Teoría de Riesgo, Utilidad y Aplicaciones en Seguros

Análisis de Decisiones bajo Incertidumbre

Angel Colmenares

1 Riesgo

1.1 Evolución Histórica de la Gestión del Riesgo

La relación de la humanidad con el riesgo es tan antigua como la civilización misma. Desde los primeros asentamientos hasta la era digital, la capacidad de reconocer, evaluar y gestionar el riesgo ha sido fundamental para la supervivencia y el progreso. Su estudio ha evolucionado de un enfoque intuitivo y basado en la experiencia a una ciencia sofisticada que incorpora matemáticas, estadísticas y ciencias sociales.

1.1.1 Eras Primitivas y Civilizaciones Antiguas (Prehistoria - Siglo V d.C.)

  • Riesgo como Fatalidad o Designio Divino: En las sociedades primitivas, los riesgos (fenómenos naturales, enfermedades, ataques de animales o tribus rivales) eran a menudo interpretados como actos de la naturaleza o castigos divinos, fuera del control humano. La respuesta se basaba en el sentido común, la experiencia acumulada (sabiduría ancestral) y rituales para apaciguar a las deidades.
  • Primeros Intentos de Mitigación:
    • Agricultura: La domesticación de plantas y animales redujo el riesgo de hambruna, pero introdujo nuevos riesgos (plagas, sequías, enfermedades del ganado).
    • Asentamientos: La construcción de viviendas y fortificaciones ofreció protección contra elementos y enemigos.
    • Comercio Marítimo: Civilizaciones como los fenicios y griegos implementaron prácticas como la “ley de Rodas” (siglo IX a.C.), que distribuía las pérdidas de un barco en caso de echazón (descarte de mercancías para salvar la nave) entre todos los propietarios de la carga, un precursor de los seguros marítimos.
    • Sociedades de Ayuda Mutua: En la antigua Roma, existían colegios funerarios y sociedades de ayuda mutua que ofrecían beneficios a sus miembros en caso de enfermedad o muerte, sentando las bases de las compañías de seguros modernas.
  • Estudio del Riesgo: El estudio formal era inexistente. Las decisiones se tomaban por ensayo y error, observación y transmisión oral de conocimientos.

1.1.2 Edad Media (Siglo V - XV)

  • Riesgos Dominantes: Hambrunas, pestes (como la Peste Negra), guerras, enfermedades con alta mortalidad infantil y materna, y peligros en los viajes (bandidos, inclemencias del tiempo). La expectativa de vida era baja.
  • Gestión del Riesgo:
    • Fe y Superstición: La religión seguía siendo un pilar en la interpretación y afrontamiento de los riesgos, a menudo vistos como pruebas divinas.
    • Gremios y Fraternidades: Organizaciones que ofrecían protección económica y social a sus miembros en caso de enfermedad, incapacidad o muerte, funcionando como un sistema de apoyo mutuo.
    • Contratos de Préstamo a la Gruesa: En el comercio marítimo, un tipo de préstamo donde el prestamista perdía el capital si el barco se hundía, pero recibía intereses muy altos si llegaba a puerto. Era una forma primitiva de seguro.
  • Perfeccionamiento: El estudio del riesgo seguía siendo empírico. Se desarrollaron incipientes sistemas contables para registrar deudas y transacciones, pero sin análisis estadístico del riesgo.

1.1.3 Renacimiento y Siglo XVII (Siglo XV - XVII)

  • Cambio de Paradigma: El pensamiento humanista y el método científico comienzan a desafiar las explicaciones puramente divinas. La curiosidad intelectual impulsa la observación y el registro de fenómenos.
  • Nacimiento de la Probabilidad: Este es el punto de inflexión.
    • Juegos de Azar: Matemáticos como Gerolamo Cardano, Pierre de Fermat y Blaise Pascal comenzaron a estudiar los juegos de azar. El “Problema de los Puntos” (cómo dividir las apuestas en un juego interrumpido) llevó al desarrollo de los primeros conceptos de probabilidad como una medida de la incertidumbre.
    • Estudios Demográficos: John Graunt, en el siglo XVII, analizó las tablas de mortalidad en Londres, sentando las bases de la demografía y la actuaría. Esto permitió cuantificar el riesgo de muerte.
  • Impacto en el Riesgo: Por primera vez, el riesgo comenzó a ser visto como algo cuantificable, no solo como una fatalidad. Esto sentó las bases para el desarrollo de seguros modernos.

1.1.4 Siglo XVIII: Formalización de la Utilidad y el Seguro

  • Daniel Bernoulli y la Utilidad Esperada (1738): Su trabajo sobre la Paradoja de San Petersburgo (ver sección anterior) fue revolucionario. Demostró que las personas no maximizan el valor monetario esperado, sino la utilidad esperada, lo que explica la aversión al riesgo y la disposición a pagar por la certidumbre (seguros).
  • Desarrollo de Compañías de Seguros: Los conceptos de probabilidad y utilidad permitieron a las compañías calcular primas de manera más científica, expandiendo el mercado de seguros (seguro de vida, incendios, marítimo). Lloyd’s of London es un ejemplo icónico de este período.
  • Estudio del Riesgo: El riesgo pasa de ser solo una amenaza a un objeto de estudio matemático y económico, buscando su medición y transferencia.

1.1.5 Revolución Industrial y Siglo XIX

  • Nuevos Riesgos: La industrialización trajo consigo riesgos laborales sin precedentes (accidentes con maquinaria, enfermedades profesionales en fábricas insalubres), riesgos de desastres tecnológicos (explosiones de calderas, incendios en fábricas) y riesgos urbanos (hacinamiento, epidemias).
  • Respuestas a los Riesgos:
    • Legislación Laboral: Surgieron las primeras leyes para proteger a los trabajadores y mitigar los riesgos laborales.
    • Seguros Sociales: Algunos países comenzaron a experimentar con sistemas de seguros obligatorios para accidentes laborales (Alemania, 1884), marcando el inicio del bienestar social y la gestión de riesgos a nivel estatal.
    • Ingeniería de la Seguridad: El diseño de fábricas y maquinaria empezó a incorporar principios de seguridad para reducir accidentes.
  • Perfeccionamiento del Estudio: La estadística se perfecciona, permitiendo análisis de riesgo más complejos. La actuaria se consolida como una profesión clave en la cuantificación de riesgos de seguros.

