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Luiz Felipe Bernardes dos Santos

MECNICA CNICA

USOS E APERFEIOAMENTOS AO LONGO DA HISTRIA

So Paulo

2013

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Orientao: Marcelo Denny

Ilustraes: Luiz Felipe Bernardes dos Santos

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Sumrio

Introduo, 5

1.Mecnica cnica ao longo da histria, 6

1.1.Grcia antiga, 6

1.2.Maquinaria no sc. XVII, 7

1.3.Aplicaes prticas da maquinaria do sc. XVII no espao cnico, 12

1.3.1.Urdimento, 12

1.3.2.Varas, 12

1.3.3.Cortinas, 14

1.3.4.Voos, 19

1.3.5.Glrias, 21

1.3.6.Trajetria curva de embarcaes com coluna martima, 23

2.Mecnica cnica na atualidade, 24

2.1.Urdimento, 24

2.2.Polias, 24

2.3.Cabos de suspenso, 24

2.4.Varas motorizadas, 24

3.Funcionamento de sistemas com polias e contrapesos, 27

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3.1.Sistema com uma polia, 28

3.1.1.Anlise do sistema atravs do isolamento dos corpos e dos diagramas

de foras, 28

3.1.2.Montagem das equaes dinmicas, 29

3.1.3.Resoluo do sistema de equaes dinmicas, 30

3.2.Sistema com duas polias, 32

3.2.1.Anlise do sistema atravs do isolamento dos corpos e dos diagramas

de foras, 32

3.2.2.Montagem das equaes dinmicas, 34

3.2.3.Resoluo do sistema de equaes dinmicas, 35

3.3.Sistema de contrapeso, 37

Consideraes finais, 38

Bibliografia, 39

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Introduo

Sempre tive grande curiosidade por saber como as invenes presentes em nosso cotidiano funcionam,

desde um binculo at uma nave espacial, por exemplo. Atualmente, na condio de estudante de

cenografia e figurino na SP Escola de teatro, resolvi esboar um estudo sobre os mecanismos e

recursos tcnicos que auxiliam a movimentao realizada na caixa cnica com tanta plasticidade e beleza.

Assim, o presente estudo tem como foco o estudo dos sistemas de iamento, tidos como dos mais antigos

da histria da mecnica teatral e que inter-relacionam elementos como polias, roldanas, cordas, varas,

etc.

No incio do trabalho ser apresentado um breve histrico da maquinaria no teatro ocidental: o

surgimento do deus ex machina entre os gregos e os grandes avanos alcanados no sc. XVII com a

tecnologia nutica.

A segunda etapa apresenta a maquinaria no teatro contemporneo e, para tanto, conta com uma

descrio feita a partir de uma visita tcnica no teatro do SESC Pinheiros e uma anlise de alguns de

seus elementos cenotcnicos.

A terceira etapa composta de uma explicao acerca do funcionamento dos sistemas de polias e

contrapesos de um modo geral. So demonstrados nessa primeira etapa, exemplos de iamento de cargas

com uma ou mais polias e com os sistemas de contrapeso, e como as cargas e foras aplicadas no sistema

variam em cada situao.

Por fim, foi feito um relato sobre mudanas, aperfeioamentos e evolues em todos os sistemas e

tcnicas de mecnica cnica investigados nesse trabalho.

Luiz Felipe Bernardes dos Santos

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1.Mecnica cnica ao longo da histria

1.1.Grcia antiga

-Deus ex machina (mechan)

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Mechan era uma grua ou guindaste que funcionava por meio de polias. Possivelmente sua estrutura

encontrava-se dentro da sken, que era a tenda onde os atores trocavam de roupa. A torre da grua

provavelmente projetava-se para fora da sken.

Tais mquinas eram construdas com a finalidade de representar os deuses que chegam pelo ar vindos do

Olimpo ou do Parnaso. Os deuses chegavam suspensos por elas frente ao pblico.

Os latinos batizaram a mechan por deus ex machina, termo que ficou mais conhecido. Entre os textos

sobreviventes da Grcia antiga, nas obras de Eurpedes que se encontra o uso do termo com maior

frequncia; pode-se concluir tal fato por meio das referncias feitas por contemporneos como

Aristfanes e Aristteles.

1.2.Maquinaria no sc. XVII

No sc. XVII a maquinaria cnica se enriquece consideravelmente. Carretilha, contrapeso, corda, gorne,

Lastro, lona, polia, poro, roldana, varas, por exemplo, so termos oriundos da tecnologia nutica e

que passaro a fazer parte do universo teatral. Nessa poca, os espetculos teatrais passaram a

utilizar com frequncia a troca de cenrios, o que levou a cenografia a alcanar o auge de sua

eficincia.

