¿Por qué necesita una válvula de seguridad?
Cuando se bombea a las tuberías, el refrigerante tiene una temperatura de aproximadamente +15 ºС, cuando se calienta en la caldera, el agua comienza a calentarse, expandirse, aumentando la presión en la tubería. Esto puede causar soldaduras con fugas, rotura o rotura de los sujetadores de polímero. Esto puede hacer que la caldera explote. En el mejor de los casos, se producirá un cortocircuito de los electrodomésticos de la sala de calderas.
Si aún se puede controlar el grado de transferencia de calor de los dispositivos de gas o de combustible líquido, esto es imposible para los dispositivos de combustible sólido.
En el sistema de portadores de energía líquida, el equipo está instalado con sensores, automatización de seguridad incorporada, que se activa en caso de emergencia y apaga los dispositivos.
Al calentar con madera, carbón, puede intentar regular la fuerza de combustión cerrando la compuerta, pero esto lleva tiempo. El generador de calor es inerte, por lo que el refrigerante se sobrecalienta mucho.
Cuando el horno aún está en la etapa de calentamiento, es suficiente bloquear el suministro de aire para apagar rápidamente la llama. Si la combustión ha calentado la caldera a la temperatura máxima permitida, entonces la combustión se ralentizará y el horno generará mucho calor durante algún tiempo.
Se debe utilizar una válvula de alivio de seguridad para evitar las consecuencias de una acumulación de presión repentina o excesiva. En el momento de sobrecargar el sistema, la persiana se cierra, sacando parte del exceso de vapor al exterior. Tan pronto como el volumen de la carga vuelve a la normalidad, el obturador se cierra y se apaga en previsión del próximo reinicio.
Funciones de la válvula de bypass
Durante el calentamiento del refrigerante, se expande: un aumento natural de volumen conduce a un aumento de la presión en las paredes internas de las tuberías y los dispositivos de calefacción. Superar un cierto valor (normalmente unos 3,5 bar) rompe la estanqueidad de las juntas, lo que provoca rachas y emergencias. Para la descarga oportuna del exceso de agua caliente, es necesario instalar una válvula de seguridad para la caldera de calefacción o, como también se le llama, una válvula de derivación.
Debe realizar las siguientes funciones:
- Elimine el exceso de refrigerante de manera oportuna, mientras reduce la presión dentro del sistema;
- Tener la capacidad de personalizar. En un sistema autónomo de una casa particular, la válvula de seguridad para calefacción debe tener la función de configurar manualmente el valor de presión máximo permitido;
- Fiabilidad operativa. La construcción y el material de fabricación deben garantizar el funcionamiento normal de la válvula de seguridad del sistema de calefacción.
La elección de un modelo específico está influenciada por las características del suministro de calor: el valor de la presión óptima y máxima en las tuberías, la ubicación del tanque de expansión, la longitud de la línea y su tipo (una tubería, dos tuberías o coleccionista). Pero antes de comprar un dispositivo, debe estudiar los parámetros que caracterizan la válvula de seguridad para calefacción: el principio de funcionamiento, diseño e instalación específica.
Tipos de válvulas y cómo funcionan
Cualquier modificación de las válvulas de seguridad en el sistema de calefacción incluye un elemento de cierre y un mecanismo de acción forzada. Según las características de diseño, se distinguen varios tipos de fusibles.
Se clasifican por separado las válvulas para descargar el potencial térmico con un fuelle, un líquido sensible a la temperatura que compensa las caídas de carga. Hay modelos que incluyen un grupo de seguridad en forma de válvula de explosión con una parte responsable de la descarga de aire y un manómetro.
La válvula de alivio de retención para el diseño de calefacción puede ser de resorte o gravitacional. Debido a los mecanismos incorporados, el contactor se mantiene cerrado, lo que asegura el movimiento del flujo de refrigerante en una dirección.
Los cierres son de doble hoja, pétalo, disco, presionando contra el sillín, buje, otra base principal. Es necesario conseguir una contraventana sellada.