1.1.6 Siglo XX: Gestión de Riesgos Moderna y Expansión

  • Guerras Mundiales y Crisis Económicas: La escala de los riesgos financieros y geopolíticos se hace evidente, impulsando la necesidad de análisis macroeconómicos y gestión de riesgos a nivel nacional e internacional.
  • Teoría de la Decisión: Se desarrolla formalmente la teoría de la decisión, integrando la teoría de la utilidad esperada con modelos de toma de decisiones bajo incertidumbre.
  • Gestión de Riesgos Empresariales (ERM): A partir de la segunda mitad del siglo XX, las empresas comienzan a adoptar un enfoque más holístico de la gestión de riesgos, yendo más allá del seguro para incluir la identificación, evaluación, control y financiación de todos los riesgos que pueden afectar los objetivos de la organización (financieros, operativos, estratégicos, reputacionales).
  • Modelos Cuantitativos Avanzados: Uso generalizado de modelos estadísticos, simulación (ej. Monte Carlo) y herramientas computacionales para la evaluación de riesgos complejos.
  • Salud y Seguridad Ocupacional: Se convierte en una disciplina consolidada con normativas estrictas.

1.1.7 Era Digital y Siglo XXI

  • Nuevos Riesgos Globales: La interconexión global y la tecnología digital introducen riesgos sin precedentes:
    • Ciberseguridad: Ataques informáticos, robo de datos, interrupción de servicios.
    • Riesgos Tecnológicos: Inteligencia Artificial, Big Data, biotecnología, que plantean desafíos éticos y de seguridad.
    • Riesgos Climáticos y Ambientales: El cambio climático, la pérdida de biodiversidad y la escasez de recursos se reconocen como riesgos sistémicos a largo plazo.
    • Pandemias: La reciente pandemia de COVID-19 demostró la vulnerabilidad global ante riesgos biológicos.
  • Perfeccionamiento del Estudio del Riesgo:
    • Big Data y Analítica de Riesgos: El análisis de grandes volúmenes de datos permite identificar patrones de riesgo, predecir eventos y personalizar la gestión de riesgos a un nivel granular.
    • Modelado de Riesgos Complejos: Desarrollo de modelos sofisticados para riesgos interconectados y sistémicos (ej. riesgo financiero en mercados globales, riesgo de cadena de suministro).
    • Inteligencia Artificial y Machine Learning: Aplicación de IA para la detección temprana de anomalías, evaluación de fraude, optimización de primas de seguros y automatización de procesos de gestión de riesgos.
    • Riesgo Cuantitativo: Se integran modelos matemáticos y computacionales avanzados en finanzas, seguros y otras industrias para la gestión de riesgo de mercado, crédito y operacional.
    • Cultura de Riesgo: Se enfatiza la importancia de una cultura de riesgo sólida en las organizaciones, donde la gestión del riesgo es responsabilidad de todos, no solo de un departamento.

1.2 Definiciones Básicas

1.2.1 Concepto de Riesgo

El riesgo, en el ámbito económico y de seguros, se define fundamentalmente como la incertidumbre sobre la ocurrencia de un evento futuro que podría generar una pérdida o una desviación desfavorable respecto a un resultado esperado. No es meramente la posibilidad de que algo salga mal, sino la inherente variabilidad en los posibles resultados de una situación. Esta variabilidad es lo que genera la necesidad de gestión y mitigación.

1.2.2 Componentes Esenciales

Para comprender y analizar cualquier riesgo, es vital identificar sus elementos constituyentes:

  • Evento de Riesgo: Es el suceso que, al materializarse, desencadena una consecuencia negativa. Por ejemplo, en un seguro de hogar, el evento de riesgo podría ser un incendio, un robo o una inundación.
  • Probabilidad: Cuantifica la verosimilitud de que el evento de riesgo ocurra. Se expresa como un valor numérico entre 0 (imposibilidad) y 1 (certeza absoluta). Si la probabilidad de un incendio severo en una casa es de 0.005, esto implica que hay un 0.5% de posibilidades de que ocurra en un período dado.
  • Magnitud de la Pérdida: Representa el impacto o el costo financiero (o a veces no financiero) que se incurrirá si el evento de riesgo se materializa. Continuando con el ejemplo del incendio, la magnitud de la pérdida podría ser el costo total de reconstrucción de la vivienda, la pérdida de bienes personales y los gastos de reubicación temporal.

1.2.3 Clasificación Fundamental del Riesgo

Para su estudio y gestión, los riesgos se suelen categorizar:

  • Riesgo Puro vs. Riesgo Especulativo:
    • Riesgo Puro: Se caracteriza por tener solo dos resultados posibles: pérdida o no pérdida. Nunca hay una posibilidad de ganancia. Ejemplos incluyen accidentes automovilísticos, enfermedades, incendios o desastres naturales. Los seguros se concentran casi exclusivamente en la cobertura de riesgos puros.
    • Riesgo Especulativo: Implica la posibilidad de ganancia, pérdida o ningún cambio. Las inversiones en el mercado de valores, el lanzamiento de un nuevo producto, o la participación en juegos de azar son ejemplos claros.
  • Riesgo Financiero vs. Riesgo No Financiero:
    • Riesgo Financiero: Su impacto puede ser directa y fácilmente cuantificado en términos monetarios, como la pérdida de capital o ingresos.
    • Riesgo No Financiero: Involucra consecuencias que no son directamente monetizables, como el daño a la reputación de una marca, la pérdida de bienestar personal o el impacto psicológico de un evento traumático.

