje

  • Seguros de Vida

    • VPA de diferentes seguros
    • Fórmulas de Comutação
    • Seguros com Benefícios Crescentes
    • Seguros em m partes no ano
  • Anuidades de Vida

    • VPA de diferentes anuidades
    • Fórmulas de Comutação
  • Prêmios

Seguros e Anuidades de Vida

  • Seguros de vida ou anuidades de vida são contratos que prometem um ou mais pagamentos de acordo com a ocorrência de eventos relacionados à sobrevivência/mortalidade de indivíduos (life-contingent events).

  • Por exemplo:

    • seguro de vida que promete o pagamento de uma indenização caso o seguro morra durante o período definido no contrato;

    • contrato de anuidade que paga uma quantia no começo (ou final) de cada período, até o final do contrato ou até a morte do segurado, o que ocorrer primeiro;

    • seguros dotais que pagam uma indenização no menor entre o tempo até a morte do segurado e o final do contrato.

Precificação de Seguros

Etapas para calcular o prêmio de um seguro (preço a ser cobrado pelo contrato):

  1. Determinar as hipóteses financeiras e demográficas que serão usadas. Isto é, a taxa de juros para descontar os pagamentos futuros, e a tabela de vida com as probabilidades de sobrevivência.
  2. Calcular o Valor Presente Atuarial dos fluxos de caixa dependentes de sobrevivência/mortalidade do indivíduo, ou seja, o valor esperado dos benefícios prometidos no contrato e as despesas associadas.
  3. Calcular o prêmio, levando em conta que pode ser pago em uma única parcela (prêmio único) ou em parcelas periódicas.

Notação

Seja:

  • \(x\) a idade do segurado no início do contrato;

  • \(n\) a duração do contrato;

  • \(m\) o período de diferimento, isto é, o período até que a cobertura do contrato se inicie;

  • \(i\) a taxa de juros;

  • \(k\) a frequência de pagamentos a cada ano.

Hipóteses assumidas

  • Para os exemplos dessa aula, vamos considerar:

    • Tabela de vida Ilustrativa do SOA;

    • taxa de juros de 6%.

  • Também vamos assumir que os benefícios são pagos no final de cada período.

Seguros de Vida

Seguros de Vida

  • O contrato padrão que vamos utilizar será o de seguro de vida temporário por \(n\) anos, que paga $1 no final do ano de morte de \((x)\) se ocorrer antes de \(n\) anos.

  • VPA:

Seguros de Vida

  • No caso do seguro de vida inteira, o VPA é obtido quando \(n = \omega\).

  • Para seguro diferido, basta alterar os limites do somatório para \(k=m\) até \(n+m-1\).

Funções de Comutação

  • Antes da popularização dos computadores, o cálculo de seguros era feito com tabelas atuariais, tabelas prontas com funções da idade dos segurados.

  • As funções de comutação são funções de \(l_x\) e da taxa de juros \(i\).

Funções de Comutação



Funções de Comutação - Seguros

  • VPA de Seguro de vida inteira:

  • Seguro Dotal Puro:

Funções de Comutação - Seguros

  • VPA de Seguro de vida diferido:

  • VPA de Seguro de vida temporário:

Tabela Atuarial

  • O pacote lifecontingencies contém funções para criar tabelas atuariais com funções de comutação a partir de uma tabela de vida.

Exercício

  • A partir da tabela de vida ilustrativa do SOA:
  1. Construa uma tabela atuarial com juros de 6%;

  2. Exporte essa tabela para um objeto data.frame com as funções de comutação.

Exercício

## carregar valores de l_x
data("soaLt")

## criar tabela atuarial
soaAct = new("actuarialtable", x=soaLt$x, lx=soaLt$Ix, interest=0.06)

Exercício

## convertendo para data.frame
soaAct.df = as(soaAct, "data.frame")
head(soaAct.df)
##   x       lx       Dx        Nx        Cx       Mx       Rx
## 1 0 10000000 10000000 168358017 47263.585 470300.9 12487975
## 2 1  9949901  9386699 158358017 44588.288 423037.4 12017674
## 3 2  9899801  8810788 148971318 42064.422 378449.1 11594637
## 4 3  9849702  8270000 140160530 39683.417 336384.6 11216188
## 5 4  9799602  7762203 131890531 37437.186 296701.2 10879803
## 6 5  9749503  7285396 124128328  6191.668 259264.0 10583102

Exercício

  • Vamos usar essa tabela de vida para encontrar o valor do prêmio único de um seguro temporário por 3 anos, para um segurado de 36 anos e soma segurada de $100.000.

  • VPA desse seguro:

Exercício

## Exemplo - Seguro temporário

## 1) usando somatório
## probabilidades
prob.morte = -diff(soaAct.df$lx)[soaAct.df$x%in%36:38]/soaAct.df$lx[soaAct.df$x==36]
prob.morte
## [1] 0.002140254 0.002274272 0.002420523
## fatores de desconto
disc = (1+0.06)^(-(1:3))
disc
## [1] 0.9433962 0.8899964 0.8396193

Exercício

## valor presente atuarial
p1 = 100000*sum(disc*prob.morte)

Exercício

  • Usando funções de comutação:

## 2) usando funções de comutação
p2 = 100000*with(soaAct.df, (Mx[37]-Mx[40])/Dx[37])

Exercício

## 3) usando função seguro temporário
p3 = 100000*Axn(actuarialtable = soaAct, x=36, n=3)
cbind(p1,p2,p3)
##            p1       p2       p3
## [1,] 607.5519 607.5519 607.5519

Seguros com benefícios crescentes

  • Outro tipo de contrato consiste em seguros com benefícios crescentes ou decrescentes, pagos no final do ano de morte.

