Laboratorio 2 - Derivados Financieros (Parte 1)

Luz Elena Castrillón Castro
María Estefanía Osorno Loaiza
Jaime de Jesús Zapata Moreno

06/11/2025

1 Introducción

En este laboratorio se construye un portafolio de acciones y se simula su comportamiento bajo un Movimiento Browniano Geométrico (MGB) para un horizonte de inversión de largo plazo. A partir de tres activos accionarios (MSFT, NKE y NEE) se estima un portafolio de media-varianza, que servirá posteriormente como subyacente para la valuación de opciones europeas y americanas y el diseño de estrategias de cobertura.

La inversión total considerada es de 10 millones de dólares, y se utiliza información histórica de precios desde el 01/10/2023 en adelante. En la primera parte se construye el portafolio y se simulan las trayectorias de precios del portafolio bajo un modelo MGB. En la segunda parte se analiza el desempeño del portafolio mediante volatilidad, índice de Sharpe y medidas de riesgo como el VaR. Finalmente, en la tercera parte se valúan opciones europeas y americanas sobre cada activo y se diseña una estrategia de cobertura del 85 % de la inversión, apalancada a la tasa del bono del Tesoro a 10 años.

2 1. Construcción del portafolio y simulación MGB

2.1 1.1 Carga de librerías y datos

Tabla 1. Precios ajustados diarios iniciales de MSFT, NKE y NEE
Fecha MSFT NKE NEE
2023-10-02 317.022 91.105 49.075
2023-10-03 308.737 91.615 49.668
2023-10-04 314.225 92.386 47.635
2023-10-05 314.619 92.290 46.534
2023-10-06 322.401 93.562 47.278
2023-10-09 324.923 93.340 46.412

2.2 1.2 Cálculo de retornos y parámetros (μ, Σ)

2.2.1 Análisis de retornos y covarianzas

A partir de la serie de precios diarios desde el 01/10/2023 se calcularon retornos logarítmicos para las tres acciones MSFT, NKE y NEE. Los promedios de los retornos diarios (vector μ) permiten identificar cuáles activos han presentado, en el período de estudio, una mayor tendencia de crecimiento esperado.

La matriz de covarianza (Σ) muestra cómo se mueven conjuntamente los activos. Covarianzas positivas entre los pares de acciones indican que tienden a moverse en la misma dirección, mientras que covarianzas relativamente bajas sugieren que existe potencial de diversificación.

2.3 1.3 Portafolio media-varianza (Markowitz)

2.3.1 1.3.1 Rendimiento y riesgo del portafolio óptimo

Tabla 2. Resumen del rendimiento y riesgo del portafolio óptimo
Rendimiento esperado diario Riesgo diario (desv. est.) Rendimiento esperado anual Riesgo anual (desv. est.)
0.07% 1.08% 18.6% 17.2%

2.3.2 Análisis del rendimiento y riesgo

El portafolio presenta un rendimiento esperado diario cercano al 0,08 %, equivalente aproximadamente a un 20 % anual, con una volatilidad diaria cercana al 1,1 % (alrededor de 17 % anual). Esto indica un portafolio de riesgo medio, con una rentabilidad atractiva frente a su nivel de variabilidad. Los resultados son coherentes con una estrategia de mínima varianza que busca un equilibrio entre riesgo y retorno.

2.3.3 Análisis del portafolio de mínima varianza

Con los parámetros μ y Σ se construyó un portafolio de varianza mínima global, sujeto a que la suma de los pesos sea igual a 1 y sin posiciones cortas. Los pesos óptimos reflejan qué proporción de la inversión total se asigna a cada acción para minimizar el riesgo total del portafolio.

2.4 1.4 Simulación MGB individual por activo y del portafolio

A continuación se simulan trayectorias de precios para cada acción del portafolio utilizando un Movimiento Browniano Geométrico (MGB), con base en los parámetros estimados de retorno medio y volatilidad. Luego, se combina el resultado ponderando según los pesos óptimos obtenidos en el modelo de media-varianza.

2.4.1 1.4.1 Simulación del precio esperado de cada acción

Análisis de la simulación individual por activo.
El gráfico muestra la evolución esperada del precio de cada acción bajo el modelo MGB. Microsoft (MSFT) presenta los precios absolutos más altos, coherentes con su nivel de cotización inicial, mientras que NKE y NEE se sitúan en rangos menores. Aunque los niveles de precio difieren, la forma de las trayectorias refleja la combinación de rendimiento esperado y volatilidad de cada activo. Esta simulación permite evidenciar que los activos no se mueven de manera perfectamente sincronizada, lo que justifica el potencial de diversificación al combinarlos en un portafolio.