1.2.4 Medidas Cuantitativas basicas del Riesgo

Para gestionar y comprender el riesgo de forma sistemática, es fundamental poder cuantificarlo:

  • Valor Esperado (\(E[X]\)): Es la media ponderada de todos los posibles resultados de una variable aleatoria. \[E[X] = \sum_{i=1}^{n} x_i p_i\] Ejemplo: Si una inversión genera \(\$1.000\) con 20% de probabilidad o \(\$0\) con 80%, \(E[X] = (1.000 \times 0.20) + (0 \times 0.80) = \$200\).
  • Varianza (\(\sigma^2\)): Medida de la dispersión de los resultados alrededor del valor esperado. Una varianza elevada indica mayor incertidumbre y riesgo. \[\sigma^2 = E[(X - E[X])^2] = \sum_{i=1}^{n} (x_i - \mu)^2 p_i\]
  • Desviación Estándar (\(\sigma\)): La raíz cuadrada de la varianza, en las mismas unidades que la variable original.
  • Coeficiente de Variación (CV): Medida de riesgo relativo, útil para comparar dispersión entre distribuciones con diferentes valores esperados. \[CV = \frac{\sigma}{\mu}\]

Comparación de Riesgo (Baja vs. Alta Dispersión) en Python

Este gráfico ilustra cómo la desviación estándar (o varianza) captura la “incertidumbre” o el “riesgo”. Una distribución más ancha indica mayor riesgo.

Opción Python (Plotly Express)

Figure 1: Distribución de Resultados: Baja vs. Alta Dispersión (Python)

Comparación de Riesgo (Baja vs. Alta Dispersión) en R

Este gráfico ilustra cómo la desviación estándar (o varianza) captura la “incertidumbre” o el “riesgo”. Una distribución más ancha indica mayor riesgo.

Opción R (ggplot2 + plotly)

Figure 2: Distribución de Resultados: Baja vs. Alta Dispersión (R)

1.2.5 Ejemplos Numéricos: Comparación de Riesgo en Pérdidas Materiales (Baja vs. Alta Dispersión)

Para ilustrar el concepto de riesgo como dispersión o variabilidad aplicado a pérdidas materiales, consideremos dos escenarios de riesgo para una propiedad (por ejemplo, una casa o un local comercial), cada uno con diferentes posibles niveles de daño y sus respectivas probabilidades. Asumiremos que el valor total de la propiedad es de $100.000.

Escenario de Riesgo A: Baja Dispersión (ej. Riesgo de Daños Menores y Frecuentes)

Este escenario representa riesgos con impactos financieros más predecibles y menos extremos, como pequeños robos o daños leves por agua.

Tipo de Pérdida (Evento) Probabilidad (\(p_i\)) Pérdida (\(L_i\)) Valor Final de la Propiedad (\(x_i\))
Sin Pérdida 0.8 $0 $100,000
Daño Menor 0.15 $1,000 $99,000
Daño Moderado 0.05 $5,000 $95,000

Cálculos para el Escenario A:

  1. Pérdida Esperada (\(E[L_A]\)): \(E[L_A] = (0.8 \times \$0) + (0.15 \times \$1,000) + (0.05 \times \$5,000)\) \(E[L_A] = \$0 + \$150 + \$250 = \$400\) (Este es el costo esperado de las pérdidas, no el valor final de la propiedad esperada.)

  2. Valor Esperado de la Propiedad (\(E[X_A]\)): \(E[X_A] = (0.8 \times \$100,000) + (0.15 \times \$99,000) + (0.05 \times \$95,000)\) \(E[X_A] = \$80,000 + \$14,850 + \$4,750 = \$99,600\) (Nota: \(E[X_A] = W_0 - E[L_A] = \$100,000 - \$400 = \$99,600\))

  3. Varianza (\(\sigma_A^2\)) del Valor Final de la Propiedad: \(\sigma_A^2 = (0.8 \times (\$100,000 - \$99,600)^2) + (0.15 \times (\$99,000 - \$99,600)^2) + (0.05 \times (\$95,000 - \$99,600)^2)\) \(\sigma_A^2 = (0.8 \times \$400^2) + (0.15 \times (-\$600)^2) + (0.05 \times (-\$4,600)^2)\) \(\sigma_A^2 = (0.8 \times \$160,000) + (0.15 \times \$360,000) + (0.05 \times \$21,160,000)\) \(\sigma_A^2 = \$128,000 + \$54,000 + \$1,058,000 = \$1,240,000\)

  4. Desviación Estándar (\(\sigma_A\)): \(\sigma_A = \sqrt{\$1,240,000} \approx \$1,113.55\)

Escenario de Riesgo B: Alta Dispersión (ej. Riesgo de Daños Catastróficos)

Este escenario representa riesgos con impactos financieros más extremos, aunque quizás menos frecuentes, como incendios severos o desastres naturales.

Tipo de Pérdida (Evento) Probabilidad (\(p_i\)) Pérdida (\(L_i\)) Valor Final de la Propiedad (\(x_i\))
Sin Pérdida 0.99 $0 $100,000
Pérdida Total 0.01 $100,000 $0

Cálculos para el Escenario B:

  1. Pérdida Esperada (\(E[L_B]\)): \(E[L_B] = (0.99 \times \$0) + (0.01 \times \$100,000)\) \(E[L_B] = \$0 + \$1,000 = \$1,000\)

  2. Valor Esperado de la Propiedad (\(E[X_B]\)): \(E[X_B] = (0.99 \times \$100,000) + (0.01 \times \$0)\) \(E[X_B] = \$99,000 + \$0 = \$99,000\) (Nota: \(E[X_B] = W_0 - E[L_B] = \$100,000 - \$1,000 = \$99,000\))

  3. Varianza (\(\sigma_B^2\)) del Valor Final de la Propiedad: \(\sigma_B^2 = (0.99 \times (\$100,000 - \$99,000)^2) + (0.01 \times (\$0 - \$99,000)^2)\) \(\sigma_B^2 = (0.99 \times \$1,000^2) + (0.01 \times \$9,801,000,000)\) \(\sigma_B^2 = \$990,000 + \$98,010,000 = \$99,000,000\)

  4. Desviación Estándar (\(\sigma_B\)): \(\sigma_B = \sqrt{\$99,000,000} \approx \$9,949.87\)

Análisis de los Resultados:

  • El Escenario A tiene una pérdida esperada de $400 y una desviación estándar del valor final de la propiedad de $1,113.55. Esto significa que, en promedio, las pérdidas son bajas y los resultados no varían drásticamente.
  • El Escenario B tiene una pérdida esperada de $1,000 (mayor que A) y una desviación estándar del valor final de la propiedad de $9,949.87 (mucho mayor que A). A pesar de que la probabilidad de una pérdida es baja (1%), el impacto si ocurre es catastrófico, lo que resulta en una alta dispersión del valor final.

