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Econometria III

Efeitos Aleatórios e Diferenças-em-Diferenças

Rafael Bressan

Esag
2023-10-25

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Estimador Efeitos Aleatórios

  • Começamos com nosso modelo canônico de painel com heterogeneidade não observada
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Estimador Efeitos Aleatórios

  • Começamos com nosso modelo canônico de painel com heterogeneidade não observada

yit=β0+β1xit+αi+uit

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Estimador Efeitos Aleatórios

  • Começamos com nosso modelo canônico de painel com heterogeneidade não observada

yit=β0+β1xit+αi+uit

  • Quando cov(αi,xit)0, devemos utilizar EF ou PD

  • Se cov(αi,xit)=0, então MQO não é viesado

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Estimador Efeitos Aleatórios

  • Começamos com nosso modelo canônico de painel com heterogeneidade não observada

yit=β0+β1xit+αi+uit

  • Quando cov(αi,xit)0, devemos utilizar EF ou PD

  • Se cov(αi,xit)=0, então MQO não é viesado

  • Por que utilizar EA?

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Estimador Efeitos Aleatórios

yit=β0+β1xit+αi+uit

  • Vejamos o que ocorre com a correlação serial do erro composto vit=αi+uit
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Estimador Efeitos Aleatórios

yit=β0+β1xit+αi+uit

  • Vejamos o que ocorre com a correlação serial do erro composto vit=αi+uit

cov(vit,vis)=cov(αi+uit,αi+uis)=σ2αcorr(vit,vis)=σ2α/(σ2α+σ2u)

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Estimador Efeitos Aleatórios

yit=β0+β1xit+αi+uit

  • Vejamos o que ocorre com a correlação serial do erro composto vit=αi+uit

cov(vit,vis)=cov(αi+uit,αi+uis)=σ2αcorr(vit,vis)=σ2α/(σ2α+σ2u)

  • Heterogeneidade não observada, mesmo quando não relacionada com o regressor x, induz correlação serial no termo de erro!

  • MQO deixa de ser BLUE 😡

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Estimador Efeitos Aleatórios

yit=β0+β1xit+αi+uit

  • Vejamos o que ocorre com a correlação serial do erro composto vit=αi+uit

cov(vit,vis)=cov(αi+uit,αi+uis)=σ2αcorr(vit,vis)=σ2α/(σ2α+σ2u)

  • Heterogeneidade não observada, mesmo quando não relacionada com o regressor x, induz correlação serial no termo de erro!

  • MQO deixa de ser BLUE 😡

  • Estimador de EA será Mínimos Quadrados Generalizados (MQG) para corrigir esta correlação serial

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Estimador Efeitos Aleatórios

Como funciona?

  • ˉyi=T1tyit

  • Faremos uma centralização parcial na média intragrupo

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Estimador Efeitos Aleatórios

Como funciona?

  • ˉyi=T1tyit

  • Faremos uma centralização parcial na média intragrupo

  • yitλˉyi=β0(1λ)+β1(xitλˉxi)+vitλˉvi

  • Por enquanto não sabemos o melhor valor para 0λ1

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Estimador Efeitos Aleatórios

Como funciona?

  • ˉyi=T1tyit

  • Faremos uma centralização parcial na média intragrupo

  • yitλˉyi=β0(1λ)+β1(xitλˉxi)+vitλˉvi

  • Por enquanto não sabemos o melhor valor para 0λ1

  • λ0ˆβEA1ˆβMQO1 e λ1ˆβEA1ˆβEF1

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Estimador Efeitos Aleatórios

Como funciona?

  • ˉyi=T1tyit

  • Faremos uma centralização parcial na média intragrupo

  • yitλˉyi=β0(1λ)+β1(xitλˉxi)+vitλˉvi

  • Por enquanto não sabemos o melhor valor para 0λ1

  • λ0ˆβEA1ˆβMQO1 e λ1ˆβEA1ˆβEF1

  • Se a hipótese de EA for válida, cov(xit,αi)=0, então

    • ˆβEA1β1
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Estimador Efeitos Aleatórios

Melhor valor de λ

  • O valor do ponderador λ que eliminará a correlação serial em vitλˉvi será:
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Estimador Efeitos Aleatórios

Melhor valor de λ

  • O valor do ponderador λ que eliminará a correlação serial em vitλˉvi será:

λ=1[σ2uσ2u+Tσ2α]1/2

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Estimador Efeitos Aleatórios

Melhor valor de λ

  • O valor do ponderador λ que eliminará a correlação serial em vitλˉvi será:

