Prueba de raices unitarias.
Explicacion:
Tabla 1. Pruebas de raíces unitarias
| TWTR (a niveles) |
0.4896 |
0.4928 |
0.01 |
| TWTR (rendimientos) |
0.01 |
0.01 |
0.1 |
Fuente. Elaboración propia con salida de R.
Una vez generada al igual que el analisis sobre los datos podemos afirmar que:
\(^{a/}H0\): La serie tiene raíz unitaria
\(^{b/}H0\): La serie tiene raíz unitaria
\(^{c/}H0\): La serie es estacionaria
Y eso de debe ya que usamos el siguiente criterio:
1: Si valor p mayor a 0.05 No rechazo (acepto) H0.
2: Si valor p menor a 0.05 Rechazo H0.
Gráficos de autocorrelación de los rendimientos al cuadrado.
Explicacion:
Como podemos ver en la Figura 3., los siguientes gráficos pertenecen a la autocorrelación de los rendimientos al cuadrado, y esto se debe ya que en un principio los modelos ARCH y los modelos GARCH, se basan en la No linealidad de las series, lo que hacen es elevar el termino de error de los modelos. Para poder apreciar los momentos en los cuales surgen las fallas o fluctuaciones, el plan a ejecutar es que se elevan al cuadrado los rendimientos para poder apreciar si hay alguna estructura de dependencia entre los rendimientos, es decir tratamos de buscar la memoria que pueda poseer la serie.
Figura 3.Gráficos de autocorrelación de los rendimientos de Twitter al cuadrado: enero de 2015 a abril 2020
Fuente: elaboración propia con salida de R.
Prueba ARCH.
Explicacion:
Ahora para la prueba ARCH manejamos el principio de que:
“H0 Ausensia de efectos ARCH”
1: Si valor p mayor a 0.05 No rechazo (acepto) H0.
2: Si valor p menor a 0.05 Rechazo H0.
Figura 4. Prueba ARCH
ARCH LM-test; Null hypothesis: no ARCH effects
data: TWTR_R
Chi-squared = 6.1836, df = 1, p-value = 0.01289
Fuente: elaboración propia con salida de R.
Como podemos ver al obtener un valor p de 0.01289, afirmamos que Rechazamos H0, es decir que nuestra serie no tiene ausencia de efectos ARCH, por lo cual ahora podemos afirmar que la serie si puede ser modelada con los modelos de volatilidad.
Modelos ARCH.
Modelo ARCH explicacion:
La heterocedasticidad condicional auto-regresiva (en inglés, Autoregressive conditional heteroscedasticity; ARCH) es la condición de que hay uno o más puntos de datos en una serie para los cuales la varianza del término de error actual o innovación es una función de los tamaños reales de los términos de error de los períodos de tiempo anteriores: se relaciona con los cuadrados de las innovaciones anteriores. En la econometría,los modelos ARCHse utilizan para caracterizar y modelar series temporales. Una variedad de otras siglas se aplican a las estructuras particulares que tienen una base similar[6].
Los modelos de ARCH se emplean comúnmente en el modelado de series de tiempo financieras que presentan agrupaciones de volatilidad variables en el tiempo, es decir, períodos de oscilaciones entremezclados con períodos de relativa calma. A veces se considera que los modelos de tipo ARCH pertenecen a la familia de modelos de volatilidad estocástica, aunque esto es estrictamente incorrecto ya que en el tiempo t la volatilidad es completamente predeterminada (determinista) dados los valores anteriores.
Uno de los supuestos que se asumen en un modelo clásico de regresión lineal es que \(u_t∼N(0,σ^2)\), es decir, la varianza de los errores es constante, o también se puede decir que es homocedástico. En este sentido, los modelos ARCH asumen que la varianza no es constante, además, dichos modelos permiten modelar la aglomeración o clúster de volatilidad que se presentan en los rendimientos de los activos financieros.
La varianza condicional de ut se puede expresar como \(σ^2_t\):
\(σ^2_t=var(u_t|u_{t−1},u_{t−2},...,u_{t−q})=E[(u_t−E(u_t))^2|u_{t−1},u_{t−2},...,u_{t−q}]\)
Sin embargo, se asume que \(E(u_t)=0\), por lo tanto:
\(σ^2_t=var(u_t|u_{t−1},u_{t−2},...,u_{t−q})=E[u^2_t|u_{t−1},u_{t−2},...,u_{t−q}]\)
\(σ^2_t=ω+α_1u^2_{t−1}\)
El modelo anterior se conoce como ARCH(1) ya que la varianza condicional depende solo de un rezago del error al cuadrado. El modelo propuesto en la ecuación anterior se puede extender al caso general, donde la varianza del error depende de q rezagos de los errores al cuadrado. Esto se conoce como el modelo ARCH(q).