Esto demuestra que, incluso si el valor esperado de la pérdida fuera similar, una situación con una mayor desviación estándar (o varianza) se considera más riesgosa debido a la mayor incertidumbre sobre el resultado final de la propiedad. Un individuo averso al riesgo estaría más preocupado por el Escenario B, a pesar de que la probabilidad de pérdida es menor, debido al potencial de una pérdida devastadora y la consiguiente alta variabilidad en los resultados. La desviación estándar es clave para entender el grado de riesgo en estos contextos de pérdidas materiales.

2 Utilidad

2.1 Concepto y Propiedades

La utilidad (\(U(x)\)) es un concepto central en la microeconomía y la economía de la incertidumbre. Representa la medida subjetiva de la satisfacción o el bienestar que un individuo obtiene de una determinada cantidad de riqueza o consumo (\(x\)). No es una medida monetaria directa, sino una forma de cuantificar las preferencias personales.

Definición: “Una función de utilidad es una función que asigna un valor numérico a cada cesta de bienes de consumo, de tal forma que cestas preferidas tengan valores más altos que las menos preferidas.” (Varian, 2014, p. 95). En el contexto de riesgo, \(x\) representa típicamente la riqueza final disponible para el consumo.

Referencia APA: Varian, H. R. (2014). Microeconomic Analysis (3rd ed.). W. W. Norton & Company.

Propiedades Clave:

  • No Decreciente (No Saciedad): “Más es mejor”. Una mayor riqueza proporciona al menos la misma utilidad, y usualmente más. Matemáticamente: \(U'(x) \ge 0\).
  • Utilidad Marginal Decreciente: La satisfacción adicional de una unidad extra de riqueza disminuye a medida que la riqueza total aumenta. Esto se refleja en la concavidad de la función de utilidad: \(U''(x) \le 0\). Una función estrictamente cóncava (\(U''(x) < 0\)) implica aversión al riesgo.

Gráfico 1.2: Función de Utilidad Cóncava y Utilidad Marginal Decreciente

Figure 3: Función de Utilidad Cóncava y Utilidad Marginal Decreciente

2.1.1 Concepto de Utilidad Esperada

La Teoría de la Utilidad Esperada es el marco analítico por excelencia para la toma de decisiones bajo incertidumbre. Postula que, al enfrentarse a diferentes opciones con resultados inciertos, un individuo racional no elige la opción con el mayor valor esperado monetario, sino aquella que le proporciona la máxima utilidad esperada. Este principio permite a los individuos traducir la incertidumbre monetaria en una medida de bienestar subjetivo que pueden maximizar.

Definición: La utilidad esperada es el “promedio ponderado de las utilidades asociadas a cada resultado posible, donde las ponderaciones son las probabilidades de que ocurran esos resultados.” (Harrington & Niehaus, 2003, p. 45). En otras palabras, no se espera un valor monetario, sino un nivel de satisfacción promedio a lo largo de todas las posibilidades.

Referencia APA: Harrington, S. M., & Niehaus, G. R. (2003). Risk Management and Insurance (2nd ed.). McGraw-Hill/Irwin.

Formulación Matemática: Si \(X\) es una variable aleatoria que representa los posibles resultados (ej. niveles de riqueza), cada uno con una utilidad \(U(x_i)\) asociada y una probabilidad \(p_i\) de ocurrir:

\[E[U(X)] = \sum_{i=1}^{n} U(x_i)p_i\]

Para una variable continua con función de densidad de probabilidad \(f(x)\):

\[E[U(X)] = \int_{-\infty}^{\infty} U(x)f(x)dx\]

2.1.2 Axiomas de la Utilidad Esperada

La Teoría de la Utilidad Esperada se basa en un conjunto de axiomas que describen el comportamiento de un decisor racional. Si un individuo satisface estos axiomas, entonces su comportamiento puede ser representado por una función de utilidad que maximiza la utilidad esperada.

  1. Completitud (Axioma de Comparación): Para cualquier par de loterías (opciones inciertas) A y B, el individuo puede comparar y expresar una de las siguientes preferencias: A es preferida a B (\(A \succ B\)), B es preferida a A (\(B \succ A\)), o es indiferente entre A y B (\(A \sim B\)).

  2. Transitividad: Si el individuo prefiere A a B (\(A \succ B\)), y prefiere B a C (\(B \succ C\)), entonces debe preferir A a C (\(A \succ C\)). Esto asegura la coherencia en las preferencias.

  3. Continuidad: Si una lotería A es preferida a B (\(A \succ B\)), y B es preferida a C (\(B \succ C\)), entonces existe alguna probabilidad \(p\) (entre 0 y 1) tal que el individuo es indiferente entre B y una lotería que ofrece A con probabilidad \(p\) y C con probabilidad \((1-p)\). Es decir, se puede encontrar un “punto medio” en términos de preferencia.

  4. Independencia (o Sustitución): Si el individuo es indiferente entre dos loterías A y B (\(A \sim B\)), entonces sigue siendo indiferente entre dos loterías compuestas que sustituyen A por B (o viceversa) en un contexto más amplio, manteniendo todo lo demás igual. Formalmente, si \(A \sim B\), entonces para cualquier lotería C y cualquier probabilidad \(p \in (0,1]\), \(pA + (1-p)C \sim pB + (1-p)C\). Este axioma es crucial y a veces el más debatido.

Estos axiomas garantizan que las preferencias de un individuo pueden ser representadas por una función de utilidad \(U\) tal que la elección entre loterías se reduce a maximizar \(E[U(X)]\).

2.1.3 La Paradoja de San Petersburgo

La Paradoja de San Petersburgo es un famoso problema en la teoría de la probabilidad y la toma de decisiones que ilustra la limitación de basar las decisiones únicamente en el valor monetario esperado. Fue planteada por Daniel Bernoulli en 1738.

El Juego:

Imagina un juego de azar en el que lanzas una moneda justa repetidamente hasta que salga cara (C).

  • Si sale C en el primer lanzamiento, ganas $2.
  • Si sale C en el segundo lanzamiento (es decir, sale S-C), ganas $4.
  • Si sale C en el tercer lanzamiento (S-S-C), ganas $8.
  • Si sale C en el n-ésimo lanzamiento, ganas $2^n.