λ=1[σ2uσ2u+Tσ2α]1/2

  • Na prática não conhecemos λ, pois, não observamos as variâncias diretamente

  • A solução é utilizar um estimador de Mínimos Quadrados Generalizados Factíveis (MQGF)

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Estimador Efeitos Aleatórios

Melhor valor de λ

  • O valor do ponderador λ que eliminará a correlação serial em vitλˉvi será:

λ=1[σ2uσ2u+Tσ2α]1/2

  • Na prática não conhecemos λ, pois, não observamos as variâncias diretamente

  • A solução é utilizar um estimador de Mínimos Quadrados Generalizados Factíveis (MQGF)

ˆλ=1[ˆσ2uˆσ2u+Tˆσ2α]1/2

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Estimador Efeitos Aleatórios

MQGF

  • MQO também é não viesado. Usado para estimar ˆvit e ˆσ2v
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Estimador Efeitos Aleatórios

MQGF

  • MQO também é não viesado. Usado para estimar ˆvit e ˆσ2v

  • ˆσ2α é estimado pela covariância entre ˆvit e ˆvis, com ts

ˆσ2α=1NT(T1)/22Ni=1T1t=1Ts=t+1ˆvitˆvis

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Estimador Efeitos Aleatórios

MQGF

  • MQO também é não viesado. Usado para estimar ˆvit e ˆσ2v

  • ˆσ2α é estimado pela covariância entre ˆvit e ˆvis, com ts

ˆσ2α=1NT(T1)/22Ni=1T1t=1Ts=t+1ˆvitˆvis

  • E ˆσ2u é estimado pela diferença

ˆσ2u=ˆσ2vˆσ2α

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Estimador Efeitos Aleatórios

Limitações

  • Principal hipótese de EA é cov(xit,αi)=0
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Estimador Efeitos Aleatórios

Limitações

  • Principal hipótese de EA é cov(xit,αi)=0

  • Hipótese muito restritiva. Equivalente a MQO.

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Estimador Efeitos Aleatórios

Limitações

  • Principal hipótese de EA é cov(xit,αi)=0

  • Hipótese muito restritiva. Equivalente a MQO.

  • Deve ser encarada como exceção e não regra

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Estimador Efeitos Aleatórios

Limitações

  • Principal hipótese de EA é cov(xit,αi)=0

  • Hipótese muito restritiva. Equivalente a MQO.

  • Deve ser encarada como exceção e não regra

  • Usa-se painel geralmente para explorar heterogeneidade não observada que está correlacionada com os regressores

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Estimador Efeitos Aleatórios

Limitações

  • Principal hipótese de EA é cov(xit,αi)=0

  • Hipótese muito restritiva. Equivalente a MQO.

  • Deve ser encarada como exceção e não regra

  • Usa-se painel geralmente para explorar heterogeneidade não observada que está correlacionada com os regressores

  • Somente usado se podemos plausivelmente presumir que cov(xit,αi)=0. Caso contrário, EF é preferível

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Estimador Efeitos Aleatórios

EA ou EF?

  • O principal ponto a ser considerado em escolher um modelo de Efeito Fixo ou Efeito Aleatório é a plausibilidade da hipótese cov(xit,αi)=0

  • Quando a hipótese é verdadeira, ambos os estimadores são consistentes

  • Se cov(xit,αi)0, então apenas EF é consistente

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Estimador Efeitos Aleatórios

EA ou EF?

  • O principal ponto a ser considerado em escolher um modelo de Efeito Fixo ou Efeito Aleatório é a plausibilidade da hipótese cov(xit,αi)=0

  • Quando a hipótese é verdadeira, ambos os estimadores são consistentes

  • Se cov(xit,αi)0, então apenas EF é consistente

  • Ideia de Hausman: testamos cov(xit,αi)=0 indiretamente ao testarmos ˆβEA1ˆβEF1=0

  • Uma rejeição da H0 (i.e. ˆβEA1ˆβEF1) implica na escolha do modelo de EF

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Hoje: Diferenças-em-diferenças

  • Explora mudanças ao longo do tempo que não afetam a todos

  • Necessidade de encontrar (ou construir) grupo de controle apropriado

  • Suposição chave: tendências paralelas

  • Aplicação empírica: impacto do salário mínimo no emprego. Card e Krueger (1994)

  • Design de inferência causal mais amplamente utilizado em econometria aplicada

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Métodos de avaliação

  • A regressão múltipla geralmente não fornece estimativas causais por causa da seleção em não observáveis (e.g. viés de variável omitida).
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Métodos de avaliação

  • A regressão múltipla geralmente não fornece estimativas causais por causa da seleção em não observáveis (e.g. viés de variável omitida).

