2016 Utilização de Linguagem de Programação Visual para Elaboração de Modelos BIM LOD 400

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1 MONTEIRO, A. Visual Programming Language for Creating BIM Models with Level of Development 400. In: 4th BIM INTERNATIONAL 
CONFERENCE, 2016, São Paulo & Lisboa. Proceedings... São Paulo: BIMMI, 2016. 
Utilização de Linguagem de Programação Visual para Elaboração de Modelos BIM L 4001
Ari Monteiro 
Dharma Sistemas, Brasil 
www.dharmasistemas.wix.com/home 
1 INTRODUÇÃO 
A utilização de ferramentas de autoria de modelos BIM, 
tais como: Autodesk Revit® ou Graphisoft ArchiCAD®, 
tornou-se uma prática comum dos usuários que já tomaram 
contato com a tecnologia BIM. Com essas ferramentas é 
possível criar modelos BIM detalhados. Mas, na medida em 
que o nível de detalhamento desses modelos aumenta, a 
produtividade no processo de modelagem começa a 
diminuir. 
Na escala do nível de desenvolvimento de modelos BIM 
ou LoD (Level of Development) há uma denominação 
chamada LoD 400. Ela é usada para determinar que os 
componentes do modelo BIM contenham uma 
representação precisa dos detalhes referentes à sua 
execução (BIMFORUM, 2015). 
Alguns exemplos de modelos BIM com LoD 400 são os 
projetos para produção, tais como: alvenaria, 
formas/escoramentos, armações e revestimento de 
fachadas. A elaboração de modelos BIM com LoD 400 requer 
do projetista maior atenção às regras de projeto do sistema 
construtivo que está sendo modelado, de forma que, o 
resultado final seja consistente com o que deverá ser 
executado na obra. 
No projeto de alvenaria, por exemplo, o projetista utiliza 
um conjunto de regras para realizar seu projeto. Uma parte 
dessas regras está associada a uma tarefa repetitiva 
chamada modulação de alvenaria (MONTEIRO, 2011). 
Essa tarefa consiste, basicamente, na montagem manual 
dos componentes da parede (blocos, pré-moldados, telas 
metálicas, etc.). A produtividade de modelagem nesse caso 
é impactada, se a ferramenta BIM utilizada não possuir 
recursos para executar essa tarefa com eficiência. 
O mesmo ocorre em projetos de sistemas de formas e 
escoramentos. Estas disciplinas também utilizam um 
conjunto de regras para elaborar seus projetos e possuem 
tarefas repetitivas que podem impactar na produtividade, se 
forem executadas manualmente. 
Ferramentas baseadas em linguagem de programação 
visual ou VPL (Visual Programming Language) permitem a 
codificação de regras que ao serem processadas, podem 
gerar modelos 3D. Ferramentas como Dynamo®, 
Grasshopper® e Generative Components® são exemplos de 
aplicativos que utilizam esse tipo de linguagem. 
O objetivo deste estudo foi investigar se ferramentas 
baseadas em VPL podem ser utilizadas na elaboração de 
modelos BIM LoD 400 e, desta forma, ajudar a reduzir o 
tempo na elaboração desses modelos. Para atingir este 
objetivo foram selecionadas as ferramentas Autodesk Revit® 
e Dynamo®. 
Foram realizados estudos em termos de limitações, 
potencialidades e usabilidade da ferramenta Dynamo® 
focando na elaboração de modelos BIM LoD 400 para o 
projeto de alvenaria de vedações. 
2 LINGUAGENS DE PROGRAMAÇÃO VISUAL 
As linguagens de programação visuais, ou VPLs, foram 
desenvolvidas nos anos 70 e surgiram da união de trabalhos 
nos campos da computação gráfica, das linguagens de 
programação e da interação humano-computador 
(BOSHERNITSAN; DOWNES, 2004). 
A idéia principal por trás desse tipo de linguagem é 
facilitar a sua utilização e aprendizado, por meio do uso de 
artefatos gráficos em oposição, ao uso de uma linguagem de 
programação textual (CRAFAI, 2015). 
Em linguagens de programação textuais os usuários 
precisam aprender a sintaxe das estruturas da linguagem 
para que possam codificar programas. Nas ferramentas 
baseadas em VPL, a lógica dos programas é construída 
usando diagramas chamados de grafos que são compostos 
de elementos chamados de nós. 
Os nós contêm encapsuladas as estruturas utilizadas pela 
linguagem de programação visual. Na medida em que o 
usuário cria o grafo de um programa, indiretamente, está 
produzindo códigos de programação que ficam ocultos 
dentro dos nós do grafo. A Figura 1 mostra um exemplo de 
grafo criado na ferramenta Grasshopper®. Quando esse 
grafo é executado uma geometria 3D é gerada a partir do 
processamento do código incorporado em seus nós. 
De fato, as ferramentas VPL oferecem uma interface 
humano-computador mais amigável aos seus usuários para 
facilitar o aprendizado e a utilização de uma linguagem de 
programação. 
Figura 1 – Exemplo de grafo no Grasshopper® 
 
