Morphology, density and dimensions of bamboo fibers: a bibliographical compilation

Rusch, Fernando; Ceolin, Guilherme Bordignon; Hillig, Éverton

doi:10.1590/1983-40632019v4955007

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Pesquisa Agropecuária Tropical

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Sumário

Special Supplement: Bamboo, (Review Article) • Pesqui. Agropecu. Trop. 49 • 2019 • https://doi.org/10.1590/1983-40632019v4955007 copy

Morphology, density and dimensions of bamboo fibers: a bibliographical compilation

Morfologia, densidade e dimensões de fibras de bambu: uma compilação bibliográfica

Authorship SCIMAGO INSTITUTIONS RANKINGS

ABSTRACT

Bamboos are fast-growing plants, with outstanding physical-mechanical characteristics that may be chiefly ascribed to the features and dimensions of their main structural element: their fibers. This study aimed to perform a dimensional description (length, width, lumen diameter and wall thickness) and depict the indices and technical coefficients of fibers of bamboo species that occur in Brazil, through a bibliographical survey. The results showed that the basic density in test stem-specimens of the surveyed species varied between 0.451 g cm^-3 and 0.780 g cm^-3, what revealed a great variability among them. The average values observed for the fiber dimensions were 2.29 mm for length, 16.4 µm for total width, 6.4 µm for wall thickness and 3.5 µm for lumen diameter. From these data, it was possible to estimate indices and technical coefficients that support good physical-mechanical characteristics of bamboo in the several studied species.

KEYWORDS:
Fiber slenderness ratio; Runkel index; fiber flexibility coefficient; fiber wall fraction.