  • Experimentos RCTs são uma maneira de resolver este problema, mas muitas vezes são impossíveis de fazer.

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Métodos de avaliação

  • A regressão múltipla geralmente não fornece estimativas causais por causa da seleção em não observáveis (e.g. viés de variável omitida).

  • Experimentos RCTs são uma maneira de resolver este problema, mas muitas vezes são impossíveis de fazer.

  • Quatro principais métodos de avaliação causal usados em economia:

    • variáveis instrumentais (VI),
    • pareamento por escore de propensão (Propensity Score Matching),
    • regressão em descontinuidade (RDD)
    • diferenças-em-diferenças (DID), e
    • bunching chegou atrasado 🕰
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Métodos de avaliação

  • A regressão múltipla geralmente não fornece estimativas causais por causa da seleção em não observáveis (e.g. viés de variável omitida).

  • Experimentos RCTs são uma maneira de resolver este problema, mas muitas vezes são impossíveis de fazer.

  • Quatro principais métodos de avaliação causal usados em economia:

    • variáveis instrumentais (VI),
    • pareamento por escore de propensão (Propensity Score Matching),
    • regressão em descontinuidade (RDD)
    • diferenças-em-diferenças (DID), e
    • bunching chegou atrasado 🕰
  • Esses métodos são usados para identificar relações causais entre tratamentos e resultados.

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Diferenças em Diferenças (DID)

  • ⚠️ indivíduos não são alocados aleatoriamente ao tratamento
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Diferenças em Diferenças (DID)

  • ⚠️ indivíduos não são alocados aleatoriamente ao tratamento

Requisitos do DID canônico:

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Diferenças em Diferenças (DID)

  • ⚠️ indivíduos não são alocados aleatoriamente ao tratamento

Requisitos do DID canônico:

  • 2 períodos de tempo: antes e depois do tratamento.
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Diferenças em Diferenças (DID)

  • ⚠️ indivíduos não são alocados aleatoriamente ao tratamento

Requisitos do DID canônico:

  • 2 períodos de tempo: antes e depois do tratamento.

  • 2 grupos:

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Diferenças em Diferenças (DID)

  • ⚠️ indivíduos não são alocados aleatoriamente ao tratamento

Requisitos do DID canônico:

  • 2 períodos de tempo: antes e depois do tratamento.

  • 2 grupos:

    • grupo controle: nunca recebe tratamento,
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Diferenças em Diferenças (DID)

  • ⚠️ indivíduos não são alocados aleatoriamente ao tratamento

Requisitos do DID canônico:

  • 2 períodos de tempo: antes e depois do tratamento.

  • 2 grupos:

    • grupo controle: nunca recebe tratamento,

    • grupo de tratamento: inicialmente não tratado e depois totalmente tratado.

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Diferenças em Diferenças (DID)

  • ⚠️ indivíduos não são alocados aleatoriamente ao tratamento

Requisitos do DID canônico:

  • 2 períodos de tempo: antes e depois do tratamento.

  • 2 grupos:

    • grupo controle: nunca recebe tratamento,

    • grupo de tratamento: inicialmente não tratado e depois totalmente tratado.

  • Sob certas suposições, o grupo de controle pode ser usado como contrafactual para o grupo de tratamento

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Diferenças em Diferenças (DID)

Exemplo: Salário Mínimo e Emprego

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Diferenças em Diferenças (DID)

Exemplo: Salário Mínimo e Emprego

  • Imagine que você está interessado em avaliar o impacto causal do aumento do salário mínimo no (des)emprego.
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Diferenças em Diferenças (DID)

Exemplo: Salário Mínimo e Emprego

  • Imagine que você está interessado em avaliar o impacto causal do aumento do salário mínimo no (des)emprego.

  • Por que isso não é tão simples? Qual deve ser o grupo de controle?

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Diferenças em Diferenças (DID)

Exemplo: Salário Mínimo e Emprego

  • Imagine que você está interessado em avaliar o impacto causal do aumento do salário mínimo no (des)emprego.

  • Por que isso não é tão simples? Qual deve ser o grupo de controle?

  • Paper seminal em 1994 pelos proeminentes economistas trabalhistas David Card e Alan Krueger intitulado "Minimum Wages and Employment: A Case Study of the Fast-Food Industry in New Jersey and Pennsylvania"

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Diferenças em Diferenças (DID)

Exemplo: Salário Mínimo e Emprego

  • Imagine que você está interessado em avaliar o impacto causal do aumento do salário mínimo no (des)emprego.

