Modelo básico para operar pares de ações

Escrevi anteriormente sobre arbitragem estatística e a importância da estacionariedade no sucesso de uma estratégia para operar pares de ativos. Em um outro post, comentei sobre alguns artigos descrevendo estratégias de pares. Finalmente, disponibilizei uma planilha para acompanhar pares de ações e fazer backtest de uma estratégia utilizando bandas de Bollinger para operar pares.

Pairs trading ou operação com pares é uma forma de operação na qual o trader acompanha a relação entre dois ativos, geralmente com comportamentos históricos parecidos, e abre um trade (comprando um dos ativos e simultaneamente vendendo o outro) quando esta relação foge dos padrões observados no passado. Em geral, o trader aposta na convergência da relação entre os ativos para a “normalidade” observada no passado, ou seja, é um trade que aposta na reversão à média.

Da descrição acima, podemos dividir o problema de operações com pares em 3 etapas: a seleção de pares de ativos, a definição de um modelo relacional entre os preços dos ativos, e a definição de um critério para detectar desvios com relação ao comportamento histórico dos pares. Podemos pensar nas duas última etapas como o modelo de operação (trading model), o qual define os sinais de entrada e saída de cada operação, enquanto as três etapas conjuntamente definem a estratégia de operação como um todo ou o modelo de operação com pares.

As três etapas acima podem ou não estar relacionados. Por exemplo, no modelo de pairs trading  utilizando o conceito de cointegração, as primeiras duas etapas estão geralmente relacionadas, pois a técnica econométrica utilizada para testar a cointegração sugere um modelo relacional linear entre os preços dos ativos.  Este tipo de modelo para pairs trading é mais complexo e será explicado em um futuro post. O objetivo deste post é dar uma visão geral do que está envolvido na construção de uma estratégia de pares, e exemplificar através de um dos modelos mais simples, que utiliza o conceito de bandas de Bollinger para definir os pontos de entrada e saída dos trades.

Seleção de Pares

As principais características que um par de ativos deve apresentar para que seja possível operá-lo com sucesso são:

  • Os dois ativos devem ter um comportamento similar e a relação entre os preços dos ativos deve ser relativamente estável ao longo do tempo – geralmente (mas nem sempre) isto ocorre com ativos que estão expostos aos mesmos fatores de riscos, o que tende a acontecer com ações de empresas que operam no mesmo setor, por exemplo;
  • A variação existente entre os preços dos dois ativos deve ser grande o suficiente para que os trades sejam lucrativos
  • A relação entre os ativos deve flutuar de um extremo ao outro com frequência, gerando um número grande de oportunidades de trade.

Pensando especificamente em pares de ações, existem várias abordagens possíveis para realizar a seleção dos pares:

  1. Pares Intrasetoriais: selecionar pares de ações de empresas que operam na mesma indústria – esta abordagem é intuitiva, uma vez que as empresas tenderão a estar expostas aos mesmos fatores de risco, fazendo com que os preços das ações possuam comportamentos similares;
  2. Pares estatisticamente similares: Selecionar pares de ações baseado em alguma medida estatística do comportamento dos preços das ações. Algumas possibilidades que foram sugeridas na literatura ou utilizadas no mercado são a correlação entre os retornos das ações (escolher os pares com maior correlação) ou alguma medida de distância entre os preços (escolher os pares com a menor distância, como por exemplo neste artigo).
  3. Pares cointegrados: Selecionar pares de ações que apresentam uma relação de cointegração. Esta é uma das abordagens mais robustas do ponto de vista estatístico, pois se os pares são cointegrados, espera-se um comportamento estacionário – portanto até certo ponto previsível – para o spread entre os preços das ações. Este conceito foi utilizado para testar estratégias com pares no mercado brasileiro aqui e aqui.