\(σ^2_t=ω+α_1u^2_{t−1}+α2u^2_{t−2}+...+α_qu^2_{t−q}\)
En la literatura, por lo general se utiliza la letra griega Eta (η) para denotar la varianza condicional \(σ^2_t=η_t\). Considerando la ecuación del modelo ARMA(1,0) y la ecuación del ARCH(1), se tiene:
\(y_t=β_1+β_1y_{t−1}+u_t ut∼N(0,η)\)
\(η_t=ω+α_1u^2_{t−1}\)
Condiciones que deben satisfacer los modelos ARCH
> No negatividad: Dado que ηt es la varianza condicional, su valor siempre debe ser estrictamente positivo (recuerde que la varianza condicional es el cuadrado de los errores). Se debe satisfacer que \(ω≥0\) y \(α_1≥0\). Para el caso general ARCH(q) se debe cumplir que \(α_i≥0∀i=1,2,...,q\).
> La sumatoria de los parámetros no puede ser mayor a 1: si la suma de los valores que reportan los parámetros del modelo es mayor uno, la volatilidad de la serie explota con el tiempo, en otras palabras, el modelo es inestable.
Limitaciones de los modelos ARCH
2. El valor de (q), es decir, el número de rezagos del error al cuadrado que es requerido para capturar toda la dependencia en la varianza condicional, puede llegar a ser muy largo, esto resultaría en un modelo de varianza condicional que no es parsimonioso.
3. Lo anterior (tener muchos rezagos q) puede llegar a ocasionar que uno de los coeficientes se vuelva negativo, lo cual no tendría sentido en la interpretación[7].
Una vez explicado lo que es el modelo ARCH, y a la par que hemos generado 4 modelos los cuales se explican de la siguiente manera:
Modelo ARCH(1):
\(σ_t^2=w+α_1 u^2_{t-1}\)
Y su resultado obtenido es:
\(σ_t^2=0.0009+0.260489u^2_{t-1}\)
Figura 5. ARCH(1) vs rendimientos
Fuente: elaboración propia con salida de R.
Modelo ARCH(2):
\(σ_t^2=w+α_1 u^2_{t-1}+α_2u^2_{t-2}\)
Y su resultado obtenido es:
\(σ_t^2=0.000868+0.243758u^2_{t-1}+0.047474u^2_{t-2}\)
Figura 6. ARCH(2) vs rendimientos
Fuente: elaboración propia con salida de R.
Modelo ARCH(3):
\(σ_t^2=w+α_1 u^2_{t-1}+α_2u^2_{t-2}+α_3u^2_{t-3}\)
Y su resultado obtenido es:
\(σ_t^2=0.000821+0.228992u^2_{t-1}+0.031551u^2_{t-2}+0.078002u^2_{t-3}\)
Figura 7. ARCH(3) vs rendimientos
Fuente: elaboración propia con salida de R.
Modelo ARCH(4):
\(σ_t^2=w+α_1 u^2_{t-1}+α_2u^2_{t-2}+α_3u^2_{t-3}+α_4u^2_{t-4}\)
Y su resultado obtenido es:
\(σ_t^2=0.000821+0.227912u^2_{t-1}+0.031043u^2_{t-2}+0.078881u^2_{t-3}+0.000000u^2_{t-4}\)
Figura 8. ARCH(4) vs rendimientos
Fuente: elaboración propia con salida de R.
Tabla 2.Resultados para los modelos ARCH
| ARCH(1) |
0.0009 |
0.260489 |
|
|
|
|
|
-3.9796 |
-3.9718 |
| ARCH(2) |
0.000868 |
0.243758 |
0.047474 |
|
|
|
|
-3.9879 |
-3.9763 |
| ARCH(3) |
0.000821 |
0.228992 |
0.031551 |
0.078002 |
|
|
|
-3.9901 |
-3.9746 |
| ARCH(4) |
0.000821 |
0.227912 |
0.031043 |
0.078881 |
0 |
|
|
-3.9885 |
-3.9691 |
Fuente: elaboración propia con salida de R.
¿Cuáles es el mejor modelo ARCH?
Explicacion:
Para el caso del modelo ARCH, tenemos que matemáticamente el mejor modelo es el ARCH (3), esto se justifica ya que si aplicamos la fórmula de Mínimo en un Excel en comparación con los otros modelos del ARCH, tenemos un valor de -3.9901 en la parte de AKAIKE, mientras que en la parte de BAYES tenemos un valor de -3.9763, y en comparación de los otros modelos este es el mejor dado que es el más cercano a 0 y además no maneja un valor 0 en su Alpha, cosa la cual si ocurre tanto para el modelo ARCH (4) maneja un valor de 0 en su Alpha, y tanto el ARCH (1) como el ARCH (2) tienen valores un poco lejanos del cero, por lo cual matemáticamente es un buen modelos.