  • Por que isso não é tão simples? Qual deve ser o grupo de controle?

  • Paper seminal em 1994 pelos proeminentes economistas trabalhistas David Card e Alan Krueger intitulado "Minimum Wages and Employment: A Case Study of the Fast-Food Industry in New Jersey and Pennsylvania"

  • Estima o efeito de um aumento do salário mínimo sobre a taxa de emprego na indústria de fast-food. Por que essa indústria?

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Card e Krueger (1994)

Detalhes Institucionais

  • Nos EUA, existe um salário mínimo nacional, mas os estados podem divergir dele.
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Card e Krueger (1994)

Detalhes Institucionais

  • Nos EUA, existe um salário mínimo nacional, mas os estados podem divergir dele.

  • 1º de abril de 1992: o salário mínimo de Nova Jersey aumenta de US$ 4,25 para US$ 5,05 por hora.

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Card e Krueger (1994)

Detalhes Institucionais

  • Nos EUA, existe um salário mínimo nacional, mas os estados podem divergir dele.

  • 1º de abril de 1992: o salário mínimo de Nova Jersey aumenta de US$ 4,25 para US$ 5,05 por hora.

  • A vizinha Pensilvânia não mudou seu nível de salário mínimo.

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Card e Krueger (1994)

Detalhes Institucionais

  • Nos EUA, existe um salário mínimo nacional, mas os estados podem divergir dele.

  • 1º de abril de 1992: o salário mínimo de Nova Jersey aumenta de US$ 4,25 para US$ 5,05 por hora.

  • A vizinha Pensilvânia não mudou seu nível de salário mínimo.

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Card e Krueger (1994)

Detalhes Institucionais

  • Nos EUA, existe um salário mínimo nacional, mas os estados podem divergir dele.

  • 1º de abril de 1992: o salário mínimo de Nova Jersey aumenta de US$ 4,25 para US$ 5,05 por hora.

  • A vizinha Pensilvânia não mudou seu nível de salário mínimo.



Pensilvânia e Nova Jersey são muito semelhantes: instituições semelhantes, hábitos semelhantes, consumidores semelhantes, renda semelhante, clima semelhante, etc.

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Card e Krueger (1994)

Metodologia

  • Pesquisados 410 estabelecimentos de fast-food em Nova Jersey (NJ) e leste da Pensilvânia
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Card e Krueger (1994)

Metodologia

  • Pesquisados 410 estabelecimentos de fast-food em Nova Jersey (NJ) e leste da Pensilvânia

  • Tempo:

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Card e Krueger (1994)

Metodologia

  • Pesquisados 410 estabelecimentos de fast-food em Nova Jersey (NJ) e leste da Pensilvânia

  • Tempo:

    • Levantamento antes do aumento de SM de NJ: fevereiro/março de 1992
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Card e Krueger (1994)

Metodologia

  • Pesquisados 410 estabelecimentos de fast-food em Nova Jersey (NJ) e leste da Pensilvânia

  • Tempo:

    • Levantamento antes do aumento de SM de NJ: fevereiro/março de 1992
    • Levantamento após aumento de SM de NJ: Nov/Dez 1992
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Card e Krueger (1994)

Metodologia

  • Pesquisados 410 estabelecimentos de fast-food em Nova Jersey (NJ) e leste da Pensilvânia

  • Tempo:

    • Levantamento antes do aumento de SM de NJ: fevereiro/março de 1992
    • Levantamento após aumento de SM de NJ: Nov/Dez 1992
  • Que comparações você acha que eles fizeram?

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Card e Krueger (1994)

Metodologia

  • Pesquisados 410 estabelecimentos de fast-food em Nova Jersey (NJ) e leste da Pensilvânia

  • Tempo:

    • Levantamento antes do aumento de SM de NJ: fevereiro/março de 1992
    • Levantamento após aumento de SM de NJ: Nov/Dez 1992
  • Que comparações você acha que eles fizeram?

Vamos dar uma olhada nos dados

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Card e Krueger (1994)

Metodologia

  • Pesquisados 410 estabelecimentos de fast-food em Nova Jersey (NJ) e leste da Pensilvânia

  • Tempo:

    • Levantamento antes do aumento de SM de NJ: fevereiro/março de 1992
    • Levantamento após aumento de SM de NJ: Nov/Dez 1992
  • Que comparações você acha que eles fizeram?