Fonte: Grasshopper3D (2015). 
2.1 FERRAMENTAS BASEADAS EM VPL 
As ferramentas VPL têm sido utilizadas no contexto do 
BIM já há alguns anos, em particular em estudos de formas 
arquitetônicas complexas (STAVRIC; MARINA, 2011) e no 
suporte a fabricação digital (LACHAUER et al., 2010). 
O uso combinado de ferramentas VPL e de autoria de 
modelos BIM é uma característica interessante a ser 
explorada por seus usuários. As três ferramentas VPL citadas 
anteriormente, permitem o trabalho integrado com 
ferramentas de autoria de modelos BIM. 
A ferramenta Dynamo® é integrada com o Autodesk 
Revit® e a ferramenta Generative Components® é integrada 
com o Bentley AECOsim®. Já o Grasshopper® foi 
desenvolvido originalmente para trabalhar de forma 
integrada a ferramenta de modelagem 3D Rhinoceros® da 
empresa McNell. 
 
 
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Recentemente, o Graphisoft ArchiCAD® permite a 
integração com o Rhinoceros® e o Grasshopper® 
(GRAPHISOFT, 2015). 
2.2 REQUISITOS DOS USUÁRIOS PARA A 
UTILIZAÇÃO DE FERRAMENTAS VPL 
O fato da VPL ser relativamente mais simples de aprender 
do que as linguagens de programação textuais, está 
relacionado com quem fará uso deste tipo de linguagem. 
O foco são os usuários das ferramentas para autoria de 
modelos BIM. Entretanto, arquitetos, engenheiros e 
técnicos não possuem em sua formação, disciplinas 
relacionadas ao desenvolvimento de software, pois este, 
evidentemente, não é o foco de sua formação. 
Entretanto, as ferramentas de suporte a projeto estão 
evoluindo e exigindo de seus usuários o desenvolvimento de 
novas habilidades e competências. O raciocínio lógico e a 
capacidade de desenvolver programas simples para 
automatizar algumas tarefas do dia-a-dia, por exemplo, são 
requisitos considerados básicos para usar uma ferramenta 
VPL. 
2.3 LINGUAGENS VISUAIS versus LINGUAGENS 
TEXTUAIS 
Embora a proposta da VPL seja programar sem precisar 
lidar com códigos de programação, as ferramentas VPL 
também oferecem como opção, aos usuários que dominem 
alguma linguagem de programação textual, recursos para a 
utilização dessas linguagens. 
No Grasshopper®, por exemplo, é possível utilizar as 
linguagens de programação da plataforma Microsoft .NET, 
tais como: VB.NET e C#, além das linguagens Python e 
Rhinoscript (GRASSHOPPER, 2015). 
Já no Dynamo® é possível mesclar códigos nas linguagens 
de programação textuais DesignScripting e Python para 
sofisticar os programas desenvolvidos em VPL. 
Mas, se a idéia da VPL é facilitar o aprendizado e uso por 
usuários que não são programadores profissionais, porque é 
possível utilizar linguagens de programação textuais em 
ferramentas VPL? 
A resposta esta no fato de que algumas estruturas de 
controle consideradas triviais em linguagens de 
programação textuais, tais como: estruturas de decisão (se-
então) e estruturas de repetição (looping), ou não estão 
presentes ou não são eficientes usando os recursos nativos 
de uma ferramenta VPL. 
Se for necessário utilizar diversas vezes estruturas de 
decisão e repetição dentro de um programa desenvolvido 
em VPL, o grafo pode se tornar muito intricado e difícil de 
ler. Isto pode dificultar futuras manutenções nesse 
programa. Eis então, o porquê das ferramentasVPL 
oferecerem a possibilidade de usar linguagens de 
programação textuais. 
As linguagens de programação textuais disponíveis em 
ferramentas VPL são classificadas como linguagens de 
scripting ou script. Linguagens desse tipo são utilizadas para 
desenvolver programas que rodam dentro de outras 
aplicações com o objetivo de estendê-las ou customizá-las 
(WIKI, 2015). 
As ferramentas VPL têm um grande potencial para a criação 
de scripts simples usando seus recursos nativos, mas quando 
a tarefa a ser automatizada exige um tratamento mais 
sofisticado, a combinação da VPL com uma linguagem de 
programação textual torna-se muito útil neste caso. 
2.4 SOBRE O DYNAMO® 
O Dynamo® é uma ferramenta VPL que pode ser usada 
fora ou dentro do Autodesk Revit® e, quando utilizada 
dentro desse software, possui recursos que permitem 
interagir com os componentes (ou famílias na terminologia 
adotada pela Autodesk) do modelo BIM. 
Esta ferramenta pode ser usada tanto para criação e 
edição de famílias no modelo BIM, quanto para executar 
outros tipos de tarefas, tais como: 
• Preenchimento de carimbos nas pranchas de um 
projeto (Figura 2); 
• Inserção automática de famílias seguindo uma regra 
específica para sua distribuição; 
• Gerar pranchas com determinadas vistas inseridas; 
• Vários tipos de análises de Engenharia, tais como: 
análises energéticas e estruturais; 
• Estudo de formas arquitetônicas complexas; 
• Importação/exportação de modelos 3D, etc. 
Figura 2 – Preenchimento de carimbo usando o Dynamo® 
 