Species	SL	DBH	IL	NI	SW	DW	BD	Reference
Species	(m)	(cm)	(cm)	(unit)	(kg)	(kg)	(g cm^-3)	Reference
Bambus a beecheyana	8.97	7.80	28	32	-	10.50	0.670	Ciamello & Azzini (1971a)CIARAMELLO, D.; AZZINI, A. Bambu como matéria-prima para papel: III. Estudos sobre o emprego de quatro espécies de Bambusa, na produção de celulose sulfato. Bragantia, v. 30, n. 19, p. 199-213, 1971a.
B. dissimulator	9.52	4.58	41	23	-	5.19	0.780	Azzini & Ciamello (1971)AZZINI, A.; CIARAMELLO, D. Bambu como matéria-prima para papel: IV. Estudos sobre o emprego de cinco espécies de Bambusa, na produção de celulose sulfato. Bragantia, v. 30, n. 23, p. 305-319, 1971.
B. malingensis	7.36	4.33	28	26	-	3.49	0.700
B. nutans	9.95	5.83	38	26	-	7.75	0.615	Ciamello & Azzini (1971a)CIARAMELLO, D.; AZZINI, A. Bambu como matéria-prima para papel: III. Estudos sobre o emprego de quatro espécies de Bambusa, na produção de celulose sulfato. Bragantia, v. 30, n. 19, p. 199-213, 1971a.
B. oldhamii	9.93	6.94	41	24	-	8.37	0.608	Azzini & Salgado (1982)AZZINI, A.; SALGADO, A. Bambu e suas possibilidades industriais. In: CONGRESSO ANUAL DA ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CELULOSE E PAPEL, 15., 1982, São Paulo. Anais... São Paulo: ABCP, 1982. p. 205-224.
B. stenostachya	15.10	8.17	35	43	-	17.50	0.653	Ciamello & Azzini (1971a)CIARAMELLO, D.; AZZINI, A. Bambu como matéria-prima para papel: III. Estudos sobre o emprego de quatro espécies de Bambusa, na produção de celulose sulfato. Bragantia, v. 30, n. 19, p. 199-213, 1971a.
B. textilis	8.13	4.77	44	18	-	3.80	0.690	Azzini & Ciamello (1971)AZZINI, A.; CIARAMELLO, D. Bambu como matéria-prima para papel: IV. Estudos sobre o emprego de cinco espécies de Bambusa, na produção de celulose sulfato. Bragantia, v. 30, n. 23, p. 305-319, 1971.
B. tulda	11.90	6.56	49	24	-	11.89	0.773	Ciamello & Azzini (1971a)CIARAMELLO, D.; AZZINI, A. Bambu como matéria-prima para papel: III. Estudos sobre o emprego de quatro espécies de Bambusa, na produção de celulose sulfato. Bragantia, v. 30, n. 19, p. 199-213, 1971a.
B. tuldoides	9.15	4.26	46	19	-	3.75	0.620	Azzini & Ciamello (1971)AZZINI, A.; CIARAMELLO, D. Bambu como matéria-prima para papel: IV. Estudos sobre o emprego de cinco espécies de Bambusa, na produção de celulose sulfato. Bragantia, v. 30, n. 23, p. 305-319, 1971.
B. ventricosa	9.30	4.84	44	21	-	4.47	0.640
B. vulgaris	10.70	8.06	32	33	-	12.45	0.747	Ciamello & Azzini (1971c)CIARAMELLO, D.; AZZINI, A. Bambu como matéria-prima para papel: V. Estudos sobre o emprego de quatro espécies de Dendrocalamus, na produção de celulose sulfato. Bragantia, v. 30, n. 24, p. 321-336, 1971c.
B. vulgaris var. vittata	9.30	7.22	34	27	-	10.27	0.730
Dendrocalamus asper ^* * Stem length without a minimum diameter.	25.60	15.40	46	62	-	-	-	Prates (2013)PRATES, E. M. B. Morfologia externa e anatomia do colmo de Dendrocalamus asper (Poaceae: Bambusoideae) em duas localidades no Distrito Federal, Brasil. 2013. 84 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Florestais) - Universidade de Brasília, Brasília, DF, 2013.
D. asper	14.50	12.20	34	43	61.25	36.93	0.599	Ciamello & Azzini (1971b)CIARAMELLO, D.; AZZINI, A. Bambu como matéria-prima para papel: estudos sobre o emprego de Bambusa vulgaris Schrad, Bambusa vulgaris Schrad var. vittata A & C Riv. e Bambusa oldhami Munro, na produção de celulose sulfato. O Papel, v. 32, n. 2, p. 33-40, 1971b.
D. giganteus	16.00	14.20	34	47	84.50	40.73	0.552
D. latiflorus	11.50	11.50	37	31	40.65	21.58	0.683
D. strictus	10.00	7.60	38	26	15.00	8.94	0.667
Guadua amplexifolia	-	-	-	-	-	-	0.654	Azzini et al. (1977)AZZINI, A. et al. Densidade básica e dimensões das fibras em bambus do gênero Guadua. Bragantia, v. 36, n. 1, p. I-V, 1977.
G. angustifolia	-	-	-	-	-	-	0.451
G. spinosa	-	-	-	-	-	-	0.489
G. superba	-	-	-	-	-	-	0.559
Ochlandra travancorica	11.30	9.40	40	-	-	26.00	0.704	Salgado et al. (1994)SALGADO, A. L. de B. et al. Instruções técnicas sobre o bambu. Campinas: Instituto Agronômico, 1994.