Vamos dar uma olhada nos dados

## # A tibble: 6 × 6
## sheet chain state observation empft emppt
## <chr> <chr> <chr> <chr> <dbl> <dbl>
## 1 46 bk Pennsylvania February 1992 30 15
## 2 49 kfc Pennsylvania February 1992 6.5 6.5
## 3 506 kfc Pennsylvania February 1992 3 7
## 4 56 wendys Pennsylvania February 1992 20 20
## 5 61 wendys Pennsylvania February 1992 6 26
## 6 62 wendys Pennsylvania February 1992 0 31
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Card e Krueger (1994)

Resultados

Emprego médio por loja antes e depois do aumento do salário mínimo de NJ

Variáveis Pensilvania Nova Jersey
emprego FTE antes 23.33 20.44
emprego FTE depois 21.17 21.03
Mudança na média emprego FTE -2.17 0.59
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Card e Krueger (1994)

Resultados

Emprego médio por loja antes e depois do aumento do salário mínimo de NJ

Variáveis Pensilvania Nova Jersey
emprego FTE antes 23.33 20.44
emprego FTE depois 21.17 21.03
Mudança na média emprego FTE -2.17 0.59

Estimativa de DID

Estimativa causal de diferenças em diferenças: 0,59(2,17)=2,76

Interpretação: o aumento do salário mínimo levou a um aumento no emprego FTE por loja de 2,76 em média.

Sim, a essência das diferenças-em-diferenças é assim simples! 😀

Vejamos esses resultados graficamente.

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DID graficamente

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DID graficamente

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DID graficamente

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DID graficamente

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DID graficamente

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DID graficamente

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Comparação ingênua depois/antes?

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Comparação ingênua depois/antes?

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Comparação simples NJ/PA?

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Comparação simples NJ/PA?

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Estimação

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DID em Forma de Regressão

  • Na prática, o DID é geralmente estimado em mais de 2 períodos (4 observações)

  • Há mais pontos de dados antes e depois da alteração da política

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DID em Forma de Regressão

  • Na prática, o DID é geralmente estimado em mais de 2 períodos (4 observações)

  • Há mais pontos de dados antes e depois da alteração da política

3 ingredientes:

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DID em Forma de Regressão

  • Na prática, o DID é geralmente estimado em mais de 2 períodos (4 observações)

  • Há mais pontos de dados antes e depois da alteração da política

3 ingredientes:

  1. Variável dummy de tratamento: TREATs onde o subscrito s nos lembra que o tratamento está no nível do estado
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DID em Forma de Regressão

  • Na prática, o DID é geralmente estimado em mais de 2 períodos (4 observações)

  • Há mais pontos de dados antes e depois da alteração da política

3 ingredientes:

  1. Variável dummy de tratamento: TREATs onde o subscrito s nos lembra que o tratamento está no nível do estado

  2. Variável dummy dos períodos de pós-tratamento: POSTt onde o subscrito t nos lembra que esta variável varia ao longo do tempo

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DID em Forma de Regressão

  • Na prática, o DID é geralmente estimado em mais de 2 períodos (4 observações)

  • Há mais pontos de dados antes e depois da alteração da política

3 ingredientes:

  1. Variável dummy de tratamento: TREATs onde o subscrito s nos lembra que o tratamento está no nível do estado

  2. Variável dummy dos períodos de pós-tratamento: POSTt onde o subscrito t nos lembra que esta variável varia ao longo do tempo

  3. Termo de interação entre os dois: TREATs×POSTt 👉 o coeficiente neste termo é o efeito causal DID!

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DID em Forma de Regressão

Variável dummy de tratamento TREATs={0se s=Pensilvânia1se s=Nova Jersey

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DID em Forma de Regressão

Variável dummy de tratamento TREATs={0se s=Pensilvânia1se s=Nova Jersey

Variável dummy pós-tratamento POSTt={0se t<1º abril, 19921se t1º abril, 1992

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DID em Forma de Regressão

Variável dummy de tratamento TREATs={0se s=Pensilvânia1se s=Nova Jersey

Variável dummy pós-tratamento POSTt={0se t<1º abril, 19921se t1º abril, 1992

Quais observações correspondem a TREATs×POSTt=1?

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DID em Forma de Regressão

Variável dummy de tratamento TREATs={0se s=Pensilvânia1se s=Nova Jersey

Variável dummy pós-tratamento POSTt={0se t<1º abril, 19921se t1º abril, 1992

Quais observações correspondem a TREATs×POSTt=1?