Pero por el lado económico tenemos una cuestión, ya que si somos más metódicos y lo vemos desde el punto de vista numérico vemos que este modelo no cumple al 100% con ser significativo, ya que a partir del momento 2 sus valores dejan de ser significativos al ser mayores que 0.5, por lo cual hay una desarmonización entre los datos y por lo cual desde otro punto de vista este modelo dejaría de ser bueno, pero para efectos prácticos y por su sencillez se optó por manejar el mejor modelo desde el punto de vista matemático, si bien en nuestro caso es mejor verlo por el lado económico no está mal usar otros punto de vista, pero cabe aclarar que no es el mejor al 100% ante la vista de otros. La Figura 9. se manifiesta como la representación grafica de dicho modelo.
Figura 9. Modelo ARCH (3)

Modelos GARCH.
Modelo GARCH explicacion:
Los modelos Generalizados Autorregresivos Condicionales Heterocedásticos (GARCH) son una extensión del modelo ARCH con la diferencia de que σ2t se vuelve recursivo. El modelo GARCH se desarrolló, en trabajos independientes, por Tim Bollerslev (1986) y Stephen Taylor (1986) [7]. El modelo GARCH permite que la varianza condicional sea dependiente de sus propios rezagos. La ecuación de la varianza condicional es:
\(σ^2_t=ω+α_1u^2_{t−1}+β_1σ^2_{p−1}\) (1)
Este es el modelo GARCH (1,1), \(σ^2_t\) es conocida como la varianza condicional ya que es una estimación anticipada de la varianza calculada. El uso de los modelos GARCH permite interpretar:
> La varianza ajustada (recordar que:\(η_t=σ^2_t\))
> ω como una función ponderada de un promedio de largo plazo
> La varianza ajustada del modelo del periodo anterior \(β_1σ^2_{p−1}\)
De hecho, el modelo GARCH se puede expresar de tal manera que representa un modelo ARMA para modelar la varianza condicional. Para demostrar esto, considera que los residuales al cuadrado u2t−1 en relación a su varianza condicional \(σ^2_t\) está dado por:
\(ε_t=u^2_t−σ^2_t\)
Despejamos la varianza condicional \(σ^2_t\)
\(σ^2_t=u^2-t−ε_t\) (2)
Sustituimos ecuación (2) en (1)
\(u^2_t−ε_t=ω+α_1u^2_{t−1}+β(u^2_{t−1}−ε_{t-1})\)
Ordenamos:
\(u^2_t=ω+α^1u^2_{t−1}+βu^2_{t−1}−βε_{t−1}+ε_t\)
Sacamos factor común u^2_{t−1}
\(u^2_t=ω+(α_1+β)u^2_{t−1}−βε_{t−1}+ε_t\) (3)
La ecuación (3) representa un proceso ARMA (1,1) sobre los errores al cuadrado.
Una vez explicado lo que es el modelo GARCH, y a la par que hemos generado 4 modelos los cuales se explican de la siguiente manera:
Modelo GARCH(1,1):
\(σ_t^2=w+ u^2_{t-1}+β_1σ^2_{t-1}\)
Y su resultado obtenido es:
\(σ_t^2=0.000006+0.000002u^2_{t-1}+0.994501^2_{t-1}\)
¿Por qué varianza condicional? Porque la volatilidad o los rendimientos de TESLA dependen (están condicionados) de la varianza rezagada, es decir, depende del tiempo. La caracterización de la varianza con el GARCH(1,1) se presenta en la figura 10.
Figura 10. GARCH(1,1) vs rendimientos
Fuente: elaboración propia con salida de R.
Modelo GARCH(1,2):
\(σ_t^2=w+ u^2_{t-1}+β_1σ^2_{t-1}+β_1σ^2_{t-2}\)
Y su resultado obtenido es:
\(σ_t^2=0.000001+0.000000u^2_{t-1}+0.002157^2_{t-1}+0.996843^2_{t-2}\)
La varianza condicional se explica en un 0.0% por la volatilidad de un día anterior, en un 0.22% por la varianza ajustada de un periodo y en un 99.68% por la varianza ajustada rezagada 2 periodos.La caracterización de la varianza con el GARCH(1,2) se presenta en la Figura 11.
Figura 11. GARCH(1,2) vs rendimientos
Fuente: elaboración propia con salida de R.
Modelo GARCH(2,1):
\(σ_t^2=w+ u^2_{t-1}+u^2_{t-2}+β_1σ^2_{t-1}\)
Y su resultado obtenido es:
\(σ_t^2=0.000005+0.000000u^2_{t-1}+0.000000^2_{t-2}+0.995838^2_{t-1}\)
La varianza condicional se explica en un 0.0% por la volatilidad de un día anterior y en un 99.58% por la varianza ajustada rezagada 1 periodo. Sin embargo, el componente ARCH(2) no es significativo.La caracterización de la varianza con el GARCH(2,1) se presenta en la Figura 12.