Vista interior
El principio de funcionamiento del fusible radica en el hecho de que en el estado normal, la capa de diafragma fijada entre el vástago y el resorte se adhiere firmemente al asiento, cerrando herméticamente la salida. En el caso de que el refrigerante hierva, se observa la expansión del líquido, la carga dentro del sistema aumenta, pero es parcialmente regulada por el expansor.
En el nivel de carga máximo permitido, el resorte se comprime fuertemente, liberando el diafragma, que inmediatamente abre el paso.
La tapa se eleva para liberar tanto vapor caliente como sea necesario para estabilizar el equipo.
Cuando el trabajo se normaliza, el resorte vuelve a su posición original, la membrana cierra herméticamente el orificio de liberación, la tapa vuelve a su lugar.
Si el propietario está cerca de los instrumentos, puede realizar un reinicio de emergencia con sus propias manos girando la manija superior.
Al presionar el método
Cuando se calienta una casa privada, apartamento o local industrial donde se utiliza equipo de baja potencia, a menudo se elige una válvula de resorte para el alivio de emergencia del exceso de presión de agua para el sistema de calefacción.
Son modelos simples, compactos, económicos pero confiables que se pueden combinar con otros equipos por seguridad.
La relación de compresión del resorte está relacionada con el parámetro de carga al que se acciona la válvula. La elasticidad del resorte afecta el rango de fraguado.
El principio de funcionamiento del dispositivo: una corriente de agua ejerce presión sobre el obturador, a medida que se intensifica, el grado de compresión del resorte aumenta considerablemente. A partir de esto, la varilla del carrete se eleva, liberando el exceso de vapor y el volumen de fluido en línea se estabiliza. Mientras tanto, el resorte devuelve la unidad a su estado original.
Las modificaciones de resorte están hechas de latón de alta resistencia, se utilizan tecnologías de estampado en caliente. El resorte en sí es de acero y la membrana, los sellos y el mango son de polímero.
Puede elegir modelos con ajustes de fábrica o aquellos que necesiten personalizarse individualmente durante la instalación.
Fusible de palanca
Los dispositivos de seguridad de palanca se utilizan con menos frecuencia, ya que la elevación del vástago proporciona un peso suspendido externo que se mueve a lo largo de toda la palanca, regulando el grado de presión del vástago contra el asiento.
Por el grado de apertura de la persiana
Las válvulas de baja elevación asumen una elevación de la válvula de no más de 0,05 veces el diámetro del asiento: el mecanismo de apertura es totalmente proporcional.
El producto se caracteriza por un bajo rendimiento y un diseño primitivo. El fusible se instala en instalaciones con medio líquido.
Modificación de elevación completa
La variación de elevación completa contribuye a la elevación máxima permitida de la compuerta, lo que mejora el rendimiento ya que se descarga una gran cantidad de vapor a la vez.
Por velocidad de respuesta
La válvula de seguridad proporcional para el alivio urgente del exceso de presión del agua en el sistema de calefacción asume que la válvula sube gradualmente, según el grado de carga interna. A medida que sube la compuerta, el volumen del vapor liberado aumenta suavemente. Dichas instalaciones se pueden usar con cualquier tipo de caldera, pero la mayoría de las veces se instalan en sistemas con agua u otro líquido.
Las válvulas de encendido / apagado funcionan instantáneamente y se abren completamente cuando aumenta la presión. Se recomienda colocar dichos dispositivos en un entorno comprimible.La principal desventaja del elemento de seguridad es la presencia de auto-oscilaciones del perno.
Válvula de encendido
La instalación de válvulas de encendido y apagado debe realizarse teniendo en cuenta la descarga de una gran cantidad de agua con una apertura repentina. Resulta una liberación de presión muy rápida, cerrando el obturador, como resultado, un golpe de ariete, que está ausente en los fusibles proporcionales.