Fonte: O Autor. 
O Dynamo® possui recursos específicos para lidar não só 
com uma simples modelagem geométrica, mas também, 
com uma complexa modelagem BIM. 
O conjunto de recursos de programação do Autodesk 
Revit® também conhecido como RevitAPI®, pode ser 
acessado a partir da utilização da linguagem programação 
textual Python em programas desenvolvidos no Dynamo®. 
Isto amplia ainda mais as possibilidades de manipulação 
de modelos BIM, mas exige um conhecimento mais 
avançado dos usuários em desenvolvimento de software. 
A forte integração entre o Dynamo® e Autodesk Revit® foi 
o que motivou a escolha dessas ferramentas para os 
experimentos realizados nesta pesquisa. 
3 AUTOMATIZAÇÃO NA ELABORAÇÃO DE 
MODELOS BIM LOD 400 
O potencial das ferramentas VPL para automatizar a 
elaboração de modelos BIM detalhados é algo que tem sido 
pouco explorado no uso dessas ferramentas. 
O conceito de modelagem generativa que consiste na 
modelagem não da geometria, mas sim das regras que 
definem a construção dessa geometria (MONTEIRO; 
SANTOS, 2009), pode ser colocado em prática com o uso de 
ferramentas VPL. 
Quando essas ferramentas possuem uma forte integração 
com a ferramenta de autoria de modelos BIM, é possível 
modelar as regras de montagem de um sistema construtivo 
e aplicar estas regras a determinados componentes do 
modelo BIM. 
 