Figura 12. GARCH(2,1) vs rendimientos
Fuente: elaboración propia con salida de R.
Modelo GARCH(2,2):
\(σ_t^2=w+ u^2_{t-1}+u^2_{t-2}+β_1σ^2_{t-1}+β_1σ^2_{t-2}\)
Y su resultado obtenido es:
\(σ_t^2=0.000001+0.000000u^2_{t-1}+0.000000^2_{t-2}+0.003057^2_{t-1}+0.995943^2_{t-2}\)
La varianza condicional se explica en un 0.0% por la volatilidad de un día anterior y en un 0.0% por la volatilidad de dos días (aunque en los resultados asociados al valor p, el componente ARCH(2) no es significativo); también se explica en un 0.31% por la varianza ajustada rezagada 1 periodo y en un 99.59% por la varianza ajustada de dos periodos.La caracterización de la varianza con el GARCH(2,2) se presenta en la Figura 13.
Figura 13. GARCH(2,2) vs rendimientos
Fuente: elaboración propia con salida de R.
Tabla 3.Resultados para los modelos GARCH
| GARCH(1,1) |
0.000006 |
0.000002 |
|
|
|
0.994501 |
|
-3.9365 |
-3.9249 |
| GARCH(1,2) |
0.000001 |
0 |
|
|
|
0.002157 |
0.996843 |
-3.9352 |
-3.9197 |
| GARCH(2,1) |
0.000005 |
0 |
0 |
|
|
0.995838 |
|
-3.9351 |
-3.9195 |
| GARCH(2,2) |
0.000001 |
0 |
0 |
|
|
0.003057 |
0.995943 |
-3.9337 |
-3.9143 |
Fuente: elaboración propia con salida de R.
¿Cuáles es el mejor modelo GARCH?
Explicacion:
Para el caso del modelo GARCH, tenemos que matemáticamente el mejor modelo es el GARCH (1,1), esto se justifica ya que si aplicamos la fórmula de Mínimo en un Excel en comparación con los otros modelos del GARCH, tenemos un valor de -3.9365 en la parte de AKAIKE, mientras que en la parte de BAYES tenemos un valor de -3.9249, y en comparación de los otros modelos este es el mejor dado que es el más cercano a 0 y además no maneja un valor 0 en su Alpha, cosa la cual si ocurre tanto para el modelo GARCH (1,2) maneja un valor de 0 en su Alpha, y tanto el GARCH (2,1) como el GARCH (2,2) tienen valores un poco lejanos del cero, por lo cual matemáticamente es un buen modelos. Además cabe destacar que para el caso de los modelos GARCH en diferencia con los modelos GARCH vemos que con excepción del mólelo GARCH (1,1), todos los demás modelos GARCH tienen un valor de cero en sus Alphas, por lo cual también es otro factor a considerar.
Figura 14. Modelo GARCH(1,1)
Fuente: elaboración propia con salida de R.
Simulación de los rendimientos.
Explicacion:
Figura 15. Simulación del ARCH(3) y GARCH (1,1) vs rendimientos
Fuente: elaboración propia con salida de R.
Conclusiones.
Explicacion:
Sin lugar a dudas los modelos ARCH-GARCH son muy buenos y versátiles, ya que nos permiten explicar la volatilidad de los activos financieros a partir de la varianza condicional, es decir, a partir de la varianza rezagada, lo cual de entrada los hace buenos para trabajos de esta índole, pero además cabe mencionar que el componente ARCH indica la estructura de dependencia con los rendimientos o volatilidad pasada para explicar el activo en tanto que el componente GARCH explica la varianza ajustada del modelo.
Para este caso se utilizó como ejemplo los rendimientos de Twitter y a través de mucho trabajo y de haber estimado diversas especificaciones, se concluye que los modelos que mejor caracterizan la volatilidad de Twitter son el ARCH(3) y el GARCH(1,1). Este es solo el inicio del poder y bondades que ofrecen estos modelos. Pero además cabe mencionar que si bien Twitter no es la mejor compañía de su ramo hace la lucha para mantenerse al flote en contra de los grandes colosos que pertenecen a su ramo, los cuales por mencionar al más importante Facebool. Ahora bien, vimos a lo largo de este trabajo que sus acciones son volátiles a mas no poder y eso se debe a todos los problemas tanto internos como externos, si bien Twitter tiene sus momentos no debería de confiarse, ya que tiende más a la baja que ah l alza y de seguir así puede que en un momento llegue al punto sin retorno. Para los inversionistas que gustan de vivir la adrenalina y apostar con su dinero esta es una buena opción, pero para los inversionistas más serios se recomienda invertir en otra compañía más barata y que deje buenos rendimientos.