Pregunta: ¿Cuánto estarías dispuesto a pagar por participar en este juego?

La Paradoja de San Petersburgo: Valor Esperado y Utilidad Esperada:

Calculemos el valor monetario esperado (\(E[V]\)) de este juego:

\[E[V] = \sum_{n=1}^{\infty} \left(\frac{1}{2^n} \times 2^n\right) = \sum_{n=1}^{\infty} \$1 = \$1 + \$1 + \$1 + \dots = \infty\]

Conclusión del Valor Esperado: El valor monetario esperado de participar en este juego es infinito. Sin embargo, la mayoría de la gente no estaría dispuesta a pagar una suma muy grande. Esto reveló una falla en el uso exclusivo del valor esperado monetario.

La Teoría de la Utilidad Esperada resuelve la paradoja al postular que la utilidad marginal de la riqueza es decreciente. Consideremos una función de utilidad logarítmica (cóncava): \(U(x) = \ln(x)\).

El valor esperado de la utilidad del juego sería:

\[E[U(V)] = \sum_{n=1}^{\infty} \left(\frac{1}{2^n} \times \ln(2^n)\right) = \ln(2) \sum_{n=1}^{\infty} \frac{n}{2^n}\]

La serie \(\sum_{n=1}^{\infty} \frac{n}{2^n}\) converge a 2. Por lo tanto:

\[E[U(V)] = \ln(2) \times 2 \approx 0.693 \times 2 = 1.386\]

Conclusión: La utilidad esperada del juego es un valor finito (aproximadamente 1.386). Esto explica por qué la gente solo estaría dispuesta a pagar una cantidad limitada para jugar.

Ejemplo de Aplicación: Escenario sin Acción

Consideremos un individuo con una riqueza inicial (\(W_0\)) que se enfrenta a una pérdida potencial (\(L\)) con una probabilidad (\(p\)).

Escenario 1: No hacer nada (Asumir el riesgo)

  • Si el evento de pérdida no ocurre (probabilidad \(1-p\)), la riqueza final del individuo será \(W_0\).
  • Si el evento de pérdida ocurre (probabilidad \(p\)), la riqueza final del individuo será \(W_0 - L\).

La Utilidad Esperada en este escenario incierto es:

\[E[U(\text{No hacer nada})] = (1-p)U(W_0) + pU(W_0 - L)\]

Ejemplo de Aplicación: Escenario con Acción y Decisión

Escenario 2: Tomar una acción que elimina la pérdida (Ej. pagar un costo cierto \(C\))

  • En este caso, al pagar un costo fijo \(C\) (que podría ser una prima de seguro o el costo de una medida preventiva), la riqueza final del individuo es \(W_0 - C\) con certeza, ya que la pérdida \(L\) ha sido evitada o mitigada por la acción tomada.
  • La Utilidad Esperada en este escenario cierto es simplemente la utilidad de esa riqueza:

\[E[U(\text{Acción})] = U(W_0 - C)\]

La Decisión Racional: Según el principio de la utilidad esperada, el individuo optará por el escenario que le brinde la mayor utilidad esperada. Es decir, elegirá la Opción B (pagar \(C\)) si \(U(W_0 - C) > (1-p)U(W_0) + pU(W_0 - L)\). Este es el fundamento de por qué las personas, siendo aversas al riesgo, están dispuestas a pagar por un seguro o por medidas preventivas, incluso si el costo es superior a la pérdida esperada.

Comparación de Utilidad Esperada vs. Utilidad de Riqueza Esperada

Figure 4: Comparación de Utilidad Esperada vs. Utilidad de Riqueza Esperada

3 Aversión al Riesgo

3.1 Concepto de Aversión al Riesgo

La aversión al riesgo es una característica fundamental de las preferencias de la mayoría de los individuos y es la principal fuerza impulsora detrás de la demanda de seguros. Se refiere a la preferencia de un individuo por una riqueza o ingreso cierto sobre una riqueza o ingreso incierto que tiene el mismo valor esperado. En términos más sencillos, una persona aversa al riesgo está dispuesta a renunciar a una parte del rendimiento esperado para eliminar o reducir la incertidumbre.

Definición: “Un agente es averso al riesgo si prefiere tener la riqueza esperada de una lotería con certeza que participar en la lotería misma.” (Varian, 2014, p. 343). Esto implica que la desutilidad de una posible pérdida es mayor que la utilidad de una posible ganancia del mismo monto.

Referencia APA: Varian, H. R. (2014). Microeconomic Analysis (3rd ed.). W. W. Norton & Company.

Implicación de la Función de Utilidad: La aversión al riesgo se caracteriza matemáticamente por una función de utilidad cóncava (\(U''(x) < 0\)). Esta concavidad es un reflejo directo de la utilidad marginal decreciente de la riqueza: cada unidad adicional de riqueza proporciona menos satisfacción incremental que la anterior. Por lo tanto, la pérdida de una unidad de riqueza reduce la utilidad en mayor medida que la ganancia de una unidad equivalente la aumenta.

3.2 Clases de Actitud frente al Riesgo

Las preferencias de los individuos ante el riesgo pueden clasificarse en tres categorías principales, determinadas por la curvatura de su función de utilidad:

  • Individuo Averso al Riesgo:
    • Función de Utilidad: Cóncava (\(U''(x) < 0\)).
    • Comportamiento: Prefiere un resultado cierto a un resultado incierto con el mismo valor esperado. Está dispuesto a pagar una prima (ej. comprar un seguro) que puede incluso ser superior al valor esperado de la pérdida.
  • Individuo Neutral al Riesgo:
    • Función de Utilidad: Lineal (\(U''(x) = 0\), ej. \(U(x)=ax+b\)).
    • Comportamiento: Le es indiferente un resultado cierto o uno incierto, siempre y cuando ambos tengan el mismo valor esperado. Solo se preocupa por el valor esperado de la riqueza.
  • Individuo Amante del Riesgo (Propenso al Riesgo):
    • Función de Utilidad: Convexa (\(U''(x) > 0\)).
    • Comportamiento: Prefiere un resultado incierto a un resultado cierto con el mismo valor esperado. Disfruta de la emoción asociada al riesgo y podría incluso pagar para participar en juegos de azar que tienen un valor esperado negativo.