  • Vamos juntar todos esses ingredientes: EMPst=α+βTREATs+γPOSTt+δ(TREATs×POSTt)+εst
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Compreendendo a Regressão

EMPst=α+βTREATs+γPOSTt+δ(TREATs×POSTt)+εst

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Compreendendo a Regressão

EMPst=α+βTREATs+γPOSTt+δ(TREATs×POSTt)+εst

Temos o seguinte:

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Compreendendo a Regressão

EMPst=α+βTREATs+γPOSTt+δ(TREATs×POSTt)+εst

Temos o seguinte:

E(EMPst|TREATs=0,POSTt=0)=α

31 / 52

Compreendendo a Regressão

EMPst=α+βTREATs+γPOSTt+δ(TREATs×POSTt)+εst

Temos o seguinte:

E(EMPst|TREATs=0,POSTt=0)=α

E(EMPst|TREATs=0,POSTt=1)=α+γ

31 / 52

Compreendendo a Regressão

EMPst=α+βTREATs+γPOSTt+δ(TREATs×POSTt)+εst

Temos o seguinte:

E(EMPst|TREATs=0,POSTt=0)=α

E(EMPst|TREATs=0,POSTt=1)=α+γ

E(EMPst|TREATs=1,POSTt=0)=α+β

31 / 52

Compreendendo a Regressão

EMPst=α+βTREATs+γPOSTt+δ(TREATs×POSTt)+εst

Temos o seguinte:

E(EMPst|TREATs=0,POSTt=0)=α

E(EMPst|TREATs=0,POSTt=1)=α+γ

E(EMPst|TREATs=1,POSTt=0)=α+β

E(EMPst|TREATs=1,POSTt=1)=α+β+γ+δ

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Compreendendo a Regressão

EMPst=α+βTREATs+γPOSTt+δ(TREATs×POSTt)+εst

Temos o seguinte:

E(EMPst|TREATs=0,POSTt=0)=α

E(EMPst|TREATs=0,POSTt=1)=α+γ

E(EMPst|TREATs=1,POSTt=0)=α+β

E(EMPst|TREATs=1,POSTt=1)=α+β+γ+δ

[(4)(3)][(2)(1)]=δ

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Compreendendo a Regressão

EMPst=α+βTREATs+γPOSTt+δ(TREATs×POSTt)+εst

Temos o seguinte:

E(EMPst|TREATs=0,POSTt=0)=α

E(EMPst|TREATs=0,POSTt=1)=α+γ

E(EMPst|TREATs=1,POSTt=0)=α+β

E(EMPst|TREATs=1,POSTt=1)=α+β+γ+δ

[(4)(3)][(2)(1)]=δ δ: efeito causal do aumento do salário mínimo sobre o emprego

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Compreendendo a Regressão

EMPst=α+βTREATs+γPOSTt+δ(TREATs×POSTt)+εst

Em formato de tabela:

Pré Pós Δ(Pós - Pré)
Pensilvânia (PA) α α+γ γ
Nova Jersey (NJ) α+β α+β+γ+δ γ+δ
Δ(NJ - PA) β β+δ δ
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Compreendendo a Regressão

EMPst=α+βTREATs+γPOSTt+δ(TREATs×POSTt)+εst

Em formato de tabela:

Pré Pós Δ(Pós - Pré)
Pensilvânia (PA) α α+γ γ
Nova Jersey (NJ) α+β α+β+γ+δ γ+δ
Δ(NJ - PA) β β+δ δ

Esta tabela generaliza para outras configurações substituindo Pensilvânia por Controle e Nova Jersey por Tratamento

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Identifying Assumptions

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Hipótese Crucial DID

Tendências Paralelas

Hipótese de tendências comuns ou paralelas: sem qualquer aumento do salário mínimo, a tendência de emprego de fast-food na Pensilvânia teria sido o que deveríamos esperar ver em Nova Jersey.

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Hipótese Crucial DID

Tendências Paralelas

Hipótese de tendências comuns ou paralelas: sem qualquer aumento do salário mínimo, a tendência de emprego de fast-food na Pensilvânia teria sido o que deveríamos esperar ver em Nova Jersey.

  • Esta hipótese afirma que a tendência de emprego de fast-food da Pensilvânia entre fevereiro e novembro de 1992 fornece uma tendência confiável de emprego contrafactual que a indústria de fast-food de Nova Jersey teria experimentado caso não tivesse aumentado seu salário mínimo.
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Hipótese Crucial DID

Tendências Paralelas

Hipótese de tendências comuns ou paralelas: sem qualquer aumento do salário mínimo, a tendência de emprego de fast-food na Pensilvânia teria sido o que deveríamos esperar ver em Nova Jersey.