Puede obtener más información sobre el dispositivo de válvula, el principio de su funcionamiento, en el siguiente video:
Operación y regulación de válvulas de seguridad
Además de mantener las holguras de válvulas especificadas por el fabricante, se debe tener cuidado para asegurar que todas las partes de trabajo estén alineadas y sean fácilmente móviles. La deformación del vástago es una causa común de que la válvula se atasque durante el funcionamiento.
Al inspeccionar y desmontar válvulas de seguridad, todas las partes y partes están marcadas para colocarlas en su lugar. Mantenga limpias las aberturas de drenaje de condensado para evitar golpes de ariete.
Antes de ajustar las válvulas de seguridad de cualquier caldera, asegúrese de que el manómetro de la caldera sea exacto. Es aconsejable tener dos manómetros de funcionamiento paralelos durante la regulación.
Las válvulas de seguridad deben ajustarse para explotar: en calderas con una presión de vapor de trabajo de menos de 1 MPa por 1.05 P de vapor de operación, y en calderas con una presión de vapor de trabajo de más de 1 MPa por 1.03 P de vapor de trabajo. La presión máxima de vapor cuando funciona la válvula de seguridad no debe exceder más del 10% de la presión de vapor de trabajo.
Después de la detonación, las válvulas de seguridad de las calderas auxiliares para fines críticos deben detener completamente la salida de vapor cuando la presión en la caldera cae al menos 0,85 de la presión de funcionamiento.
En la actualidad, de acuerdo con las reglas de las sociedades de clasificación, las válvulas de seguridad de las calderas de circulación forzada deben tener tubos de salida separados. Además, para las calderas de recuperación de calor residual que pueden operar con circulación forzada, se recomienda utilizar válvulas de seguridad de acción directa, que no requieren un mantenimiento preciso de las holguras para un funcionamiento confiable.
Las válvulas de seguridad del sobrecalentador generalmente se controlan a una presión más baja que las válvulas del colector de vapor para que el vapor de enfriamiento fluya constantemente a través del sobrecalentador. De lo contrario, el movimiento del vapor en el sobrecalentador puede detenerse debido al levantamiento de las válvulas del tambor de vapor de la caldera cuando las válvulas de seguridad del sobrecalentador están cerradas.
Regulación de válvulas de seguridad de una caldera de doble circuito.
Las válvulas de seguridad se controlan de la misma forma que las válvulas de las calderas tubulares de agua convencionales.
La regulación de las válvulas de seguridad del circuito primario tiene sus propias características. En ausencia de las instrucciones del fabricante de la caldera para mantener la presión de vapor requerida para regular las válvulas de seguridad del circuito primario, se debe hacer lo siguiente:
- para reducir el nivel de agua en el colector del segundo circuito hasta el borde inferior de los elementos generadores de vapor de manera que los elementos generadores de vapor no puedan transferir calor al agua del segundo circuito;
- establecer el nivel normal de agua en el tambor de vapor del circuito primario;
- para elevar la presión del vapor (desde el estado frío) al máximo de funcionamiento en 2 horas, y en el período inicial hasta que se alcance la presión de 1,5 MPa, la intensidad de combustión debe ser mínima;
- deje de arder inmediatamente al levantar las válvulas de seguridad. Regular las válvulas encendiendo periódicamente las boquillas de la caldera, evitando pérdidas excesivas de destilado;
- ajustar el sistema de protección de la caldera para la presión del vapor (debe detener el suministro de combustible a una presión de vapor 0,1 MPa menor que la presión a la que se ajustan las válvulas de seguridad);
- En ningún caso se debe alimentar el colector caliente del circuito secundario con agua fría, que puede provocar grietas.
Para asegurar el funcionamiento de economizadores o calderas con circulación forzada, en modo no vapor, se acostumbra regular sus válvulas de seguridad a una presión ligeramente superior a las válvulas de la caldera o colector de vapor al que están conectadas.