O italiano Nicola Sabbatini escreve, em 1637, o livro pratica di fabricar scene e macchine ne teatri, onde descreve a mecnica necessria para realizar grandes efeitos cnicos como aparies de mar e

iamento de pessoas e cenrios atravs de sistemas de contrapeso.

Segundo o francs Pierre Sonrel, em seu livro Trait de Scnographie, so trs os principais mecanismos

que constituem a base da maquinaria teatral do sc. XVII: guinchos, contrapesos, e os tambores de

degradao.

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-Guincho

Este aparelho permite elevar

verticalmente cargas de muito peso,

como cortinas de ferro corta-fogo, por

exemplo.

O guincho constitudo por um cilindro

de madeira que pode rodar em torno do

seu eixo horizontal conforme

rotacionado pelo maquinista. As cordas

que suspendem o objeto so envolvidas

no cilindro de madeira conforme o

objeto vai sendo iado. Os contrapesos

que atuam neste sistema so compostos

por barras de ferro fundido que

possuem em suas extremidades duas

alas tensionadas. Matematicamente,

apenas a partir dessa forma que um

homem, agindo em parte por sua prpria

fora, pode levantar mais de 400 kg sem

esforo.

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-Contrapeso

O objeto a ser iado estar fixado na extremidade de uma

corda, corda esta que passa atravs de uma polia e

possuir um peso com a mesma massa do objeto em sua

outra extremidade. A fora que atuar no movimento do

objeto ser a do atrito da polia e o peso ou fora contido

no lado da corda oposto ao objeto.

O cenrio equilibrado com a maior preciso possvel, com

um ou dois maquinistas para mover e executar os

movimentos de objetos mais pesados e maiores.

Os contrapesos so formados por conjuntos de blocos

de ferro fundido de 08 a 20 kg e so adicionados ou

removidos conforme cada necessidade. No sc. XVII, os de

forma cilndrica eram muito utilizados (ver desenho ao

lado). eles so colocados sob um eixo central fixado na

suspenso da corda. Um sistema de traes e compresses

proporciona estabilidade ao conjunto. Os contrapesos

realizam seu curso na caixa cnica verticalmente.

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-tambor de degradao

Era composto por dois ou mais cilndros ocos, feitos

tambm em madeira. Muito utilizado para iar elementos

cenogrficos em velocidades diferntes. Seu

funcionamento baseia-se no seguinte prcpio mecnico:

se em um mesmo eixo horizontal so fixados dois

cilndros, segundo o exemplo da figura ao lado

exemplo, um com 1,00m de dimetro e outro com 2,00m

de dimetro e, em torno de cada um desses cilndros

enrolarem-se cordas em sentido contrrio, um em

relao ao outro, durante o tempo que se enrolar, por

exemplo, 6,00m de cordas no cilndro de 1,00m em um

sentido, sero enroladas, em tempos iguais, 12,00m de

corda no setido contrrio. Esse sistema pode ser

expresso matemticamente em uma regra de trs

simples:

d/D=P/p

onde d o dimetro do pequeno cilndro, D o

dimetro do maior cilndro, ambos dados em metros (m),

P o peso do maior cilndro e p o peso do menor

cilndro, ambos dados em newtons (N); a partir desse

princpio, pode-se graduar o movimento de cordas em

diferentes velocidades, bastando para tanto,

acrescentar no eixo horizontal cilndros de com raios

maiores ou menores, de arcordo com cada necessidade.

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Exemplo com tambor de degradao atuando junto a um contrapeso no sc. XVII:

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1.3.Aplicaes prticas da maquinaria do sc. XVII no espao

cnico

1.3.1.Urdimento

uma malha na medida do palco, composta de traves de madeira com pequenos espaamentos entre si e

colocadas paralelas boca de cena. Sobre o urdimento so colocados gornes, polias, tambores e

guinchos que serviro de guias para as cordas que movimentaro os elementos cnicos. possvel

caminhar sobre ele para realizar eventuais manutenes nos equipamentos.

1.3.2.Varas

So barras de madeira apoiadas no urdimento atravs de um sistema de cordas, polias e contrapesos.

Tornaram-se muito utilizadas para movimentao de elementos do cenrio e, posteriormente, sero

utilizadas tambm para a iluminao. Se o palco italiano assemelha-se ao convs de um navio, as varas

seriam os mastros dispostos na horizontal.