Species	^_____ Length (mm) ^_____			^_____ Width (µm) ^_____			Ld (µm)	Wt (µm)	Reference
Species	Max	Med	Min	Max	Med	Min	Ld (µm)	Wt (µm)	Reference
Bambusa beecheyana	3.50	1.93	1.06	29.22	17.20	7.44	3.55	6.82	Ciamello & Azzini (1971a)CIARAMELLO, D.; AZZINI, A. Bambu como matéria-prima para papel: III. Estudos sobre o emprego de quatro espécies de Bambusa, na produção de celulose sulfato. Bragantia, v. 30, n. 19, p. 199-213, 1971a.
B. dissimulator	4.12	2.32	1.20	31.13	15.19	8.16	3.38	5.91	Azzini & Ciamello (1971)AZZINI, A.; CIARAMELLO, D. Bambu como matéria-prima para papel: IV. Estudos sobre o emprego de cinco espécies de Bambusa, na produção de celulose sulfato. Bragantia, v. 30, n. 23, p. 305-319, 1971.
B. malingensis	3.71	2.07	1.10	27.84	14.79	7.79	3.45	6.67
B. nutans	4.13	2.29	1.37	30.43	19.97	8.80	2.77	7.10	Ciamello & Azzini (1971a)CIARAMELLO, D.; AZZINI, A. Bambu como matéria-prima para papel: III. Estudos sobre o emprego de quatro espécies de Bambusa, na produção de celulose sulfato. Bragantia, v. 30, n. 19, p. 199-213, 1971a.
B. oldhamii	3.63	1.92	0.98	34.66	16.97	8.52	3.17	6.90	Azzini & Salgado (1982)AZZINI, A.; SALGADO, A. Bambu e suas possibilidades industriais. In: CONGRESSO ANUAL DA ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CELULOSE E PAPEL, 15., 1982, São Paulo. Anais... São Paulo: ABCP, 1982. p. 205-224.
B. stenostachya	3.71	2.22	1.06	27.06	15.49	6.65	2.90	6.29	Ciamello & Azzini (1971a)CIARAMELLO, D.; AZZINI, A. Bambu como matéria-prima para papel: III. Estudos sobre o emprego de quatro espécies de Bambusa, na produção de celulose sulfato. Bragantia, v. 30, n. 19, p. 199-213, 1971a.
B. textilis	3.41	2.04	1.04	28.21	16.78	8.17	3.02	6.88	Azzini & Ciamello (1971)AZZINI, A.; CIARAMELLO, D. Bambu como matéria-prima para papel: IV. Estudos sobre o emprego de cinco espécies de Bambusa, na produção de celulose sulfato. Bragantia, v. 30, n. 23, p. 305-319, 1971.
B. tulda	3.79	2.15	1.80	33.68	17.33	7.73	2.34	7.50	Ciamello & Azzini (1971aCIARAMELLO, D.; AZZINI, A. Bambu como matéria-prima para papel: III. Estudos sobre o emprego de quatro espécies de Bambusa, na produção de celulose sulfato. Bragantia, v. 30, n. 19, p. 199-213, 1971a.
B. tuldoides	3.72	1.89	1.00	29.25	18.21	9.31	3.83	7.19	Azzini & Ciamello (1971)AZZINI, A.; CIARAMELLO, D. Bambu como matéria-prima para papel: IV. Estudos sobre o emprego de cinco espécies de Bambusa, na produção de celulose sulfato. Bragantia, v. 30, n. 23, p. 305-319, 1971.
B. ventricosa	3.49	1.90	1.06	26.42	14.38	5.15	3.31	5.54	Azzini & Ciamello (1971)AZZINI, A.; CIARAMELLO, D. Bambu como matéria-prima para papel: IV. Estudos sobre o emprego de cinco espécies de Bambusa, na produção de celulose sulfato. Bragantia, v. 30, n. 23, p. 305-319, 1971.
B. vulgaris	3.44	2.30	1.43	24.96	13.93	10.36	3.81	5.06	Guimarães Junior et al. (2010)GUIMARÃES JUNIOR, M. et al. Caracterização anatômica da fibra de bambu (Bambusa vulgaris) visando sua utilização em compósitos poliméricos. Revista Iberoamericana de Polímeros, v. 11, n. 7, p. 442-456, 2010.
B. vulgaris	6.18	3.43	1.49	32.21	15.41	7.46	3.73	5.84	Ciamello & Azzini (1971c)CIARAMELLO, D.; AZZINI, A. Bambu como matéria-prima para papel: V. Estudos sobre o emprego de quatro espécies de Dendrocalamus, na produção de celulose sulfato. Bragantia, v. 30, n. 24, p. 321-336, 1971c.
B. vulgaris var. vittata	5.46	2.98	1.41	29.21	16.21	7.96	3.43	6.39
Dendrocalamus asper ^* * Mean values from two sources.	6.82	3.63	1.64	33.27	17.04	7.14	5.66	5.69	Prates (2013)PRATES, E. M. B. Morfologia externa e anatomia do colmo de Dendrocalamus asper (Poaceae: Bambusoideae) em duas localidades no Distrito Federal, Brasil. 2013. 84 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Florestais) - Universidade de Brasília, Brasília, DF, 2013.
D. asper	4.52	2.43	1.10	31.71	17.89	9.58	3.97	6.96	Ciamello & Azzini (1971b)CIARAMELLO, D.; AZZINI, A. Bambu como matéria-prima para papel: estudos sobre o emprego de Bambusa vulgaris Schrad, Bambusa vulgaris Schrad var. vittata A & C Riv. e Bambusa oldhami Munro, na produção de celulose sulfato. O Papel, v. 32, n. 2, p. 33-40, 1971b.
D. giganteus	5.46	3.08	1.57	31.06	19.10	10.87	5.66	6.72
D. latiflorus	4.08	2.44	1.35	30.43	17.06	9.88	3.44	6.81
D. strictus	3.56	2.22	1.30	34.21	18.17	7.01	4.33	6.92
Guadua amplexifolia	3.30	1.69	0.64	30.43	14.47	5.72	3.28	5.55	Azzini et al. (1977)AZZINI, A. et al. Densidade básica e dimensões das fibras em bambus do gênero Guadua. Bragantia, v. 36, n. 1, p. I-V, 1977.
G. angustifolia	4.14	1.93	0.56	29.71	16.04	7.30	2.12	6.96
G. spinosa	3.22	1.65	0.53	30.21	14.57	7.23	3.10	5.74
G. superba	4.14	1.94	0.42	25.05	14.22	6.37	2.14	6.04
Ochlandra travancorica	-	2.20	-	-	16.70	-	4.91	6.00	Azzini & Salgado (1982)AZZINI, A.; SALGADO, A. Bambu e suas possibilidades industriais. In: CONGRESSO ANUAL DA ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CELULOSE E PAPEL, 15., 1982, São Paulo. Anais... São Paulo: ABCP, 1982. p. 205-224.