  • Esta hipótese afirma que a tendência de emprego de fast-food da Pensilvânia entre fevereiro e novembro de 1992 fornece uma tendência confiável de emprego contrafactual que a indústria de fast-food de Nova Jersey teria experimentado caso não tivesse aumentado seu salário mínimo.

  • Impossível validar ou invalidar completamente esta hipótese (não-testável).

  • Verificação intuitiva: comparar tendências antes da mudança de política e boa argumentação da comparabilidade dos grupos

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Tendências Paralelas: Graficamente

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Verificando a hipótese de tendências paralelas

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Verificando a hipótese de tendências paralelas

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Hipótese de tendências paralelas Verificada ✅

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Hipótese de tendências paralelas Verificada ✅

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Hipótese de tendências paralelas Não verificada ❌

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Hipótese de tendências paralelas Não verificada ❌

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Hipótese de Tendências Paralelas: Card and Krueger (2000)

Aqui estão as tendências reais para a Pensilvânia e Nova Jersey

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Hipótese de Tendências Paralelas: Card and Krueger (2000)

Aqui estão as tendências reais para a Pensilvânia e Nova Jersey

  • É provável que a hipótese de tendência comum seja verificada?
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Hipótese de Tendências Paralelas: formalmente

  • Y1ist: emprego no restaurante i no estado s no momento t quando SM estadual alto (resultado potencial tratado);
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Hipótese de Tendências Paralelas: formalmente

  • Y1ist: emprego no restaurante i no estado s no momento t quando SM estadual alto (resultado potencial tratado);
  • Y0ist: emprego no restaurante i no estado s no momento t quando SM baixo no estado (resultado potencial não tratado);
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Hipótese de Tendências Paralelas: formalmente

  • Y1ist: emprego no restaurante i no estado s no momento t quando SM estadual alto (resultado potencial tratado);
  • Y0ist: emprego no restaurante i no estado s no momento t quando SM baixo no estado (resultado potencial não tratado);

O principal pressuposto subjacente à estimativa de DID é que, no estado sem tratamento, o resultado do restaurante i no estado s no momento t é dado por:

E[Y0ist|s,t]=γs+λt

Duas suposições implícitas:

  1. Viés de seleção: refere-se a características de estado fixo (γ)

  2. Tendência temporal: mesma tendência temporal para grupos tratamento e controle (λ)

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Hipótese de Tendências Paralelas: formalmente

Resultados no grupo de comparação:

E[Yist|s=Pensilvânia,t=Fev]=γPA+λFev

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Hipótese de Tendências Paralelas: formalmente

Resultados no grupo de comparação:

E[Yist|s=Pensilvânia,t=Fev]=γPA+λFev E[Yist|s=Pensilvânia,t=Nov]=γPA+λNov

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Hipótese de Tendências Paralelas: formalmente

Resultados no grupo de comparação:

E[Yist|s=Pensilvânia,t=Fev]=γPA+λFev E[Yist|s=Pensilvânia,t=Nov]=γPA+λNov

E[Yist|s=Pensilvânia,t=Nov]E[Yist|s=Pensilvânia,t=Fev]=γPA+λNov(γPA+λFev)=λNovλFevtendência temporal

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Hipótese de Tendências Paralelas: formalmente

Resultados no grupo de comparação:

E[Yist|s=Pensilvânia,t=Fev]=γPA+λFev E[Yist|s=Pensilvânia,t=Nov]=γPA+λNov

E[Yist|s=Pensilvânia,t=Nov]E[Yist|s=Pensilvânia,t=Fev]=γPA+λNov(γPA+λFev)=λNovλFevtendência temporal

➡️ o grupo de comparação permite estimar a tendência temporal.

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Hipótese de Tendências Paralelas: formalmente

Seja δ o verdadeiro impacto do aumento do salário mínimo:

E[Y1istY0ist|s=Nova Jersey,t=Nov]:=δ

  • Efeito causal médio do tratamento nos tratados (ATT)
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Hipótese de Tendências Paralelas: formalmente

Seja δ o verdadeiro impacto do aumento do salário mínimo:

E[Y1istY0ist|s=Nova Jersey,t=Nov]:=δ

  • Efeito causal médio do tratamento nos tratados (ATT)

Resultados no grupo de tratamento:

E[Yist|s=Nova Jersey,t=Fev]=γNJ+λFev

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Hipótese de Tendências Paralelas: formalmente

