🎲 Bayesian VAR (Minnesota Priors)

Priors informativos para estimación de VAR en muestras pequeñas

Tightness Random Walk Posteriores
Módulo 4 de 12
💡 Piénsalo así: El prior de Minnesota es como empezar un juego de adivinanzas con la corazonada de que la mejor predicción para mañana es el valor de hoy (random walk). El parámetro de tightness es cuán fuerte es tu corazonada: si es 0.1, confías mucho; si es 0.5, los datos pueden convencerte fácilmente.

🎯 ¿Qué aprenderás en este módulo?

  • Entender por qué el VAR clásico funciona mal cuando hay más parámetros que observaciones.
  • Comprender el prior de Minnesota: media 1 para primer rezago propio, 0 para los demás.
  • Interpretar los hiperparámetros λ_1 (tightness global) y λ_2 (decaimiento de rezagos).
  • Distinguir entre priors conjugados (Normal-Wishart) y no conjugados.
  • Usar la verosimilitud marginal para seleccionar el número de rezagos.
  • Prior de Minnesota

    🎯 Media Prior y su justificación

    El prior de Minnesota (Litterman, 1986) asume que cada serie sigue un random walk: y_{it} = y_{i,t-1} + u_{it}. Esto implica que el coeficiente del primer rezago propio tiene media 1 y todos los demás coeficientes (incluyendo rezagos de otras variables) tienen media 0. ¿Por qué random walk? Porque muchas series macro (PIB, precios) son altamente persistentes.

    Ejemplo concreto: Para un BVAR(4) con 3 variables, el prior dice que GDP_t depende principalmente de GDP_{t-1} (coef ~1), y muy poco de GDP_{t-2}, GDP_{t-3}, INF_{t-1}, IR_{t-1}, etc. (coefs ~0).

    E[A_l^{ij}] = 1 si i=j, l=1; 0 en otro caso

    🔧 Hiperparámetros: λ_1, λ_2, λ_3

    La varianza del coeficiente A_l^{ij} (efecto de la variable j en la ecuación i en el rezago l) se parametriza como: Var(A_l^{ij}) = (λ_1 / l^λ_2)^2 * (σ_i/σ_j)^2. λ_1 controla la tightness global (<1 = prior fuerte, >1 = débil). λ_2 controla cuánto se encogen los rezagos más lejanos. λ_3 es la varianza del intercepto (prior difuso si λ_3 grande).

    Pitfall: Elegir λ_1 demasiado pequeño (ej. 0.01) hace que los datos casi no importen. Demasiado grande (ej. 10) elimina el beneficio del prior.

    Var(A_l^{ij}) = (λ_1 / l^λ_2)^2 * (σ_i/σ_j)^2

    📊 Conjugate Normal-Wishart

    Cuando usamos un prior Normal para los coeficientes B (dado Σ) y un prior Inverse Wishart para Σ, la posterior es analítica: Normal para B|Σ,Y y Inverse Wishart para Σ|Y. Esto significa que no necesitamos MCMC — todo se calcula directamente. La media posterior es un promedio ponderado entre el prior y los datos, donde el peso depende de λ_1.

    Ventaja: La estimación de un BVAR con 20 variables y 4 rezagos (160 parámetros) toma segundos gracias a la conjugación.

    B|Σ,Y ~ N(B_bar, Σ ⊗ Ω_T^{-1})

    📏 Marginal Likelihood y selección de modelos

    La verosimilitud marginal p(Y) = ∫ p(Y|θ)p(θ)dθ es la probabilidad de los datos promediando sobre todos los parámetros. Con priors conjugados, tiene forma cerrada. Se usa para: (1) seleccionar el número de rezagos p, (2) elegir entre diferentes especificaciones de prior, (3) comparar BVAR vs VAR clásico. Mayor log-marginal-likelihood = mejor modelo.

    Ejemplo real: El Banco Central de Chile usa BVAR con marginal likelihood para elegir entre modelos con 2, 3 o 4 rezagos en su sistema de proyección de inflación.

    log p(Y) = -T/2 log|Σ_T| + ... (forma cerrada)

    Ejemplo paso a paso: BVAR con tightness λ_1 = 0.2

    Paso 1: Definir el prior de Minnesota

    Para un VAR(2) con 2 variables (GDP, INF), el prior tiene 2×2×2 = 8 coeficientes de rezago más 2 interceptos. El prior dice: GDP_{t-1}→GDP_t tiene media 1, GDP_{t-2}→GDP_t tiene media 0, INF_{t-1}→GDP_t tiene media 0, etc. Con λ_1=0.2, las varianzas son pequeñas: por ejemplo, Var(GDP_{t-1}→GDP_t) = (0.2/1)^2 * (σ_GDP/σ_GDP)^2 = 0.04.

    Paso 2: Combinar con los datos

    La media posterior B_bar = (Ω_0 + X'X)^{-1} * (Ω_0 B_0 + X'Y), donde Ω_0 es la precisión del prior y X'X la precisión de los datos. Con λ_1=0.2, Ω_0 es grande (prior fuerte), así que la posterior se acerca más al prior. Con λ_1=0.5, los datos pesan más.

    Paso 3: Calcular IRFs del BVAR

    Con la media posterior de los coeficientes, calculamos las IRFs. Las IRFs del BVAR con λ_1 pequeño están "encogidas" hacia cero: los efectos de los shocks son más pequeños y menos volátiles que en un VAR clásico. Esto es bueno para pronóstico pero puede subestimar efectos reales.

    Paso 4: Interpretar la simulación interactiva

    En la simulación de abajo, ajusta la tightness y observa dos cosas: (1) las IRFs del BVAR vs VAR clásico, y (2) la distribución posterior del coeficiente AR(1). Cuando la tightness es baja (0.1), los puntos verdes (posterior) están muy concentrados cerca del prior. Cuando es alta (0.5), se dispersan más.

    Simulación: BVAR con Minnesota Prior

    Controla la tightness λ_1 y compara las IRFs del BVAR vs VAR clásico. Observa la distribución posterior de los coeficientes.

    Presiona "Estimar BVAR" para ver las IRFs del BVAR vs VAR.
    Mini Quiz: Bayesian VAR
    💡 Ajusta la tightness para ver cómo el prior afecta las IRFs estimadas.

    Resumen del módulo

  • El prior de Minnesota asume random walk: media 1 para el primer rezago propio, 0 para los demás.
  • λ_1 (tightness global) controla cuánto pesa el prior vs los datos. λ_2 controla el decaimiento entre rezagos.
  • Con priors conjugados Normal-Wishart, la posterior es analítica y la estimación es rápida.
  • La verosimilitud marginal permite seleccionar el número óptimo de rezagos de forma objetiva.
  • BVAR reduce la varianza de los coeficientes a costa de un posible sesgo, mejorando el pronóstico en muestras pequeñas.