Three essays on network theory applied to capital markets

In simple terms, a network is a set of elements called nodes that are connected among them with links. Such stylized structures are flexible enough to represent the patterns of interconnectivity of systems as different as the internet, social networks, interbank networks, distribution network, etc. The main focus of the network theory is to identify the essential properties that characterize a network and to determine to which extent those properties affect the performance of the processes taking place upon it. This dissertation can be thought of as an application of network theory to capital markets. Therefore, the main goal of this study is to contribute to the financial research from this novel perspective by providing new insights about well-established financial concepts and by highlighting those empirical findings that become evident through the lens of this approach. The first chapter reinterprets fundamental results of the modern theory of portfolios from the perspective of the network theory. Specifically, it is proven the negative relationship between the centrality of the securities comprising the financial network and their optimal portfolio’s weights. Additionally, a network-based investment strategy is proposed showing enhanced risk-adjusted returns compared to well-known benchmarks. The second chapter investigates the Spanish financial network by identifying its fundamental features. In particular, it is shown the disproportional importance of the banking sector for the Spanish capital market given its relatively large centrality. The most relevant finding of this chapter regards to the identification of certain network-based measures acting as leading indicators of market instability. Finally, the third chapter analyzes the nature of volatility spillovers across major international financial markets. To this end, a particular network is in place whose nodes account for specific countries while the links correspond to significant correlation between their volatilities. Two salient findings are worth mentioning: i) the empirical evidence indicates that the volatility tends to spread across economically connected countries and ii) the pattern of volatility’s interconnectivity is more likely and stronger among countries from the same continent than across them. The latter observation is consistent with the hypothesis of gradual diffusion of information that is tested and empirically supported by the data.En términos simples, una red es conjunto de elementos denominados nodos conectados entre sí mediante vínculos o links. Dicha estructura estilizada es suficientemente flexible para representar el patrón de interconectividad de sistemas tan diversos como son internet, redes sociales, redes interbancarias, redes de distribución de mercancías, etc. El foco de teoría de redes es identificar aquellas propiedades esenciales que caracterizan una red y determinar en qué medida estas propiedades afectan la performance de los procesos que tienen lugar sobre la misma. Esta tesis doctoral debe ser entendida como una aplicación de teoría de redes al ámbito de los mercados de capitales. De esta manera, el objetivo principal del trabajo es contribuir con la investigación financiera desde una perspectiva innovadora proveyendo tanto nuevas intuiciones sobre conceptos financieros tradicionales como remarcando aquellos hallazgos empíricos que solo se evidencian mediante la aplicación de este enfoque. En el primer capítulo, se reinterpretan resultados fundamentales de la teoría moderna de carteras desde la perspectiva de teoría de redes. En particular, se prueba la relación inversa entre la centralidad de los activos que conforman la red financiera y su peso en una cartera óptima. Adicionalmente, se propone una estrategia de inversión basada en la red financiera que muestra mejores rendimientos ajustados por riesgo en comparación con otras estrategias de referencia para la industria. En el segundo capítulo, se investiga la red financieras del mercado de capitales español identificando sus características esenciales. De esta caracterización se revela, por ejemplo, la importancia desproporcionada del sector bancario en el mercado español dado su alto nivel de centralidad. La contribución más destacada de este capítulo consiste en la identificación de ciertas medidas basadas en la red financieras española que asumen el rol de indicadores adelantados de estrés financiero. Finalmente, en el tercer capítulo se analiza la naturaleza del derrame de volatilidad entre los principales mercados financieros internacionales. Para ello, se construye una red donde cada nodo corresponde a un país mientras que cada link identifica una fuerte correlación entre sus volatilidades. Vale la pena mencionar dos hallazgos significativos de este estudio: i) el análisis muestra como la volatilidad entre países tiende a propagarse hacia otros mercados económicamente relacionados y ii) los datos indican que el patrón de interconectividad es marcadamente más fuerte y probable entre países que pertenecen al mismo continente. Esta última observación es consistente con la hipótesis de difusión gradual de información la cual es contrastada y respaldada empíricamente.Chapter 1: A Network Approach to Portfolio Selection / Gustavo Ángel Peralta and Abalfazl Zareei. -- Chapter 2: Network-based Measures as Leading Indicators of Market Instability: The case of the Spanish Stock Market . -- Chapter 3: The Nature of Volatility Spillovers across the International Network of Capital MarketsPrograma Oficial de Doctorado en Economía de la Empresa y Métodos CuantitativosPresidente: José Sebastián Penalva Zuasti; Secretario: Geert Mesters; Vocal: Miguel Ángel Martínez Sedan