La volatilidad en los modelos para la valoración de opciones: Un análisis comparativo entre Black-Scholes-Merton, Heston y difusión con saltos de Merton

dc.contributor.advisorVesga Bermejo, Cristhian Andrés
dc.contributor.apolounabVesga Bermejo, Cristhian Andrés [cristhian-andres-vesga-bermejo/]spa
dc.contributor.authorNavarro Durán, Francisco Antonio
dc.contributor.cvlacVesga Bermejo, Cristhian Andrés [0001474650]spa
dc.contributor.orcidNavarro Duran, Francisco Antonio [0009-0003-8161-2884]spa
dc.contributor.orcidVesga Bermejo, Cristhian Andrés [0000-0002-9824-3582]spa
dc.coverage.campusUNAB Campus Bucaramangaspa
dc.coverage.spatialColombiaspa
dc.date.accessioned2025-11-25T14:23:45Z
dc.date.available2025-11-25T14:23:45Z
dc.date.issued2025-11-21
dc.degree.nameIngeniero financierospa
dc.description.abstractEsta disertación presenta un análisis comparativo entre los modelos Black-Scholes-Merton, Heston y Difusión con saltos de Merton orientado a evaluar su capacidad para reproducir los precios de mercado de opciones call europeas y a examinar cómo cada formulación incorpora y explica la dinámica de la volatilidad. A partir de la derivación teórica de sus ecuaciones diferenciales estocásticas y sus respectivas soluciones cerradas, los modelos se implementan mediante calibraciones sobre datos reales con el fin de evaluar su ajuste y capacidad para capturar fenómenos característicos del comportamiento de los mercados, como la correlación negativa entre precio y volatilidad, la tendencia de reversión a la media y los saltos aleatorios. Los resultados demuestran que, si bien Black-Scholes-Merton funciona como referencia en entornos estables, los modelos de volatilidad estocástica y de difusión-salto reproducen con mayor precisión la variabilidad de los mercados; además, la pertinencia de cada modelo depende de la dinámica propia del activo subyacente, lo que evidencia que ninguna formulación resulta capaz de adaptarse a todos los contextos y que la elección debe responder a las características específicas tanto del activo como del mercado analizado.spa
dc.description.abstractenglishThis dissertation presents a comparative analysis between the Black-Scholes-Merton, Heston and Merton Jump-Diffusion models aimed at assessing their ability to reproduce the market prices of European call options and to examine how each formulation incorporates and explains volatility dynamics. Based on the theoretical derivation of their stochastic differential equations and their respective closed-form solutions, the models are implemented through calibrations on real data in order to evaluate their fit and ability to capture characteristic phenomena of market behavior, such as the negative correlation between price and volatility, mean reversion and random jumps. The results show that, although Black-Scholes-Merton serves as a useful benchmark in stable environments, stochastic volatility and jump-diffusion models more accurately reproduce market variability. Furthermore, the relevance of each model depends on the dynamics of the underlying asset, which shows that no single formulation is capable of adapting to all contexts and that the choice must respond to the specific characteristics of both the asset and the market analyzed.spa
dc.description.degreelevelPregradospa
dc.description.learningmodalityModalidad Presencialspa
dc.description.tableofcontentsIntroducción ............................................................................................................................... 6 Objetivos .................................................................................................................................... 8 Objetivo general ..................................................................................................................... 8 Objetivos específicos ............................................................................................................. 8 1. La volatilidad: la variable esencial para la valoración de opciones ......................................... 9 1.1. Volatilidad histórica .........................................................................................................10 1.2. Volatilidad estocástica ....................................................................................................12 1.3. Volatilidad con saltos ......................................................................................................15 2. Modelos para la valoración de opciones ...............................................................................17 2.1. Modelo Black-Scholes-Merton ........................................................................................18 2.1.1. Proceso de difusión ...........................................................................................20 2.1.2. Movimiento Browniano Geométrico ...................................................................22 2.1.3. Discretización de las ecuaciones del modelo BSM ............................................25 2.2. Modelo de Heston ..........................................................................................................26 2.2.1. La volatilidad como un proceso estocástico .......................................................26 2.2.2. Solución semianalítica y función característica ..................................................28 2.2.3. Discretización de las ecuaciones del modelo de Heston ....................................31 2.2.4. Los parámetros del modelo de Heston ...............................................................33 2.3. Modelo de Difusión con saltos de Merton .......................................................................35 2.3.1. Proceso de saltos ..............................................................................................38 2.3.2. Proceso de Poisson Compuesto ........................................................................39 2.3.3. Discretización de las ecuaciones del modelo de Merton ....................................41 2.3.4. Truncamiento mediante cuantiles de Poisson ....................................................43 2.3.5. Los parámetros del modelo de Merton ...............................................................44 3. Implementación computacional de los modelos ....................................................................46 3.1. Preparación de los datos ................................................................................................47 3.1.1. Estimación de la estructura temporal de tasas de interés: NSS .........................49 3.1.2. Estructura temporal de tasas de interés: asignación discreta .............................51 3.2. Implementación del modelo de Heston ...........................................................................52 3.2.1. NDX como subyacente del modelo ....................................................................52 3.2.2. Calibración del modelo de Heston .....................................................................54 3.3. Implementación del modelo de Merton ...........................................................................55 3.3.1. BKX como subyacente del modelo ....................................................................55 3.3.2. Calibración del modelo de Merton ......................................................................56 3.4. Implementación del modelo BSM ...................................................................................57 3.4.1. UTY como subyacente del modelo .....................................................................57 3.4.2. ¿Por qué no es necesario calibrar el modelo BSM? ...........................................58 3.5. Programación de algoritmos y rutinas numéricas ...........................................................58 Resultados y análisis comparativo ............................................................................................63 Resultados BSM ...................................................................................................................64 Resultados Heston ................................................................................................................66 Resultados Merton ................................................................................................................68 Análisis comparativo .............................................................................................................71 Conclusiones ............................................................................................................................75 Recomendaciones ....................................................................................................................78 Bibliografía ................................................................................................................................79 Anexos ......................................................................................................................................82spa
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dc.identifier.instnameinstname:Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNABspa
dc.identifier.reponamereponame:Repositorio Institucional UNABspa
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dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/20.500.12749/32254
dc.language.isospaspa
dc.publisher.facultyFacultad Ciencias Económicas, Administrativas y Contablesspa
dc.publisher.grantorUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABspa
dc.publisher.programPregrado Ingeniería Financieraspa
dc.publisher.programidIFI-1773
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