šŸ”— MGARCH Multivariante

Correlaciones dinámicas y modelos multivariantes de volatilidad

DCC BEKK Portfolio VaR
Módulo 6 de 12
šŸ’” Piénsalo así: MGARCH es como un radar de tráfico para múltiples activos. No solo mide la velocidad de cada auto (volatilidad individual), sino cómo se mueven en relación unos con otros (correlación). DCC es especial porque permite que la correlación cambie en el tiempo, como las rutas de los autos que se acercan o separan.
šŸŽÆ ¿Qué aprenderás en este módulo?
  • Entender por qué la correlación entre activos cambia en el tiempo
  • Comprender la diferencia entre DCC y BEKK para modelar volatilidad multivariante
  • Aprender cómo calcular el VaR de un portafolio con correlaciones dinámicas
  • Reconocer la maldición de dimensionalidad en MGARCH
  • Modelos Multivariantes

    šŸ“ DCC (Engle, 2002)

    Rā‚œ = diag(Qā‚œ)⁻¹ Qā‚œ diag(Qā‚œ)⁻¹, donde Qā‚œ = (1-α-β)RĢ„ + αzā‚œā‚‹ā‚z'ā‚œā‚‹ā‚ + βQā‚œā‚‹ā‚. Intuición: DCC (Dynamic Conditional Correlation) estima la correlación en dos etapas. Primera: estima GARCH(1,1) univariante para cada activo y obtiene los residuos estandarizados zā‚œ. Segunda: modela la matriz Qā‚œ como un promedio ponderado de tres componentes: (1) la correlación incondicional RĢ„ (a largo plazo), (2) el producto de los residuos estandarizados del período anterior zā‚œā‚‹ā‚z'ā‚œā‚‹ā‚ (el shock reciente), y (3) la matriz Q del período anterior (persistencia). La correlación condicional es Ļįµ¢ā±¼ā‚œ = qįµ¢ā±¼ā‚œ / √(qįµ¢įµ¢ā‚œ qā±¼ā±¼ā‚œ). En la crisis de 2008, la correlación entre activos subió de ~0.4 a ~0.8, demostrando la importancia de la correlación dinámica.

    šŸ“Š BEKK (Engle & Kroner, 1995)

    Hā‚œ = C'C + A'Īµā‚œā‚‹ā‚Īµ'ā‚œā‚‹ā‚A + B'Hā‚œā‚‹ā‚B. Garantiza Hā‚œ definida positiva. Intuición: BEKK modela directamente la matriz de covarianzas Hā‚œ asegurando que sea definida positiva (requisito para que sea una matriz de covarianzas válida). Lo hace mediante una estructura cuadrática (producto de matrices) que garantiza la positividad automáticamente. El costo: para N activos, necesita estimar O(N²) parámetros. Para 10 activos, BEKK tiene ~210 parámetros. Para 50 activos, ~5,000 parámetros. ¡Imposible de estimar! Además, la interpretación de los parámetros A y B no es intuitiva porque los efectos están "mezclados" por las matrices.

    ⚔ Correlation Targeting

    DCC permite estimar primero los GARCH univariantes y luego la correlación dinámica en dos etapas. Escala a N grande (50+ activos). Intuición: La gran ventaja de DCC es que separa el problema: primero estimas N modelos GARCH univariantes (uno por activo) y luego estimas solo 2 parámetros (α y β) para la correlación dinámica, independientemente de N. La correlación incondicional RĢ„ se estima como la media muestral de los residuos estandarizados. Esto hace que DCC sea computacionalmente factible para portafolios con 50, 100 o incluso 500 activos. En la práctica, DCC con 50 activos se estima en segundos, mientras que BEKK con solo 5 activos puede tomar minutos y con 10 activos es prácticamente inviable.

    šŸ›”ļø VaR de Portafolio

    Con DCC, el VaR del portafolio es: VaR_p = z_α √(w'Hā‚œw). La correlación variable mejora la estimación del riesgo en crisis. Intuición: El VaR de un portafolio depende de tres cosas: la volatilidad de cada activo (σᵢ), la correlación entre ellos (ρᵢⱼ), y los pesos (wįµ¢). La fórmula completa es: ĻƒĀ²ā‚š = Ī£wᵢ²σᵢ² + 2ΣΣwįµ¢wⱼσᵢσⱼρᵢⱼ. Con correlación constante, subestimas el riesgo cuando las correlaciones suben en crisis. DCC captura este aumento, dando un VaR más preciso. Durante COVID-19 (marzo 2020), las correlaciones entre activos globales subieron de ~0.3 a ~0.7, y el VaR con DCC fue significativamente mayor que con correlación constante.