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Exemplo de urdimento e vara iando um telo em um teatro do sc. XVII:

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1.3.3.Cortinas

So os panos que cobrem a boca de cena, abrindo-se para os lados ou subindo para o urdimento para

que o espetculo tenha incio. Para os romanos, siparium era a cortina da frente do palco ou do fundo

dos espetculos de mimos. O siparium era suspenso por meio de anis de metal enfiados num tubo do

mesmo material. Para abri-lo, corriamse os anis para um dos lados. Auleum era a cortina que levantava e descia na frente do palco. H cortinas que fazem o movimento do auleum e do siparium ao mesmo tempo,

subindo e abrindo.

-Cortina grega

Constitui-se atravs de dois segmentos de tecidos pragueados, franzidos na sua altura que,

trespassados, fecham o palco. Geralmente, so utilizadas em teatros que possuem boca de cena baixa e

so fechadas por ao manual, sem auxlio de contrapesos.

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-Cortina alem

uma cortina inteiria e pragueada que atada na parte superior a uma barra horizontal mvel,

movimentada a partir do urdimento, e que se eleva verticalmente para abrir a cena.

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-Cortina a polichinelo

uma Cortina inteiria que se enrola em si mesma quando iada. Tal movimento gerado a partir de um

tubo fixado na sua base que enrola as cortinas de baixo para cima atravs de duas cordas.

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-Cortina francesa

resultante de uma combinao entre a cortina alem e a italiana, e conhecida como o sistema mais

elegante e sofisticado. Abre-se rapidamente para os dois lados, enquanto sobe verticalmente para o

urdimento, realizando dois movimentos conjugados. Geralmente, utilizada em music halls e em peras.

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-Cortina italiana

Consiste em dois elementos franzidos, puxados para os cantos superiores da boca de cena de forma

oblqua a partir das cordas.

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1.3.4. Voos

Teve incio na Grcia antiga, com o deus ex machina e, tambm no sc. XVII passa por aperfeioamentos

que do origem aos voos oblquos e oblquos combinados.

-Voos oblquos

um sistema composto de movimentos horizontais e verticais, ambos contrapesados por uma mesma

corda. Descreve um movimento em cena semelhante uma parbola durante o voo do ator.

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-Voos oblquos combinados

Consiste em um sistema tambm composto por movimentos horizontais e verticais, com a diferena que

cada um contrapesado separadamente por cordas diferentes. Enquanto o movimento horizontal

realizado por um sistema de polias e cordas, o movimento vertical traado com o auxlio de um tambor

de degradao que regula subidas e descidas. Atuando ambos conjuntamente, permitem que o ator voe em cena descrevendo curvas aleatrias no espao.

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1.3.5. Glrias

Eram o grande momento do teatro barroco, uma viso celestial, uma cena final e apotetica. Cantores

subiam do limbo posterior do palco sentado em nuvens, como nas imagens sagradas, todo o lugar de

Cristo, com seus santos e apstolos. As nuvens eram papis pintados, recortados e com pequenos

assentos escondidos atrs deles. Todos os assentos estavam ligados entre si para subir juntos e com

movimentos em diferentes tempos. Um leque de madeira, pantogrfico, sustentava-os e abria-se,

expandindo as nuvens. Era um efeito extasiante reservado para os aplausos o gran finale.

As glrias manobradas faziam ascenses em festas pags, para terminar o espetculo com a

grandiosidade das histrias crists. As cordas herdadas dos navios, dos oceanos e dos sculos, e que

no teatro so chamadas de manobras, corriam de cima para baixo, contrapesadas umas curtas, outras longas passando no eixo das roldanas ou dos tambores de degradao, levantando carga artstica que cantava a glria dos deuses.

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Esquema de funcionamento das glrias:

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1.3.6. Trajetria curva de embarcaes com coluna martima

Consiste em mostrar embarcaes em cena cumprindo uma trajetria curva, que realizada atravs de

um sistema de cordas e roldanas e d a impresso de que as embarcaes da cena esto navegando em

alto mar. Tal impresso reforada pela coluna martima, que colocada na horizontal, frente a

embarcao e girada em torno do prprio eixo, passando a ideia de guas do mar em movimento.

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2.Mecnica cnica na atualidade

A partir de uma visita tcnica no teatro do SESC Pinheiros, foram elencados os elementos que vm

sendo tratados ao longo deste trabalho sistemas de cordas, polias e contrapesos- e analisados quanto suas funes no espao cnico contemporneo. O objetivo propor uma inter-relao entre as

formas antigas de tais elementos at as respectivas alteraes ou aperfeioamentos ocorridos nos dias

atuais.