Uma possibilidade comumente utilizada envolve um feedback entre o modelo de operação, que determina os sinais de entrada e saída de cada tradee o processo de seleção de pares. Isto envolve a simulação ou backtest de vários pares em um período histórico, e alguma regra para escolher os pares com melhor desempenho no período testado. A figura abaixo esquematiza o processo.

Criação de uma estratégia de operação com pares

Criação de uma estratégia de operação com pares

Modelo Relacional Entre os Ativos

A próxima etapa, após a seleção dos pares, é a definição do modelo relacional entre cada par de ativos. Este modelo consiste em uma relação entre os preços dos dois ativos. Uma medida comumente utilizada consiste na razão entre os dois preços. Por exemplo, consideremos dois ativos A e B. Vamos denotar por P_{A,t} o preço do ativo A no instante t, e por P_{B,t} o preço do ativo B no instante t. Então a razão entre os preços dos dois ativos é dada por

R_{AB,t} = \frac{P_{A,t}}{P_{B,t}}.

Outra possibilidade é utilizar a diferença entre os preços (o chamado spread do par), definido por:

S_{AB,t} = P_{A,t}-\alpha P_{B,t},

onde \alpha é uma constante obtida, por exemplo, através de uma regressão linear. 

Uma vez definido o modelo relacional, pode-se construir o histórico da relação entre os dois ativos ao longo do tempo, com o qual é possível analisar o comportamento do par. O modelo de bandas de Bollinger, em geral, é baseado na razão entre os preços dos dois ativos.

Critérios de Divergência e Convergência

A última etapa para completar a estratégia é definir os critérios de divergência e convergência, os quais definirão os sinais de entrada e saída das operações. Um dos modelos mais simples comumente utilizado no mercado é o modelo de bandas de Bollinger. Este modelo utiliza a média e o desvio padrão da razão entre os preços dos ativos para determinar divergências e convergências. Geralmente essas quantidades são calculadas através de uma janela móvel, onde os últimos n pontos são utilizados. O modelo possui duas bandas, uma inferior e uma superior, que são calculadas subtraindo ou adicionando um múltiplo do desvio padrão à média da razão do par. Uma escolha comum consiste em utilizar 2 vezes o desvio padrão. Neste caso, as bandas de Bollinger em um instante t são dadas por:

Banda Superior_t = \mu_t + 2 \times \sigma_t

Banda Inferior_t = \mu_t - 2 \times \sigma_t,

onde \mu_t e \sigma_t são, respectivamente, a razão média e o desvio padrão da razão do par no instante t.

Quando a razão do par está acima da banda superior, isto denota um sinal de venda, e quando a razão encontra-se abaixo da banda inferior, isto denota um sinal de compra do par (explicaremos o que significa comprar ou vender o par em breve). O fechamento da operação ocorre quando a razão retorna para seu valor médio, por exemplo. Ou seja, as regras de entrada e saída dos trades podem ser as seguintes:

Vender o par (vender ação A e comprar ação B) quando R_{AB,t}>Banda Superior_t.

    • Fechar a venda (comprar ação A e vender ação B) quando a razão convergir para a média de cima para baixo, ou seja, R_{AB,t}<\mu_t

Comprar o par (comprar a a ação A e vender a ação B) quando R_{AB,t}<Banda Inferior_t

  • Fechar a compra (vender ação A e comprar ação B) quando a razão convergir para a média de baixo para cima, ou seja,  R_{AB,t}>\mu_t

Para ficar mais claro, vamos exemplificar. Suponha que após analisarmos as ações de empresas do setor financeiro, optamos por escolher o par de ações BBDC4 (Bradesco PN) e ITSA4 (Itausa PN).  A figura abaixo apresenta os preços das duas ações desde 2012:

Preços de BBDC4 e ITSA4

Preços de BBDC4 e ITSA4

Utilizando estes preços, calculamos a razão entre os preços de BBDC4 e ITSA4 para este período, ou seja,  para cada dia, calculamos:

R_{BBDC4/ITSA4,t} = \frac{P_{BBDC4,t}}{P_{ITSA4,t}}.