    VaRā‚š = z_α √(w'Hā‚œw)

    šŸ“‰ Modelos de Correlación Constante (CCC)

    CCC-GARCH (Bollerslev, 1990): Hā‚œ = Dā‚œ R Dā‚œ, donde Dā‚œ contiene las volatilidades individuales y R es una matriz de correlación constante. Intuición: CCC asume que la correlación es constante en el tiempo, lo que simplifica enormemente la estimación. Es útil como referencia o para periodos cortos. Sin embargo, la evidencia empírica muestra que las correlaciones NO son constantes: tienden a aumentar en crisis (cambio de régimen). El test de Tse (2000) permite verificar si la correlación es constante vs dinámica: si se rechaza Hā‚€, DCC es preferible a CCC. En la práctica, para casi todos los pares de activos financieros, las correlaciones varían significativamente en el tiempo.

    šŸŒ Aplicaciones de MGARCH

    MGARCH se usa para optimización de portafolios dinámica, cobertura (hedge ratios), cálculo de capital regulatorio (Basel III), y stress testing. Intuición: Con DCC puedes calcular el hedge ratio óptimo: Ī²ā‚œ = Cov(rā‚ā‚œ, rā‚‚ā‚œ) / Var(rā‚‚ā‚œ) = Ļā‚ā‚‚ā‚œ Ɨ (Ļƒā‚ā‚œ/Ļƒā‚‚ā‚œ). Si la correlación cambia, la cobertura óptima cambia. Por ejemplo, si tienes Bitcoin y Ethereum, la cobertura óptima entre ellos varía con la correlación. En periodos de alta correlación, tener ambos no diversifica; en periodos de baja correlación, sí. Para cumplimiento de Basel III, el capital por riesgo de mercado se calcula con modelos de VaR que deben capturar correlaciones variables.

    Simulación: DCC 2-Activos

    Simula la correlación dinámica entre dos activos con DCC. Controla la persistencia de la correlación.

    Presiona "Simular" para ver la correlación dinámica DCC.
    Ejemplo: VaR de portafolio con DCC

    Portafolio 50% Bitcoin, 50% Ethereum. Pesos w = [0.5, 0.5].

    Paso 1: Volatilidades individuales (de GARCH)

    Bitcoin: Ļƒā‚ = 0.04 (4% diario). Ethereum: Ļƒā‚‚ = 0.05 (5% diario). Estimadas con GARCH(1,1) individual.

    Paso 2: Correlación dinámica de DCC

    DCC estima que hoy la correlación es ρ = 0.65. La matriz de covarianzas Hā‚œ = [Ļƒā‚Ā², ĻĻƒā‚Ļƒā‚‚; ĻĻƒā‚Ļƒā‚‚, Ļƒā‚‚Ā²] = [0.0016, 0.0013; 0.0013, 0.0025].

    Paso 3: Varianza del portafolio

    ĻƒĀ²ā‚š = wā‚Ā²Ļƒā‚Ā² + wā‚‚Ā²Ļƒā‚‚Ā² + 2w₁wā‚‚ĻĻƒā‚Ļƒā‚‚ = 0.25 Ɨ 0.0016 + 0.25 Ɨ 0.0025 + 2 Ɨ 0.5 Ɨ 0.5 Ɨ 0.0013 = 0.0004 + 0.000625 + 0.00065 = 0.001675. Ļƒā‚š = √0.001675 = 0.0409 (4.09%).

    Paso 4: VaR al 95%

    VaR(95%) = -1.645 Ɨ Ļƒā‚š = -1.645 Ɨ 0.0409 = -0.0673 = -6.73%. Para un portafolio de $100,000, el VaR es $6,730. Si hubiéramos usado correlación constante de 0.4 (subestimando), el VaR habría sido solo $5,890. ¡Una diferencia del 14%! DCC captura que en periodos de estrés las correlaciones suben, dando una imagen más realista del riesgo.

    Mini Quiz: MGARCH

    šŸ“Œ Resumen del módulo

  • DCC estima correlaciones dinámicas en dos etapas: GARCH univariantes + correlación
  • DCC escala a 50+ activos (solo 2 parámetros adicionales); BEKK no escala (O(N²))
  • CCC asume correlación constante, pero en crisis las correlaciones suben significativamente
  • El VaR de portafolio con DCC es más preciso que con correlación constante
  • Las aplicaciones incluyen hedge ratio dinámico y optimización de portafolios
  • šŸ’” Responde las preguntas sobre modelos MGARCH multivariantes.