Actitudes frente al Riesgo (Aversión, Neutralidad, Afinidad)

Figure 5: Actitudes frente al Riesgo (Aversión, Neutralidad, Afinidad)

3.3 Prima de Riesgo: Equivalente de Certeza (CE)

La prima de riesgo (RP) es una medida cuantitativa directa de la aversión al riesgo de un individuo. Representa la cantidad máxima de dinero que un individuo averso al riesgo está dispuesto a pagar para evitar una situación de riesgo específica.

  • Equivalente de Certeza (CE): Es la cantidad de riqueza cierta que un individuo valora exactamente igual que una situación de riesgo incierta. Es el monto de dinero que el individuo estaría dispuesto a aceptar con certeza en lugar de enfrentar el riesgo. Formalmente, se define por la ecuación: \[U(CE) = E[U(X)]\] donde \(E[U(X)]\) es la utilidad esperada de la situación de riesgo (la “lotería”). Para un individuo averso al riesgo, el CE siempre será menor que el valor esperado monetario de la lotería (\(CE < E[X]\)).

Referencias APA: * Arrow, K. J. (1971). Essays in the Theory of Risk-Bearing. Markham Publishing Company. * Pratt, J. W. (1964). Risk Aversion in the Small and in the Large. Econometrica, 32(1-2), 122-136.

3.3.1 3.4. Prima de Riesgo (RP)

  • Prima de Riesgo (RP): Es la diferencia entre el valor esperado monetario de la lotería y el equivalente de certeza: \[RP = E[X] - CE\] Para un individuo averso al riesgo, \(CE < E[X]\), por lo tanto, \(RP > 0\). Esto significa que la persona está dispuesta a renunciar a una parte del valor esperado para eliminar la incertidumbre. Cuanto mayor sea la aversión al riesgo (es decir, más cóncava la función de utilidad), mayor será la prima de riesgo que el individuo esté dispuesto a pagar. Este concepto es fundamental en la economía de la incertidumbre.

Determinación de la Prima de Riesgo y el Equivalente de Certeza

Figure 6: Determinación de la Prima de Riesgo y el Equivalente de Certeza

Ejemplos Ilustrativos de Aversión al Riesgo: Compra de Seguro

La aversión al riesgo se manifiesta en decisiones económicas cotidianas.

Ejemplo 1: La Compra de un Seguro (El caso clásico)

Imagina a una persona con una riqueza inicial de $300.000. Su casa, valorada en $250.000, enfrenta una probabilidad del \(0.002\) (\(0.2\%\)) de ser completamente destruida por un incendio en el próximo año.

  • La pérdida esperada monetaria es \(0.002 \times \$250.000 = \$500\).
  • Una compañía de seguros le ofrece una póliza de cobertura total por una prima de $700. Esta prima es superior a la pérdida esperada (\(\$700 > \$500\)).

Decisión del Individuo Averso al Riesgo: A pesar de que la prima excede la pérdida esperada, un individuo aversivo al riesgo probablemente comprará el seguro.

  • Sin seguro: La utilidad esperada es \((1-0.002) \cdot U(\text{Riqueza Total}) + 0.002 \cdot U(\text{Riqueza Total} - \$250.000)\).
  • Con seguro: La utilidad es \(U(\text{Riqueza Total} - \$700)\).

La concavidad de la función de utilidad explica esta decisión: la desutilidad de una posible pérdida de $250.000 es mucho mayor que la utilidad de una ganancia equivalente, haciendo que la certeza de una pequeña pérdida ($700) sea preferible a la incertidumbre de una pérdida catastrófica.

Ejemplos Ilustrativos de Aversión al Riesgo: Diversificación

Ejemplo 2: La Diversificación de Inversiones

Un inversionista tiene un capital de $50.000.

  • Opción 1 (Alto Riesgo): Invertirlo todo en una única acción de una startup muy prometedora, con un 50% de probabilidad de generar un 200% de retorno y un 50% de probabilidad de perder el 100% (quedar en $0). El valor esperado de esta inversión es \((0.5 \times \$150.000) + (0.5 \times \$0) = \$75.000\).
  • Opción 2 (Menor Riesgo): Diversificar la inversión, dividiendo los $50.000 en 10 acciones diferentes, cada una con un rendimiento esperado menor pero con menor volatilidad individual, y donde las pérdidas de una no están perfectamente correlacionadas con las de otras.

Decisión del Individuo Averso al Riesgo: Un inversionista averso al riesgo elegirá la diversificación. Aunque el valor esperado de la inversión total pueda ser similar en ambos casos, la cartera diversificada tiene una varianza (riesgo) mucho menor. La utilidad esperada de la cartera diversificada será mayor que la de la inversión única y arriesgada para un individuo con una función de utilidad cóncava, porque valora la reducción de la volatilidad y la mayor certeza del rendimiento final.

4 Demanda del Seguro

4.1 El Rol del Seguro

El seguro no es solo un producto financiero; es un mecanismo social y económico fundamental para la gestión de riesgos. Su función principal es transferir el riesgo financiero de un individuo o entidad (el asegurado) a una institución especializada (el asegurador) a cambio de un pago periódico, conocido como prima. La aseguradora, a su vez, gestiona este riesgo agrupando un gran número de riesgos similares. Este proceso es viable económicamente gracias a la Ley de los Grandes Números.

La Ley de los Grandes Números: Este principio estadístico fundamental es la base de la viabilidad del negocio de seguros. Establece que, a medida que el número de exposiciones a un riesgo aumenta (es decir, el número de pólizas similares que una aseguradora tiene), la desviación real de las pérdidas observadas con respecto a la pérdida esperada tiende a disminuir. Esto permite a las aseguradoras predecir con mayor precisión las pérdidas agregadas de una gran cartera de asegurados, incluso si las pérdidas individuales son impredecibles. Así, una aseguradora puede estimar con alta fiabilidad cuántas reclamaciones tendrá en un año, aunque no sepa quién sufrirá una pérdida.