 
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Por exemplo, é possível modelar as regras de distribuição 
das peças que compõem um sistema de 
formas/escoramentos e aplicar estas regras a elementos 
estruturais selecionados no modelo BIM. 
O resultado final desse processamento é a inserção 
automática das peças do sistema de formas/escoramento 
para cada elemento estrutural selecionado. 
A idéia chave para o uso das ferramentas VPL é a 
modelagem das regras de uma determinada disciplina de 
projeto e sua aplicação aos componentes do modelo BIM 
para gerar resultados. Estes resultados podem ser a inserção 
de novos componentes ou a modificação de parâmetros em 
componentes existentes, entre outros citados no tópico 2.4 
desse estudo. 
4 RESULTADOS DA PESQUISA 
Neste estudo foram realizadas experiências com a 
ferramenta Dynamo® trabalhando de forma integrada a 
ferramenta Autodesk Revit®. O objetivo dos experimentos 
foi identificar se esta ferramenta VPL é eficiente para 
automatizar da tarefa de elaborar de modelos BIM LoD 400. 
A elaboração de modelos BIM para o projeto de Alvenaria 
foi utilizada como exemplo de aplicação da ferramenta VPL. 
As regras para a modulação de alvenarias foram modeladas 
no Dynamo® e famílias de blocos foram modeladas no 
Autodesk Revit®. 
Os recursos nativos do Dynamo® foram utilizados para a 
seleção de paredes modelo BIM a partir das quais, os dados 
da geometria foram extraídos e as regras de modulação 
foram aplicadas. 
Durante a modelagem das regras para a modulação de 
alvenarias foi identificado que os recursos nativos do 
Dynamo® se mostraram ineficientes para resolver o cálculo 
das modulações de primeira e segunda fiadas. 
A distribuição dos blocos usando o resultado do cálculo 
da modulação sobre as paredes selecionadas, também 
apresentou as mesmas limitações. 
Como estas tarefas exigem o uso recorrente de estruturas 
de decisão e repetição, foi necessário utilizar códigos 
escritos na linguagem de programação Python para facilitar 
a construção da lógica do programa no Dynamo®. 
Este fato comprovou a versatilidade das ferramentas VPL 
em permitir a mescla de códigos em linguagens de 
programação textuais para resolver problemas complexos. 
A Figura 3 apresenta a janela do Dynamo® com parte do 
grafo utilizado para a modulação de alvenarias e a janela do 
Autodesk Revit® com o resultado do processamento do 
grafo. 
5 CONCLUSÕES 
O potencial das ferramentas baseadas em VPL para 
automatizar a elaboração de modelos BIM LoD 400 é algo 
que tem sido pouco explorado no uso dessas ferramentas. 
Quando essas ferramentas possuem uma forte integração 
com a ferramenta de autoria de modelos BIM, é possível 
modelar as regras de montagem de um sistema construtivo 
e aplicar estas regras a determinados componentes do 
modelo BIM. 
Por exemplo, é possível modelar as regras de distribuição 
das peças que compõem o sistema de Alvenaria e aplicá-las 
as paredes provenientes no modelo BIM de Arquitetura. O 
resultado final desse processamento é a inserção 
automática de componentes BIM para cada elemento 
parede selecionada. 
Figura 3– Modulação de alvenaria usando o Dynamo® 
 
Fonte: O Autor. 
A idéia chave para o uso das ferramentas baseadas em 
VPL é a modelagem das regras de uma determinada 
disciplina de projeto e sua aplicação aos componentes do 
modelo BIM para gerar resultados. 
Neste estudo foram realizadas experiências com o 
Autodesk Revit® integrado ao Dynamo® para identificar a 
eficiência da VPL na automação de modelagem de modelos 
BIM LoD 400, em particular na disciplina de projeto de 
Alvenaria. 
 
 
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Os resultados da pesquisa demonstraram que é 
tecnicamente viável o uso de ferramentas VPL para o fim 
proposto, em particular, se estas ferramentas estiverem 
fortemente integradas com as ferramentas de autoria de 
modelos BIM. 
Entretanto, para o uso efetivo de ferramentas VPL é 
desejável que seus usuários desenvolvam habilidades e 
competências específicas, tais como, o raciocínio lógico e a 
capacidade de desenvolver programas simples para 
automatizar algumas tarefas do dia-a-dia. 
As ferramentas VPL não intencionam transformar seus 
usuários programadores profissionais. Mas, expandir suas 
habilidades e competências no sentido de fazerem melhor 
uso das tecnologias hoje disponíveis nas ferramentas de 
suporte a projeto. 
REFERÊNCIAS 
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Disponível em: <http://bimforum.org/lod/>. Acesso em: 02 
nov. 2015. 
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Disponível em: 
<http://www.graphisoft.com/br/archicad/rhino-
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