2.1. Urdimento

Anteriormente feito em madeira, agora composto por traves metlicas espaadas entre si cerca de

10cm. Assim como antes, tambm possvel caminhar sobre ele, pois possui uma resistncia de at

350kg/m, assim como as varandas laterais tambm.

2.2. Polias

Fabricadas agora tambm em metal, so parte integrante de um sistema eletromecnico que opera a

subida e descida das varas.

2.3. Cabos de suspenso

Fabricados em ao e com dimetro nominal de 3/16, substituem as cordas e oferecem maior resistncia ao sistema.

2.4. Varas motorizadas

So operadas atravs de um sistema digital que regula a velocidade do iamento de cada vara. A

velocidade varia de 01 a 60cm/s. Totalizam 43 ao longo de todo o teatro e suportam uma carga de at

500kg. So constitudas por tubos metlicos duplos redondos de 1.1/2. 39 delas esto posicionadas

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em paralelo boca de cena, so motorizadas, atendem tanto iluminao quanto aos cenrios e possuem

16m de comprimento. Quatro outras so varas laterais que atendem somente iluminao. Duas delas

esto localizadas no balco da plateia, com cerca de 2,5m de comprimento e 2 outras motorizadas

localizadas dentro do palco e com 9,0m de comprimento.

Vista em corte transversal do teatro do SESC Pinheiros

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Exemplo de funcionamento do sistema de varas motorizadas no SESC Pinheiros

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3.Funcionamento de sistemas com polias e contrapesos

Sistemas de iamento de cargas so muito utilizados no teatro at os dias atuais. Toma-se como exemplo

uma situao na qual uma pessoa tem de levantar uma caixa de massa m=100 kg do ponto A at o ponto B

atravs de sistemas de cordas, primeiramente com uma polia (ver figura 1) e, em seguida, com duas polias

(ver figura 2). Em seguida, uma breve explicao acerca do sistema de contrapeso.

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3.1.Sistema com uma polia

3.1.1.Anlise do sistema atravs do isolamento dos corpos

e dos diagramas de foras:

I-Caixa:

: Fora de trao atuante na caixa;

: Fora gravitacional atuante na caixa;

II-Polia:

: Fora de suspenso da corda atuante na polia no sentido para cima;

Fora de trao atuando no sentido para baixo nas duas extremidades da polia;

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3.1.2.Montagem das equaes dinmicas:

Faz-se uso da segunda lei de Newton:

Onde:

= Fora resultante em Newtons (N)

m= Massa em quilogramas (Kg)

a= acelerao da gravidade (m/s)

III-Pessoa que ir levantar o objeto:

Fora de trao exercida pela pessoa no sentido para baixo;

: Fora gravitacional atuante na pessoa;

m.a

30

I-Equao dinmica da caixa:

-

m.a, sendo que a=0, pois a caixa encontra-se em repouso; logo:

-

0

II-Equao dinmica da polia:

m.a

=0

III-Equao dinmica com a fora resultante da pessoa:

-

m.a; a=0, pois a pessoa encontra-se em repouso; logo:

-

0

3.1.3.Resoluo do sistema de equaes dinmicas:

I-Equao da caixa:

m= 100Kg

a= 10m/s

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=

100x10

1000N

II-Equao da polia:

=

= 2 x 1000

2000N

III-equao da pessoa:

A inteno descobrir

, que representa a fora que a pessoa dever empregar para levantar a caixa;

=

= 1000N

m.a 1000 m.10 m 100Kg

Portanto, para que a pessoa erga a caixa nessas condies, dever aplicar uma fora de, no mnimo,

1000N, ou 100kg;

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3.2.Sistema com duas polias

3.2.1.Anlise do sistema atravs do isolamento dos corpos e

dos diagramas de foras:

I-Caixa:

: Fora de trao atuante na caixa;

: Fora gravitacional atuante na caixa;

33

II-Polia mvel:

Fora de trao atuante na polia no sentido para baixo nas;

: Fora de trao da corda atuante nas duas extremidades da polia no

sentido para cima;

III-Polia fixa:

: Fora de suspenso da corda atuante na polia no sentido para cima;

Fora de trao atuando no sentido para baixo nas duas extremidades da polia;

34

3.2.2.Montagem das equaes dinmicas:

I-Equao dinmica da caixa:

-

m.a, sendo que a=0, pois a caixa encontra-se em repouso; logo:

-

0

II-Equao dinmica da polia mvel:

IV-Pessoa que ir levantar o objeto:

Fora de trao exercida pela pessoa no sentido para baixo;

: Fora gravitacional atuante na pessoa;

