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Causalidad Econométrica (DAGs)

Grafos acíclicos dirigidos (DAGs) para razonamiento causal: confounders, colliders y criterio back-door

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Conceptos formales

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Datos de Panel

Econometria

Estructura de datos que combina una dimension transversal ($i = 1, \ldots, N$ unidades) con una dimension temporal ($t = 1, \ldots, T$ periodos), observando las mismas unidades a lo largo del tiempo. Los paneles permiten controlar la heterogeneidad no observada invariante en el tiempo mediante efectos fijos o aleatorios, y aumentan la variacion identificante respecto de los datos de corte transversal o de serie de tiempo puros.

y_{it} = \alpha_i + x_{it}'\beta + \varepsilon_{it}, \quad i = 1,\ldots,N; \; t = 1,\ldots,T

Efectos Aleatorios

Econometria

Modelo de datos de panel en el que la heterogeneidad individual $\alpha_i$ se trata como una variable aleatoria no correlacionada con los regresores, es decir, $\text{Cov}(\alpha_i, x_{it}) = 0$. El estimador de efectos aleatorios (GLS) es eficiente bajo este supuesto, pero inconsistente si la correlacion existe. La eleccion entre efectos fijos y aleatorios se contrasta formalmente con el test de Hausman.

y_{it} = x_{it}'\beta + (\alpha_i + \varepsilon_{it}), \quad \alpha_i \sim (\mu_\alpha, \sigma_\alpha^2), \; \text{Cov}(\alpha_i, x_{it}) = 0

Efectos Fijos

Econometria

Modelo de datos de panel que controla la heterogeneidad individual $\alpha_i$ tratandola como un parametro fijo no observado, eliminandola mediante la transformacion within (demeaning). El estimador within es consistente incluso cuando $\alpha_i$ esta correlacionado con los regresores, a diferencia del estimador de efectos aleatorios. Sin embargo, no identifica el efecto de variables invariantes en el tiempo.

\tilde{y}_{it} = \tilde{x}_{it}'\beta + \tilde{\varepsilon}_{it}, \quad \tilde{y}_{it} = y_{it} - \bar{y}_i

Test de Hausman

Econometria

Prueba de especificacion que contrasta si la diferencia entre dos estimadores (tipicamente efectos fijos vs. aleatorios) es estadisticamente significativa. Bajo $H_0$ de no correlacion entre efectos individuales y regresores, ambos son consistentes pero el de efectos aleatorios es eficiente; bajo $H_1$, solo efectos fijos es consistente. El estadistico es $H = (\hat{\beta}_{FE} - \hat{\beta}_{RE})'[\text{Var}(\hat{\beta}_{FE}) - \text{Var}(\hat{\beta}_{RE})]^{-1}(\hat{\beta}_{FE} - \hat{\beta}_{RE}) \sim \chi^2_k$.

H = (\hat{\beta}_{FE} - \hat{\beta}_{RE})' [\text{Var}(\hat{\beta}_{FE}) - \text{Var}(\hat{\beta}_{RE})]^{-1} (\hat{\beta}_{FE} - \hat{\beta}_{RE}) \sim \chi^2_k

Autocorrelacion (Correlacion Serial)

Econometria

Situacion en la que los terminos de error de diferentes observaciones (usualmente periodos de tiempo) estan correlacionados entre si: $\text{Cov}(u_t, u_s) \neq 0$ para $t \neq s$. La autocorrelacion no produce sesgo en los coeficientes MCO, pero los errores estandar clasicos son invalidos (subestiman la verdadera varianza bajo autocorrelacion positiva). Los correctivos incluyen errores estandar HAC (Newey-West) o modelar explicitamente la estructura de autocorrelacion (AR, MA).

\rho_h = \text{Corr}(u_t, u_{t-h}) = \frac{\text{Cov}(u_t, u_{t-h})}{\text{Var}(u_t)}, \quad \rho_h \neq 0 \text{ implica violacion MCO}

Pregunta Central

¿Cómo controlar por heterogeneidad no observada usando variación within y between?

🕸️ Mapa de Conexiones

📚 Ruta de Aprendizaje

Sugerimos estudiar estos modelos en orden para una comprensión completa.

💡 Conceptos Clave

📐Regresión

Método estadístico para estimar la relación entre variables dependientes e independientes

🔍Inferencia

Proceso de sacar conclusiones sobre una población a partir de una muestra de datos

📋Datos de Panel

Estructura de datos que combina observaciones de múltiples individuos a lo largo del tiempo

📐 Ecuaciones Fundamentales

Modelo de Panel
Con efecto individual αᵢ
Y_{it} = \alpha_i + X_{it}\beta + \varepsilon_{it}
Transformación Within (FE)
Demeaning elimina αᵢ
\ddot{Y}_{it} = \ddot{X}_{it}\beta + \ddot{\varepsilon}_{it}
Test de Hausman
Decide entre FE y RE
H = (\hat{\beta}_{FE} - \hat{\beta}_{RE})'[V_{FE} - V_{RE}]^{-1}(\hat{\beta}_{FE} - \hat{\beta}_{RE})

Aplicaciones

  • Convergencia económica entre países
  • Funciones de producción con productividad no observada
  • Evaluación de políticas con datos longitudinales
  • Modelos de gravedad en comercio internacional

⚠️ Limitaciones

  • FE pierde variación between y variables constantes en el tiempo
  • RE requiere exogeneidad estricta de efectos individuales
  • Paneles cortos pueden generar sesgo de Nickell

Sobre los Datos de Panel

Los datos de panel combinan la dimension de corte transversal (multiples individuos, firmas o paises) con la dimension temporal (multiples periodos). Esta estructura permite controlar por heterogeneidad no observada que es constante en el tiempo, un problema que la regresion de corte transversal no puede resolver.

Pooled OLS

Ignora la estructura de panel. Trata todas las observaciones como independientes.

  • - Simple pero potencialmente sesgado
  • - Sesgo de variable omitida si αᵢ ≠ 0
  • - Errores estandar incorrectos

Efectos Fijos (FE)

Elimina la heterogeneidad individual mediante la transformacion within (demeaning).

  • - Consistente cuando Cov(αᵢ, Xᵢₜ) ≠ 0
  • - Pierde variacion between
  • - No estima efectos de variables constantes en el tiempo

Efectos Aleatorios (RE)

Trata αᵢ como variable aleatoria. Usa GLS para eficiencia, pero requiere exogeneidad.

  • - Eficiente si Cov(αᵢ, Xᵢₜ) = 0
  • - Inconsistente si hay correlacion
  • - Test de Hausman decide entre FE y RE

El Test de Hausman

  • H₀: Los efectos individuales no estan correlacionados con las variables explicativas (RE es consistente y eficiente)
  • H₁: Los efectos individuales estan correlacionados (solo FE es consistente)
  • Si se rechaza H₀ → usar Efectos Fijos
  • Si no se rechaza H₀ → usar Efectos Aleatorios (mas eficiente)

Aplicaciones

  • Convergencia economica: PIB per capita de paises a lo largo del tiempo
  • Funciones de produccion: Produccion de firmas controlando por productividad no observada
  • Evaluacion de politicas: DiD implementado con datos de panel
  • Gravedad en comercio: Flujos comerciales entre pares de paises

Conceptos Relacionados