Suponha que vamos usar uma janela móvel com n=20 dias. Para calcular as Bandas de Bollinger é necessário calcular, para cada dia, a média e o desvio-padrão dos últimos 20 valores da razão do par. A banda superior é calculada como a razão média, adicionada de 2 vezes o desvio-padrão, e a banda inferior é dada pela razão média, subtraída de 2 vezes o desvio padrão. O cálculo para este par resulta no seguinte gráfico:

Bandas de Bollinger - BBDC4 vs ITASA4

Bandas de Bollinger – BBDC4 vs ITASA4

No gráfico acima, as linhas rosas indicam as bandas de Bollinger, a linha verde indica a razão média, e a linha azul indica a evolução da razão do par BBDC4_ITSA4. As setas de cima para baixo indicam sinais de venda do par, e as setas de baixo para cima indicam sinais de compra do par.

Dinâmica de Compra e Venda do Par

Quando passamos a trabalhar com a razão de um par, podemos pensar nela como o “preço” de um novo ativo, que é o par de ações. O trade de pares é um trade de reversão, onde iremos apostar na queda do “preço” ou razão do par, quando ele encontra-se alto em relação ao comportamento histórico, ou no aumento da razão, quando esta encontra-se baixa em relação ao seu padrão histórico. Mas o que significa comprar ou vender um par de ações?

Na definição da razão, definimos uma das ações com o numerador e a outra como denominador. No nosso exemplo, BBDC4 era o numerador e ITSA4 o denominador. Ou seja, quando o valor da razão aumenta, a interpretação é de que BBDC4 está ficando cara com relação a ITSA4 (ou, conversamente, ITSA4 está ficando barata com relação a BBDC4). Um aumento da razão do par pode ser devido à algumas situações diferentes (analogamente, invertendo as situações abaixo teríamos uma queda da razão do par):

  • os preços das duas ações aumentaram, mas o preço de BBDC4 aumentou mais do que o de ITSA4
  • os preços das duas ações caíram, mas o preço de BBDC4 caiu menos do que o preço de ITSA4
  • o preço de BBDC4 aumentou e o de ITSA4 diminuiu, ou
  • o preço de uma delas ficou parado e o da outra movimentou-se.

Outra maneira de pensar na razão é como um indicador do preço relativo de BBDC4 em relação a ITSA4, ou seja, se a razão for igual a 3, significa que é preciso 3 ações da ITSA4 para comprar uma BBDC4.

Quando a razão indica que BBDC4 está muito cara em relação a ITSA4 (ou seja, acima da banda superior), o modelo indica uma venda do par, apostando que a situação irá se reverter em breve. A operação de venda do par BBDC4_ITSA4 é uma operação de venda de BBDC4 e compra simultânea de ITSA4. Esta operação é caixa-neutra: o valor arrecadado com a venda de BBDC4 é utilizado para a compra de ITSA4. Este tipo de operação é chamado de long-short. O operador fica short (vendido) em uma ação e long (comprado) em outra.

É importante notar que, para realizar a venda de uma ação que o operador não possui, ele precisa primeiro realizar o empréstimo da ação, pelo qual paga uma taxa ao doador do papel. Como a operação está em pontas opostas de papéis com características similares, o risco de mercado é reduzido em comparação a uma situação de compra ou venda seca de um dos papéis. Se a operação der certo, a razão convergirá para sua média, momento no qual o operador desfaz o trade (comprando BBDC4 e vendendo as ITSA4 compradas). No caso de divergência na banda inferior, a dinâmica é invertida: o operador compraria BBDC4 e venderia ITSA4.