  • Por exemplo, considere um seguro temporário por \(n\) anos que paga \(k+1\) se \(x\) completou \(k\) anos desde o início do contrato, ou seja, se \(K_x = k\) para \(k=0,1,\dots,n-1\).

Seguros com benefícios crescentes

  • Seguros temporários, crescentes e decrescentes estão relacionados através da equação:

Seguros com benefícios crescentes

## seguros com benefícios crescentes

(10+1)*Axn(soaAct, 60, 10)
## [1] 1.504674
IAxn(soaAct, 60, 10) + DAxn(soaAct, 60, 10)
## [1] 1.504674

Seguros em m partes no ano

  • Também podemos considerar seguros pagos em m partes no ano. Assim, estamos dividindo o ano em \(m\) subperíodos, e os benefícios serão pagos no final da parte em que ocorrer a morte.

Seguros em m partes no ano

  • Vamos verificar numericamente que

(sob suposição de distribuição uniforme de mortes - Seção 4.5 do Dickson)

Seguros em m partes no ano

## relação entre seguros anuais e em m partes
Axn(actuarialtable=soaAct,x=30,k=12)
## [1] 0.1052722
0.06/real2Nominal(0.06,12)*Axn(actuarialtable=soaAct,x=30)
## [1] 0.1052722

Anuidades de Vida

Anuidades de Vida

  • Uma anuidade de vida é uma série de pagamentos feitos no começo (ou final) do ano enquanto o segurado estiver vivo.

  • VPA de uma anuidade de vida inteira antecipada:

\[\ddot{a}_x = \sum_{k=0}^\infty v^k . {}_{k}p_x \]

  • VPA de uma anuidade de vida inteira postecipada:

\[a_x = \sum_{k=1}^\infty v^k . {}_{k}p_x = \ddot{a}_x - 1 = {}_{1|}\ddot{a}_x\]

Funções de Comutação - Anuidades

  • VPA de Anuidade de vida inteira antecipada:

  • VPA de Anuidade de vida inteira postecipada:

Funções de Comutação - Anuidades

  • VPA de Anuidade de vida inteira antecipada e diferida:

  • VPA de Anuidade de vida antecipada e temporária:

Exercício

  • Vamos encontrar o VPA de uma série de pagamentos de $1, feitos no começo de cada ano, para um segurado de 65 anos vitaliciamente.
## 1) usando somatório
sum( (soaAct.df$lx)[soaAct.df$x%in%65:111]/soaAct.df$lx[soaAct.df$x==65]*1.06^(-(0:45)) )
## [1] 9.896928

Exercício

## 2) usando funções de comutação
with(soaAct.df, (Nx[66]/Dx[66]))
## [1] 9.896928
## 3) usando função do pacote
axn(actuarialtable=soaAct,x=65)
## [1] 9.896928

Exercício

  • Refaça os cálculos anteriores para anuidade postecipada.
## Exercício
## anuidade postecipada
##

Exercício

  • Encontre o VPA de uma série de pagamentos de $1000 feitos por um segurado entre as idades 25 e 45, no começo de cada ano enquanto estiver vivo.
## Exercício
## VPA anuidade temporária
##

Exercício

  • Encontre o VPA de uma série de pagamentos postecipados de $150 feitos mensalmente e vitaliciamente por um segurado de 20 anos, diferidos por 10 anos
## Exercício
## VPA anuidade diferida postecipada e mensal
##

(Para anuidade postecipada: payment="arrears")

Prêmios

Prêmios

  • Até agora, calculamos o VPA dos benefícios (de contratos de seguros ou anuidades) assumindo um prêmio único.

  • Nesse caso, o segurado seria cobrado apenas o VPA dos benefícios.

  • Mas, normalmente, os prêmios são pagos em uma série de pagamentos.

  • Princípio da Equivalência:

\[VPA(\mbox{benefícios}) = VPA(\mbox{prêmios}) \]

Exercício

  • Encontre o prêmio de um seguro de vida inteira de $100.000 para um segurado de 25 anos, com prêmios pagos no começo dos próximos 10 anos enquanto estiver vivo.

  • VPA benefícios:

\[100.000 \times A_{25} \]

  • VPA prêmios:

Exercício

## Exercício - Prêmio 1
##

Exercício

  • Calcule o prêmio anual vitalício de um seguro de vida inteira de $100.000 diferido por 20 anos para um segurado de 50 anos.
## Exercício - Prêmio 2
##

Exercício

  • Considere uma apólice de seguro de vida inteira de $100.000, diferido por 5 anos, para um segurado de 40 anos.

  • Os prêmios são pagos durante o período de diferimento.

  • Caso o segurado morra durante o período de diferimento, o seu beneficiário irá receber os prêmios pagos sem juros.

  • Calcule o prêmio para esse contrato.