O viscosímetro de Krebs, também chamado de viscosímetro Stormer, é um viscosímetro rotacional projetado especificamente para medir a viscosidade em "Unidades Krebs" (KU) de tintas, revestimentos, adesivos, vernizes e outros materiais com alto teor de sólidos. Foi padronizado pela norma ASTM D562 e é o padrão da indústria para tintas arquitetônicas. A Caltech India oferece dois modelos: o viscosímetro de Krebs CES 370 e o viscosímetro de Krebs CES 371 .
1. Princípio Básico
O viscosímetro opera com base no princípio de um torque constante que aciona uma pá a uma velocidade constante, medindo a resistência do fluido. Ao contrário dos viscosímetros que medem o torque em velocidades definidas, o viscosímetro de Krebs/Stormer mede a velocidade necessária para manter um torque de acionamento fixo. A pá é imersa na amostra e girada por um peso em queda ou por um motor com mola. A viscosidade do fluido cria resistência na pá. Quanto mais viscoso o material, mais lentamente a pá gira. O resultado é expresso em Unidades Krebs (KU), gramas ou centipoise (cP) após conversão.
2. Construção Mecânica
Um viscosímetro de Krebs padrão consiste em:
- Sistema de acionamento: Existem dois tipos principais.
- Acionamento por peso: Um peso de 500g cai e aciona o eixo através de um sistema de polias. Este é o design clássico do "Stormer".
- Acionado por motor: Um motor síncrono fornece torque constante. As versões digitais usam uma célula de carga para medir o torque a 200 RPM.
- Pá de Medição: A pá padrão é uma pá em forma de T ou de 4 lâminas, feita de aço inoxidável. Dimensões conforme ASTM D562: comprimento da lâmina 3.5 cm, largura da lâmina 0.75 cm, espessura 0.020 mm. A pá é fixada a um eixo que gira dentro da amostra.
- Recipiente para amostra: Uma lata de metal ou plástico de 500 mL, geralmente com 3.25 cm de diâmetro x 4.25 cm de altura. A lata fica em um suporte para evitar rotação.
- Sensor de velocidade/cronômetro: Em unidades manuais, um cronômetro mede o tempo para 100 rotações. Em unidades digitais, um codificador óptico mede diretamente as RPM.
- Controle de temperatura: A viscosidade depende da temperatura. A maioria dos laboratórios utiliza um banho-maria a 25°C ±0.5°C ou um copo de amostra com camisa de aquecimento.
3. Especificações Técnicas
| Parâmetro | Valor típico |
| Faixa de Medição | 40 KU a 141 KU, aproximadamente 0.1 a 100 Pa·s |
| Agilidade (Speed) | 200 RPM nominais para unidades digitais. |
| Torque | 54.9 mN·m constante para unidades acionadas por peso |
| Tipo de remo | Barra em T, 4 lâminas conforme ASTM D562 |
| Volume da amostra | 400ml a 500ml |
| Precisão | ±2% da leitura ou ±0.5 KU |
| Repetibilidade | ±0.5 KU |
| Temperatura de Operação | Temperatura ambiente de 5°C a 40°C, amostra a 25°C (padrão). |
4. Procedimento de teste conforme ASTM D562
- Leve a amostra a 25°C.
- Despeje 400 mL no recipiente de teste e coloque-o no viscosímetro.
- Mergulhe o remo até a profundidade marcada, normalmente 1.25 polegadas a partir do fundo.
- Inicie a rotação. Para unidades manuais, cronometre 100 rotações. Para unidades digitais, leia o KU imediatamente após a estabilização.
- O relatório deve ser apresentado em KU a 25°C. As tabelas de conversão convertem KU em cP ou Pa·s, embora a conversão não seja linear porque o fluxo não é puramente newtoniano.
5. Por que usar unidades de Krebs para tintas?
As tintas arquitetônicas são não newtonianas e apresentam comportamento pseudoplástico. O medidor de Krebs mede a viscosidade em taxas de cisalhamento baixas a médias, simulando a aplicação com pincel ou rolo. Valores entre 70 e 80 KU são típicos para tintas de parede. Abaixo de 60 KU, a tinta fica muito fluida e escorre. Acima de 90 KU, fica muito espessa e difícil de aplicar. A geometria da pá cria um amplo espaço e um fluxo turbulento, sendo menos sensível ao tamanho das partículas do que as geometrias de cone-placa. Isso a torna robusta para sistemas pigmentados.
6. Vantagens e Limitações
- Leitura direta em unidades KU padrão da indústria
- Robusto, simples e rápido — 30 segundos por teste
- Funciona bem com revestimentos de alto teor de sólidos e alta viscosidade.
- Versões com corpo de vidro disponíveis para resistência a solventes.
- Limitações:
- Não é adequado para líquidos de baixa viscosidade (<50 cP) — baixa precisão.
- Materiais não newtonianos exigem relatórios em taxas de cisalhamento específicas.
- A taxa de cisalhamento não está bem definida, portanto não é adequada para reologia fundamental.
- A limpeza é fundamental — tinta seca na pá causa erros.
7. Versões Modernas
Os viscosímetros digitais Stormer agora oferecem leituras diretas de KU, cP e RPM, registro de dados e compensação automática de temperatura. Alguns modelos também permitem velocidade variável para gerar curvas de fluxo.
Resumo:
O viscosímetro de Krebs/Stormer continua sendo a ferramenta essencial para o controle de qualidade na indústria de tintas, pois apresenta boa correlação com as propriedades de aplicação. Ele sacrifica a precisão reológica fundamental em prol de velocidade, robustez e correlação direta com a experiência do pintor com o material.
Detalhes estão disponíveis em Caltechindia, que oferece dois modelos de viscosímetro Krebs: o CES 370 e o modelo avançado CES 371, ambos com acoplamento magnético do fuso para alta precisão, display LCD e sensor integrado para medições de temperatura.
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