Como calculamos o lucro ou prejuízo (P&L) de uma operação com pares? Vamos analisar o último trade mostrado no gráfico acima. No dia 5/7/2013, o modelo indicou uma compra do par. Os preços de BBDC4 e ITSA4 neste dia eram, respectivamente, R$26,13 e R$7,75. Supondo um financeiro de aproximadamente R$10.000,00 para o trade e arredondando as quantidades, iríamos comprar 400 ações de BBDC4 e simultaneamente vender 1300 ações de ITSA4 . No dia 11/7/2013,   a razão convergiu para a média e os preços eram, respectivamente, R$27,36 e R$7,92. Notamos que as duas ações subiram, porém em termos percentuais, BBDC4 subiu mais do que ITSA4. Como compramos 400 ações de BDDC4, obtivemos lucro de R$492. A venda de ITSA4 gerou um prejuízo de R$221, pois o preço aumentou. No geral, a operação deu portanto um lucro bruto de R$271. O quadro abaixo resume os cálculos.

Exemplo de cálculo de P&L de uma operação com pares

Exemplo de cálculo de P&L de uma operação com pares

É importante ressaltar que o exemplo acima não considerou os custos de corretagem e do aluguel de  ITSA4.

Riscos de Operações com Pares

Apesar de estratégias com pares serem comumente  chamadas de “neutras” ao risco de mercado, esta afirmação é incorreta. Apesar de ser verdade que a exposição vendida mitiga grande parte da volatilidade, em comparação com  uma posição comprada seca, ainda existe risco nas operações com pares. Ao abrir o trade, o operador está apostando que a razão irá se movimentar em uma certa direção; caso a razão não se comporte da maneira esperada, o operador pode ter perdas significativas. A razão do par pode não apresentar uma convergência rápida o suficiente, ou mesmo divergir mais ainda, o que acarreta alguns agravantes. O primeiro é que, quanto maior a duração da operação, maior será o custo com o aluguel da ponta vendida. Segundo, quanto mais a razão divergir após a abertura do trade, maior será a correção necessária para recuperar o valor já perdido. Além disso, vale lembrar que os custos operacionais de um operação com par são altos, pois a operação completa envolve a execução de 4 ordens, além do custo de aluguel da ponta vendida pelo período da operação.

É possível tornar a estratégia um pouco mais elaborada, definindo por exemplo um stop-loss para evitar ficar em uma operação que não está convergindo, ou tentando acertar com mais eficácia o ponto em que ocorrerá a reversão. É importante lembrar também que as relações históricas às vezes se alteram devido à mudanças nas estruturas ou operações das empresas. Por este motivo, é importante ficar atento ao que está acontecendo com as duas empresas, para evitar apostar em uma convergência que não ocorrerá.

Fico por aqui e da próxima vez escreverei sobre modelos que utilizam o conceito de cointegração.

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8 comentários sobre “Modelo básico para operar pares de ações

  1. muito bom o artigo só que na parte matemática ficou a desejar, a maioria de nós mortais temos dificuldade com isso então seria interessante explicar bem mastigado esta parte.

  2. Como que vc define o tamanho das posições??? Pois na aba resultado backtest de um par, o modelo considera a abertura de novas posicoes, mesmo quando ainda existem outras em aberto.
    Se puder explicar eu agradeço.

    Obrigado

    • Rodrigo, o valor das posições é sempre o mesmo e é definido no campo “Financeiro” da aba Monitoramento (célula B10). O campo “Alavancagem” na aba Monitoramento (célula B3) controla se o modelo vai abrir mais de um trade por vez, ou seja, se irá alavancar. Se estiver como FALSO, o modelo abre um trade na primeira data e carrega até o final; se estiver como VERDADEIRO, o modelo abre um trade novo para cada dia em que o par está acima da banda.

      Espero que ajude, se não me dá um toque que explico melhor!
      Abs

  3. Dr Nickel! boa tarde

    Poderia compartilhar uma planilha para investidores que não tem softwares muito avançados acompanhar os pares?

    Ou informar um passo a passo para eu mesmo criar uma planilha de acompanhamento?

    abrs!

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