4.2 Beneficios Clave del Seguro

Beneficios Clave del Seguro para Individuos y Sociedad:

  • Reducción de la Incertidumbre y la Ansiedad: Transforma una posible gran pérdida incierta en un costo pequeño y cierto (la prima). Esto proporciona tranquilidad y reduce la preocupación constante por posibles catástrofes.
  • Protección Financiera: Salvaguarda el patrimonio y el bienestar económico de los individuos y las empresas ante eventos inesperados y potencialmente catastróficos que, de otra forma, podrían llevar a la ruina financiera o a deudas significativas.
  • Fomento de la Inversión y el Desarrollo Económico: Al mitigar los riesgos, el seguro permite que individuos y empresas asuman mayores riesgos productivos o inviertan en proyectos que de otro modo serían demasiado arriesgados. Por ejemplo, un empresario puede invertir en una nueva fábrica si sabe que puede asegurar su infraestructura.
  • Facilita la Planificación: Permite a las personas y organizaciones planificar sus finanzas y sus operaciones con mayor certeza, ya que un gran desembolso por una pérdida inesperada ha sido gestionado.

4.3 La Decisión de Comprar Seguro: Modelo Básico

La decisión individual de adquirir un seguro se explica de manera convincente a través del marco de la Teoría de la Utilidad Esperada, especialmente considerando que la mayoría de los individuos son aversos al riesgo.

Modelo Básico de Demanda de Seguro: Consideremos a un individuo con una riqueza inicial (\(W\)). Este individuo se enfrenta a una pérdida potencial (\(L\)) que puede ocurrir con una probabilidad (\(p\)). Una aseguradora ofrece una póliza de seguro que, a cambio de una prima (\(P\)), paga el monto total de la pérdida \(L\) si esta ocurre.

Utilidad Esperada sin Seguro (Escenario de Riesgo): * Si no ocurre la pérdida (probabilidad \(1-p\)), la riqueza final del individuo será \(W\). * Si ocurre la pérdida (probabilidad \(p\)), la riqueza final del individuo será \(W-L\). * La utilidad esperada en este escenario incierto es: \[E[U(\text{sin seguro})] = (1-p)U(W) + pU(W-L)\]

4.4 La Decisión de Comprar Seguro: Criterio y Primas

Utilidad Esperada con Seguro (Escenario de Certeza): * Si el individuo compra el seguro y paga la prima \(P\), su riqueza final es \(W-P\), independientemente de si ocurre la pérdida o no (porque la pérdida es cubierta por la aseguradora). El riesgo de la gran pérdida se ha transformado en un costo cierto. * La utilidad esperada en este escenario cierto es: \[E[U(\text{con seguro})] = U(W-P)\]

Criterio de Decisión Racional: El individuo racional comprará el seguro si la utilidad esperada con seguro es mayor que la utilidad esperada sin seguro: \[U(W-P) > (1-p)U(W) + pU(W-L)\] Esta desigualdad es el fundamento económico de la demanda de seguros.

Prima de Seguro Justa (Actuarial): * La prima justa es el valor esperado de la pérdida (\(P_{\text{justa}} = p \times L\)). Es el monto mínimo que la aseguradora necesitaría para cubrir exactamente las pérdidas esperadas.

Prima de Seguro Real (Comercial): * La prima comercial (\(P\)) es generalmente mayor que la prima justa. Esta diferencia cubre los costos operativos de la aseguradora y un margen de beneficio. La voluntad de los individuos aversos al riesgo de pagar una prima de riesgo (\(RP = E[X] - CE\)) permite a las aseguradoras operar rentablemente.

Figure 7: Decisión de Comprar Seguro para un Individuo Averso al Riesgo

4.5 Factores que Influyen en la Demanda de Seguro: I

La disposición a adquirir un seguro se ve influenciada por varios factores interrelacionados:

  • Grado de Aversión al Riesgo: Cuanto mayor sea la aversión al riesgo de un individuo (más cóncava su función de utilidad), mayor será la prima que estará dispuesto a pagar para transferir la incertidumbre.
  • Magnitud de la Pérdida Potencial (\(L\)): Las pérdidas potencialmente catastróficas (que podrían arruinar financieramente) generan una demanda de seguro mucho más fuerte. La gente busca protegerse contra eventos de “cola” con impactos desproporcionadamente grandes.
  • Probabilidad de la Pérdida (\(p\)): Este factor tiene un efecto complejo. Afecta directamente la prima justa.
    • Si la probabilidad es extremadamente baja, la demanda puede ser baja debido a la baja percepción del riesgo.
    • Si la probabilidad es moderada, la demanda suele ser alta.
    • Si la probabilidad es muy alta, el seguro podría volverse prohibitivamente caro, o la persona podría optar por simplemente asumir la pequeña pérdida repetida.

4.6 Factores que Influyen en la Demanda de Seguro: II

Continuando con los factores que influyen en la demanda de seguro:

  • Nivel de Riqueza del Individuo (\(W\)): Afecta tanto la capacidad de pago de la prima como la proporción que la pérdida representa de la riqueza total.
    • Para un individuo de baja riqueza, una pérdida moderada puede ser catastrófica, aumentando drásticamente su demanda de seguro.
    • Para un individuo muy rico, la misma pérdida puede ser trivial en relación con su patrimonio, reduciendo la necesidad percibida del seguro.
  • Costo del Seguro (Prima \(P\)): Este es un factor de mercado obvio. A medida que la prima cobrada por la aseguradora aumenta (manteniendo todo lo demás constante), la demanda de seguro por parte de los consumidores disminuirá, ya que la diferencia entre la utilidad con y sin seguro se reduce, o incluso se vuelve negativa.

4.7 Ejemplos Numéricos: Demanda de Seguro y Factores

Para ilustrar cómo los factores influyen en la decisión de comprar un seguro, consideremos un individuo con una función de utilidad logarítmica \(U(x) = \ln(x)\), que representa una aversión al riesgo típica. Su riqueza inicial es \(W_0 = \$100,000\).