35

m.a

+

= 0

III-Equao dinmica da polia fixa:

m.a

-

-

= 0

IV-Equao dinmica com a fora resultante da pessoa:

-

m.a, sendo que a=0, pois a pessoa encontra-se em repouso; logo:

-

0

3.2.3.Resoluo do sistema de equaes dinmicas:

I-Equao da caixa:

m=100Kg

a=10m/s

=

100x10

1000N

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II-Equao da polia mvel:

=

= 1000

= 1000 / 2

= 500N

III-Equao da polia fixa:

=

= 2 x 500

= 1000N

III-equao da pessoa:

A inteno descobrir a fora que a pessoa dever empregar para levantar a caixa, se utilizando agora

de duas polias:

=

= 500N

m.a 500 m.10 m 50Kg

Logo, conclui-se que com o acrscimo de uma segunda polia ao sistema, a fora a ser empregada pela

pessoa para erguer a caixa diminuda pela metade, ou seja, se antes deveria empregar uma fora de

1000N, agora ela empregar 500N, e como a fora gravitacional age sob todo o sistema, a pessoa

dever aplicar uma carga de 50 kg no iamento da caixa.

Portanto, quanto mais polias forem acrescentadas ao sistema, mais leve ser a carga aplicada pela

pessoa para iar o objeto.

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3.3.Sistema de contrapeso

Foi feito para possibilitar o iamento de peas e pessoas no espao cnico. Este sistema chamado de

contra-pesagem ou manobras. constitudo por cabos de ao ou cordas, polias, pesos e varas:

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Consideraes finais

Dentre as vrias tcnicas relatadas no presente trabalho, vemos que as principais surgiram com o

objetivo de resolver problemas da vida cotidiana. Especula-se que o deus ex machina grego teve origem a

partir de uma grua que j era utilizada para erguer edificaes como o Parthenon, por exemplo.

No sc. XVII, a necessidade de romper barreiras comerciais e explorar novas colnias fez com que se

desse na Europa toda uma sofisticao na tecnologia nutica, tal como os sistemas de iamento de

velas, os mastros, cordas, rolamentos e ncoras para atracar as caravelas, e que foi transportada

para o espao cnico transformando-se em grandes telas de tecido, varas, roldanas e contrapesos.

Com a chegada da luz eltrica ao teatro, no final do sc. XIX, a iluminao passou a ser trabalhada

tambm enquanto um importante recurso artstico atravs de variados tipos de refletores. A partir da, o

sistema de varas e polias adquire a nova funo, e controlar no somente a suspenso de cenrios e

atores, mas tambm os elementos de luz. Logo, as coras de sisal so substitudas pelos cabos de ao,

que permite s varas maior capacidade de peso.

J no sc. XX uma marca importante a do alto desenvolvimento da informtica, que ir impactar

sobremaneira no espao cnico: nas mesas de iluminao e de som e tambm na manipulao das varas,

que se tornam motorizadas, como foi demonstrado no exemplo do SESC Pinheiros.

A partir dessa breve linha histrica traada, pode-se chegar concluso que uma srie de invenes at

milenares continuam a ser utilizadas nos dias de hoje, tal como a grua dos antigos gregos o deus ex machina- frequentemente utilizada na construo civil, o sistema de contrapesos em elevadores, e o

sistemas de varas e roldanas no espao cnico. Assim, a essncia do funcionamento de tais equipamentos

pouco se alterou, as mudanas mais marcantes fizeram-se presentes no aperfeioamento destes, tendo

meio o desenvolvimento tecnolgico ao longo da histria, e como fim, as necessidades humanas.

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Bibliografia

BUENO, Luciana. Muito alm da caixa cnica a realizao cenogrfica contempornea na cidade de So Paulo. ECA USP Dissertao de mestrado, 2007.

DIDEROT & DALEMBERT. LEncyclopdie Thtres Machines de theatre. Bibliothque de LImage.

MQUINAS DE CENA. O bando. Campo das Letras.

NERO, Cyro del. Cenografia uma breve visita. So Paulo: Ed. Claridade, 2008.

______. Mquina para os deuses: anotaes de um cengrafo e o discurso da cenografia. So Paulo: Ed.

Senac So Paulo, 2009.

O TEATRO NO MUNDO. Coleo As origens do saber. So Paulo: Ed. Melhoramentos, 1995.

POLLINI, Denise Braga. Eurpedes: a cenografia e os mecanismos cnicos do sculo V a, C. ECA USP Dissertao de mestrado, 2004.

SONREL, Pierre. Trait de Scnopraphie. Paris: Odette Lautier, 1944.