Biomass	C	H	N	O	O/C	Reference
Bambusa vulgaris	49.60	6.10	0.40	44.00	0.89	Macêdo et al. (2014)MACÊDO, L. A. et al. Influência da composição da biomassa no rendimento em condensáveis da torrefação de resíduos vegetais. Pesquisa Florestal Brasileira, v. 34, n. 80, p. 417-424, 2014.
B. vulgaris	46.80	6.38	0.22	46.60	0.99	Rousset et al. (2011)ROUSSET, P. et al. Enhancing the combustible properties of bamboo by torrefaction. Bioresource Technology, v. 102, n. 17, p. 8225-8231, 2011.
Dendrocalamus giganteus	44.26	5.48	0.46	42.66	0.96	Hernández-Mena et al. (2014)HERNÁNDEZ-MENA, L. et al. Slow pyrolysis of bamboo biomass: analysis of biochar properties. Chemical Engineering Transactions, v. 37, n. 1, p. 115-120, 2014.
D. latiflorus	44.22	6.10	0.07	45.63	1.03	Lin et al. (2016)LIN, L. et al. Bamboo-derived fuel from Dendrocalamus latiflorus, Phyllostachys makinoi, and Phyllostachys pubescens waste. BioResources, v. 11, n. 4, p. 8425-8434, 2016.
Phyllostachys makinoi	43.90	6.06	0.06	41.47	0.94
P. pubescens	45.25	5.71	0.08	43.89	0.97