2.4.2 1.4.2 Valor del portafolio simulado

2.4.3 1.4.3 Asignación óptima del portafolio (tabla y gráfico de barras)

Tabla 3. Pesos óptimos del portafolio de mínima varianza
Ticker Acción Peso Porcentaje (%) Inversión (USD)
MSFT Microsoft (MSFT) 0.5599 56 5599237.4
NKE Nike (NKE) 0.0997 10 997454.8
NEE NextEra Energy (NEE) 0.3403 34 3403307.8

2.5 1.5 Análisis financiero de la primera parte

El modelo de media–varianza de Markowitz permite encontrar la combinación de pesos que minimiza la volatilidad del portafolio, sujeto a que la inversión esté completamente distribuida entre los tres activos (MSFT, NKE y NEE) y no se tomen posiciones cortas.

En la Tabla 3 y en la Figura 3 se observa la asignación óptima del portafolio. Uno de los activos recibe una proporción dominante de la inversión, lo que indica que, dado el comportamiento histórico de retornos y covarianzas, este activo presenta una mejor relación rendimiento–riesgo dentro del conjunto analizado. Los otros dos activos, aunque con pesos menores, contribuyen a la diversificación, reduciendo la varianza total del portafolio gracias a que sus movimientos no son perfectamente correlacionados.

La simulación del portafolio bajo un Movimiento Browniano Geométrico (MGB) a dos años, presentada en las Figuras 1 y 2, muestra una trayectoria media relativamente estable, mientras que la banda entre los percentiles 5 % y 95 % se ensancha a medida que transcurre el tiempo. Esto es consistente con la teoría: la incertidumbre sobre el valor futuro del portafolio crece con el horizonte de inversión, incluso si el rendimiento esperado se mantiene constante.

Desde el punto de vista de la gestión de inversiones, estos resultados son relevantes porque:


3 2. Análisis de riesgo y desempeño del portafolio

En esta sección se evalúa el comportamiento del portafolio construido mediante el modelo de media–varianza. A partir de los retornos históricos desde el 01/10/2023 se calculan:

Los resultados permiten cuantificar el desempeño ajustado por riesgo y sirven como base para diseñar la estrategia de cobertura de la tercera parte del laboratorio.

3.1 2.1 Tasa libre de riesgo (bono a 10 años)

Tabla 4. Tasa libre de riesgo utilizada en el análisis
Concepto Valor
Tasa libre de riesgo anual 4.00%
Tasa libre de riesgo diaria 0.02%

3.2 2.2 Retornos y volatilidad del portafolio

Tabla 5. Volatilidad diaria de los activos y del portafolio
Activo Volatilidad diaria (%)
MSFT 1.393
NKE 2.341
NEE 1.766
Portafolio 1.083

3.2.1 2.2.1 Análisis de la volatilidad del portafolio

Se observa que la volatilidad diaria más alta corresponde a NKE, lo que indica un comportamiento más inestable frente a los precios de MSFT y NEE.
Sin embargo, el portafolio presenta una volatilidad agregada menor, lo que evidencia el efecto de diversificación, reduciendo el riesgo total sin sacrificar rendimiento.

3.3 2.3 Índice de Sharpe anualizado

Tabla 6. Rendimiento, volatilidad e índice de Sharpe anualizado
Activo Retorno anual (%) Volatilidad anual (%) Índice de Sharpe
MSFT 23.99 22.11 0.904
NKE -16.89 37.16 -0.562
NEE 27.81 28.03 0.849
Portafolio 20.38 17.20 0.952

3.3.1 2.3.1 Análisis del índice de Sharpe

El portafolio presenta un índice de Sharpe superior al de los activos individuales, lo que implica que ofrece una relación retorno–riesgo más eficiente.
Un Sharpe negativo o bajo en alguno de los activos justifica su menor peso en el portafolio optimizado.

3.4 2.4 VaR al 1 % y 5 % (histórico y simulado)

Tabla 7. Valor en Riesgo (VaR) histórico y simulado del portafolio
Metodo VaR (%)
Histórico diario (99 %) 3.143
Histórico diario (95 %) 1.757
Simulado trimestral (99 %) 2.036
Simulado trimestral (95 %) 1.383

3.4.1 2.4.1 Análisis del VaR histórico y simulado

El VaR histórico diario al 99 % indica que en el 1 % de los peores escenarios la pérdida diaria máxima esperada sería cercana al 3 %.
El VaR simulado trimestral muestra resultados coherentes con los históricos, validando el modelo MGB.
Ambos valores sugieren que el portafolio mantiene un riesgo controlado y diversificado, lo cual refuerza la robustez de la estrategia de inversión.

3.5 2.5 Conclusión de la segunda parte

Los resultados del análisis evidencian que el portafolio optimizado bajo el modelo de Markowitz logra una relación retorno–riesgo favorable respecto a los activos individuales.
La simulación mediante Movimiento Browniano Geométrico confirma una evolución estable del valor esperado, mientras que los indicadores de volatilidad, Sharpe y VaR reafirman que la diversificación reduce el riesgo sin sacrificar rentabilidad.