Escenario Base: * Pérdida potencial (\(L\)): $20,000 * Probabilidad de pérdida (\(p\)): 0.01 (1%)

1. Sin Seguro: * Riqueza si no hay pérdida: \(W_0 = \$100,000\) * Riqueza si hay pérdida: \(W_0 - L = \$100,000 - \$20,000 = \$80,000\) * Utilidad Esperada sin seguro: \(E[U(\text{sin seguro})] = (1-0.01)\ln(100,000) + 0.01\ln(80,000)\) \(E[U(\text{sin seguro})] = 0.99 \times 11.5129 + 0.01 \times 11.2874 = 11.397771 + 0.112874 = 11.510645\)

2. Con Seguro (Prima Justa): * Prima Justa (\(P_{\text{justa}}\)): \(p \times L = 0.01 \times \$20,000 = \$200\) * Riqueza con seguro: \(W_0 - P_{\text{justa}} = \$100,000 - \$200 = \$99,800\) * Utilidad con seguro (prima justa): \(U(\text{con seguro}) = \ln(99,800) = 11.51187\)

Comparación: \(11.51187 > 11.510645\). El individuo compra el seguro si la prima es justa, ya que aumenta su utilidad esperada.

4.8 Ejemplos Numéricos: Variación de Factores

Continuemos con el ejemplo base para ver cómo los cambios en los factores influyen en la decisión. Asumiremos una aseguradora que cobra una prima con un recargo del 10% sobre la prima justa para cubrir costos y beneficios (\(P = P_{\text{justa}} \times 1.10\)).

Prima Comercial en el Escenario Base: * \(P = \$200 \times 1.10 = \$220\) * Utilidad con seguro (prima comercial): \(U(\text{con seguro}) = \ln(100,000 - 220) = \ln(99,780) = 11.51167\) * Decisión: \(11.51167 > 11.510645\). El individuo sigue comprando el seguro.

Caso A: Mayor Magnitud de Pérdida (\(L\)) * \(L = \$50,000\), \(p = 0.01\) * \(E[U(\text{sin seguro})] = 0.99 \ln(100,000) + 0.01 \ln(50,000) = 0.99 \times 11.5129 + 0.01 \times 10.8198 = 11.397771 + 0.108198 = 11.505969\) * \(P_{\text{justa}} = 0.01 \times 50,000 = \$500\) * \(P = \$500 \times 1.10 = \$550\) * \(U(\text{con seguro}) = \ln(100,000 - 550) = \ln(99,450) = 11.5073\) * Decisión: \(11.5073 > 11.505969\). La demanda de seguro aumenta para pérdidas mayores, ya que la desutilidad de una gran pérdida es muy alta para el individuo averso al riesgo.

Caso B: Menor Probabilidad de Pérdida (\(p\)) * \(L = \$20,000\), \(p = 0.0005\) (0.05%) * \(E[U(\text{sin seguro})] = (1-0.0005)\ln(100,000) + 0.0005\ln(80,000) = 0.9995 \times 11.5129 + 0.0005 \times 11.2874 = 11.507285 + 0.0056437 = 11.5129287\) * \(P_{\text{justa}} = 0.0005 \times 20,000 = \$10\) * \(P = \$10 \times 1.10 = \$11\) * \(U(\text{con seguro}) = \ln(100,000 - 11) = \ln(99,989) = 11.51279\) * Decisión: \(11.51279 < 11.5129287\). En este caso, la utilidad con seguro es ligeramente menor que sin seguro. Esto podría significar que el individuo no compraría el seguro, o que la prima comercial es demasiado alta para una probabilidad de pérdida tan baja. Para probabilidades extremadamente bajas y pérdidas manejables, la demanda podría disminuir si la gente percibe el riesgo como “despreciable”.

Caso C: Mayor Prima Comercial (costo del seguro) * \(L = \$20,000\), \(p = 0.01\), pero la prima es \(P = \$500\) (ej. aseguradora ineficiente o alto margen) * \(E[U(\text{sin seguro})] = 11.510645\) (del escenario base) * \(U(\text{con seguro}) = \ln(100,000 - 500) = \ln(99,500) = 11.5078\) * Decisión: \(11.5078 < 11.510645\). En este caso, el individuo no compraría el seguro, ya que la prima es demasiado alta y su utilidad esperada se reduce al adquirirlo.

Estos ejemplos demuestran cómo la aversión al riesgo y la concavidad de la función de utilidad hacen que los individuos estén dispuestos a pagar una prima para evitar la incertidumbre, y cómo la magnitud de la pérdida, la probabilidad y el costo del seguro afectan esta decisión de manera cuantitativa.

5 Conclusiones

5.1 Puntos Clave

  • El riesgo es la incertidumbre sobre la ocurrencia de eventos futuros con posibles desviaciones desfavorables, medido por dispersión como la varianza o desviación estándar.
  • La teoría de la utilidad esperada explica la toma de decisiones bajo riesgo, donde los individuos maximizan el valor esperado de su utilidad subjetiva.
  • Las actitudes hacia el riesgo (aversión, neutralidad, búsqueda) se reflejan en la curvatura de la función de utilidad, siendo la aversión al riesgo el motor principal de la demanda de seguros.
  • Conceptos como el equivalente de certeza y la prima de riesgo cuantifican la disposición de un individuo a pagar por reducir la incertidumbre.
  • La demanda de seguros surge de la preferencia por la certeza de los individuos aversos al riesgo, quienes están dispuestos a pagar una prima por transferir el riesgo. La Ley de los Grandes Números hace esto viable para las aseguradoras.
  • Factores como la magnitud y probabilidad de la pérdida, el costo del seguro, la riqueza inicial, y otros mecanismos de gestión del riesgo influyen en esta demanda.

5.2 Debate

  • ¿Cómo podría la percepción del riesgo (subjetiva), influenciada por sesgos cognitivos, afectar la demanda de seguros más allá de la probabilidad objetiva de un evento?
  • Además de los factores financieros, ¿qué otros elementos no monetarios (ej. comodidad, tranquilidad mental, cumplimiento de obligaciones legales) podrían influir significativamente en la decisión de comprar un seguro?
  • ¿De qué manera las nuevas tecnologías (ej. inteligencia artificial, big data, IoT) están transformando la evaluación, tarificación y gestión del riesgo en el sector asegurador, y qué implicaciones éticas o de privacidad surgen?
  • En un contexto de cambio climático, ¿cómo se adaptan la teoría del riesgo y la demanda de seguros a la creciente frecuencia e intensidad de los eventos extremos?