Species	WF (%)	FC (%)	ARI	RI	Reference
Bambusa beecheyana	79.30	20.63	112	3.84	Ciamello & Azzini (1971a)CIARAMELLO, D.; AZZINI, A. Bambu como matéria-prima para papel: III. Estudos sobre o emprego de quatro espécies de Bambusa, na produção de celulose sulfato. Bragantia, v. 30, n. 19, p. 199-213, 1971a.
B. dissimulator	77.81	22.25	153	3.50	Azzini & Ciamello (1971)AZZINI, A.; CIARAMELLO, D. Bambu como matéria-prima para papel: IV. Estudos sobre o emprego de cinco espécies de Bambusa, na produção de celulose sulfato. Bragantia, v. 30, n. 23, p. 305-319, 1971.
B. malingensis	90.20	23.32	140	3.87
B. nutans	71.11	16.32	135	5.13	Ciamello & Azzini (1971a)CIARAMELLO, D.; AZZINI, A. Bambu como matéria-prima para papel: III. Estudos sobre o emprego de quatro espécies de Bambusa, na produção de celulose sulfato. Bragantia, v. 30, n. 19, p. 199-213, 1971a.
B. oldhamii	81.32	18.68	113	4.35	Azzini & Salgado (1982)AZZINI, A.; SALGADO, A. Bambu e suas possibilidades industriais. In: CONGRESSO ANUAL DA ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CELULOSE E PAPEL, 15., 1982, São Paulo. Anais... São Paulo: ABCP, 1982. p. 205-224.
B. stenostachya	81.21	18.71	144	4.34	Ciamello & Azzini (1971a)CIARAMELLO, D.; AZZINI, A. Bambu como matéria-prima para papel: III. Estudos sobre o emprego de quatro espécies de Bambusa, na produção de celulose sulfato. Bragantia, v. 30, n. 19, p. 199-213, 1971a.
B. textilis	82.00	18.00	122	4.56	Azzini & Ciamello (1971)AZZINI, A.; CIARAMELLO, D. Bambu como matéria-prima para papel: IV. Estudos sobre o emprego de cinco espécies de Bambusa, na produção de celulose sulfato. Bragantia, v. 30, n. 23, p. 305-319, 1971.
B. tulda	86.56	13.50	124	6.41	Ciamello & Azzini (1971a)CIARAMELLO, D.; AZZINI, A. Bambu como matéria-prima para papel: III. Estudos sobre o emprego de quatro espécies de Bambusa, na produção de celulose sulfato. Bragantia, v. 30, n. 19, p. 199-213, 1971a.
B. tuldoides	78.97	21.03	104	3.75	Azzini & Ciamello (1971)AZZINI, A.; CIARAMELLO, D. Bambu como matéria-prima para papel: IV. Estudos sobre o emprego de cinco espécies de Bambusa, na produção de celulose sulfato. Bragantia, v. 30, n. 23, p. 305-319, 1971.
B. ventricosa	77.05	23.02	132	3.35
B. vulgaris	71.94	28.06	172	3.15	Guimarães Junior et al. (2010)GUIMARÃES JUNIOR, M. et al. Caracterização anatômica da fibra de bambu (Bambusa vulgaris) visando sua utilização em compósitos poliméricos. Revista Iberoamericana de Polímeros, v. 11, n. 7, p. 442-456, 2010.
B. vulgaris	75.79	24.20	222	3.13	Ciamello & Azzini (1971c)CIARAMELLO, D.; AZZINI, A. Bambu como matéria-prima para papel: V. Estudos sobre o emprego de quatro espécies de Dendrocalamus, na produção de celulose sulfato. Bragantia, v. 30, n. 24, p. 321-336, 1971c.
B. vulgaris var. vittata	78.84	21.16	184	3.73
Dendrocalamus asper ^* * Mean values from two sources.	66.78	33.21	213	2.01	Prates (2013)PRATES, E. M. B. Morfologia externa e anatomia do colmo de Dendrocalamus asper (Poaceae: Bambusoideae) em duas localidades no Distrito Federal, Brasil. 2013. 84 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Florestais) - Universidade de Brasília, Brasília, DF, 2013.
D. asper	77.81	22.19	136	3.51	Ciamello & Azzini (1971b)CIARAMELLO, D.; AZZINI, A. Bambu como matéria-prima para papel: estudos sobre o emprego de Bambusa vulgaris Schrad, Bambusa vulgaris Schrad var. vittata A & C Riv. e Bambusa oldhami Munro, na produção de celulose sulfato. O Papel, v. 32, n. 2, p. 33-40, 1971b.
D. giganteus	70.37	29.63	161	2.37
D. latiflorus	79.84	20.16	143	3.96
D. strictus	76.17	23.83	122	3.20
Guadua amplexifolia	76.71	22.67	117	3.38	Azzini et al. (1977)AZZINI, A. et al. Densidade básica e dimensões das fibras em bambus do gênero Guadua. Bragantia, v. 36, n. 1, p. I-V, 1977.
G. angustifolia	86.78	13.21	120	6.57
G. spinosa	78.79	21.28	113	3.70
G. superba	84.95	15.05	136	5.64
Ochlandra travancorica	71.85	29.40	131	2.44	Azzini & Salgado (1982)AZZINI, A.; SALGADO, A. Bambu e suas possibilidades industriais. In: CONGRESSO ANUAL DA ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CELULOSE E PAPEL, 15., 1982, São Paulo. Anais... São Paulo: ABCP, 1982. p. 205-224.

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[TFN1] ¹
SL: stem length, considering the minimum defined diameter (3 cm); DBH: diameter at breast height; IL: internodes length; NI: number of internodes; SW: saturated weight; DW: dry weight; BD: basic density.

[TFN2] ²
Only useful parts of the bamboo stems, after elimination of branches, pointers and “woody material” up to its first node.

[TFN3] ^*
Stem length without a minimum diameter.