Seja δ o verdadeiro impacto do aumento do salário mínimo:

E[Y1istY0ist|s=Nova Jersey,t=Nov]:=δ

  • Efeito causal médio do tratamento nos tratados (ATT)

Resultados no grupo de tratamento:

E[Yist|s=Nova Jersey,t=Fev]=γNJ+λFev E[Yist|s=Nova Jersey,t=Nov]=γNJ+δ+λNov

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Hipótese de Tendências Paralelas: formalmente

Seja δ o verdadeiro impacto do aumento do salário mínimo:

E[Y1istY0ist|s=Nova Jersey,t=Nov]:=δ

  • Efeito causal médio do tratamento nos tratados (ATT)

Resultados no grupo de tratamento:

E[Yist|s=Nova Jersey,t=Fev]=γNJ+λFev E[Yist|s=Nova Jersey,t=Nov]=γNJ+δ+λNov E[Yist|s=Nova Jersey,t=Nov]E[Yist|s=Nova Jersey,t=Fev]=γNJ+δ+λNov(γNJ+λFeb)=δ+λNovλFebtendência temporal

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Hipótese de Tendências Paralelas: formalmente

Portanto nós temos que:

E[Yist|s=PA,t=Nov]E[Yist|s=PA,t=Fev]=λNovλFebtendência temporal

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Hipótese de Tendências Paralelas: formalmente

Portanto nós temos que:

E[Yist|s=PA,t=Nov]E[Yist|s=PA,t=Fev]=λNovλFebtendência temporal

E[Yist|s=NJ,t=Nov]E[Yist|s=NJ,t=Fev]=δ+λNovλFebtendência temporal

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Hipótese de Tendências Paralelas: formalmente

Portanto nós temos que:

E[Yist|s=PA,t=Nov]E[Yist|s=PA,t=Fev]=λNovλFebtendência temporal

E[Yist|s=NJ,t=Nov]E[Yist|s=NJ,t=Fev]=δ+λNovλFebtendência temporal

DID=E[Yist|s=NJ,t=Nov]E[Yist|s=NJ,t=Fev](E[Yist|s=PA,t=Nov]E[Yist|s=PA,t=Fev])=δ+λNovλFeb(λNovλFeb)=δ

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Testando Tendências Paralelas

  • Não há maneira de testar tendências pararelas diretamente: (E[Y0ist|s=NJ,t=Nov]E[Y0ist|s=NJ,t=Fev])=(E[Y0ist|s=PA,t=Nov]E[Y0ist|s=PA,t=Fev])
  • Veja que E[Y0ist|s=NJ,t=Nov] é um valor contrafactual.

  • Economistas tipicamente utilizam testes de placebo (também conhecidos como falsificação)

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Placebos Pré-Tratamento

  • O teste placebo mais utilizado é obter observações de um período anterior ao próprio período pré-tratamento e utilizá-las no design como se fossem observações posteriores.

  • Se havia tendências paralelas entre os períodos pré-tratamento (t1,t0), então não deve aparecer efeito na regressão

  • Suponha que temos observações de Jan/92:

DID=E[Yist|s=NJ,t=Jan]E[Yist|s=NJ,t=Fev]tendência NJ(E[Yist|s=PA,t=Jan]E[Yist|s=PA,t=Fev]tendência PA)=0caso sejam tendências paralelas

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Estudos de Eventos

  • Uma generalização para o teste de placebo é analisar os coeficientes de leads de um estudo de eventos.

  • Ideia básica é: efeito do tratamento antes de sua aplicação deve ser zero entre grupos com tendências paralelas.

Yist=γs+λt+1τ=qγτDst+pτ=0δτDst+εist

  • Coeficientes γτ=0
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Estudos de Eventos

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Leitura Recomendada

  • GERTLER, Paul J. et al. Avaliação de Impacto na Prática, 2018. - 2. ed. Banco Mundial. Capítulo 7 Diferenças em diferenças

  • ANGRIST, Joshua D.; PISCHKE, Jörn-Steffen. Mostly harmless econometrics: An empiricist's companion. Princeton university press, 2009. Section 5.2 Differences-in-differences

  • CUNNINGHAM, Scott. Causal Inference: The Mixtape, New Haven: Yale University Press, 2021. URL: https://mixtape.scunning.com/. Chapter 9 Difference-in-differences

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ATÉ A PRÓXIMA AULA!

[1]: Este slides foram baseados nas aulas de econometria da SciencesPo Department of Economics

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@rfbressan
Lista de Exercícios V
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