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Características de las válvulas de emergencia de tres vías
Las válvulas de seguridad de tres vías para la construcción de calefacción se utilizan en sistemas de calefacción a bajas temperaturas en el circuito.
El diseño prevé la presencia de tres orificios, donde uno es de entrada y los otros dos son de salida. Los flujos internos se controlan mediante una válvula de bola o de vástago, y la distribución del fluido se realiza mediante rotaciones.
La válvula es responsable de asegurar que todas las áreas del circuito estén delimitadas, la densidad de flujo se distribuya uniformemente en todas las zonas, la temperatura se normalice.
Válvula de tres vías
Si hay un sistema de calefacción por suelo radiante, no se debe permitir un flujo demasiado caliente a lo largo del circuito del piso; será necesario mezclarlo con el líquido enfriado, que proporciona un modelo de tres vías.
El trabajo se realiza bajo el control de un sensor de temperatura, que se coloca en un circuito de baja temperatura. Luego, en caso de desviaciones, se acciona un mecanismo de obturación, admitiendo o restringiendo la salida de líquido por las tuberías de retorno.
Apéndice A. Cálculo de la capacidad de la válvula
(obligatorio) Cálculo de la capacidad de la válvula
En este anexo, se adoptan los siguientes símbolos: GRAMO - rendimiento de la válvula, kg / h; EN 1 - coeficiente que tiene en cuenta las propiedades fisicoquímicas del vapor de agua en los parámetros de funcionamiento delante de la válvula; A LAS 2 - coeficiente teniendo en cuenta la relación de presión delante y detrás de la válvula; A LAS 3 - coeficiente que tiene en cuenta las propiedades físicas y químicas de los gases y vapores en los parámetros operativos; A LAS 4 - coeficiente de compresibilidad del gas real; F - área de sección de la válvula igual al área de sección más pequeña en la trayectoria de flujo del asiento, mm2; α1 - el coeficiente de flujo correspondiente al área F para medios gaseosos; α2 Es el coeficiente de flujo correspondiente al área F para medios líquidos; Р1 - la mayor sobrepresión delante de la válvula (sobrepresión antes de la válvula, igual a la presión de apertura total), MPa (kgf / cm2); P2 - la sobrepresión más alta aguas abajo de la válvula (sobrepresión aguas abajo de la válvula en su posición completamente abierta), MPa (kgf / cm2); ρ - densidad de vapor, gas o líquido frente a la válvula en los parámetros P1 y T1, kg / m3; R - constante de gas; T1 - temperatura del medio de trabajo delante de la válvula a una presión de P1, K; k Es el exponente adiabático; V1 - volumen específico de vapor delante de la válvula en los parámetros P1 y T1, m3 / kg; β - proporción de presión; βcr - relación de presión crítica. A.2 El rendimiento de la válvula de seguridad debe calcularse utilizando las fórmulas: para vapor de agua:
- para presión en MPa, - para presión en kgf / cm2;
para otros vapores y gases:
- para presión en MPa, - para presión en kgf / cm2;
para líquidos:
- para presión en MPa,
- para presión en kgf / cm2;
donde ρ se determina mediante tablas o diagramas de estado; la densidad del gas real también se calcula mediante las fórmulas:
- para presión en MPa; - para presión en kgf / cm2;
R - determinado de acuerdo con la Tabla A.1; B4 - determinado de acuerdo con la tabla A.2 (para gas ideal B4 = 1); B1 - determinado según la tabla A.3 para vapor de agua saturado y según la tabla A.4 para vapor de agua sobrecalentado o calculado mediante las fórmulas:
- para presión en MPa;
- para presión en kgf / cm2;
B2 - determinado de acuerdo con la Tabla A.5 dependiendo de k y β; B2 = 1 en β ≤ βcr, donde - para presión en MPa,
- para presión en kgf / cm2,
βcr - determinado de acuerdo con la Tabla A.1 o calculado por la fórmula:
;
B3 - seleccionado de acuerdo con las tablas A.1 y A.6 o calculado por las fórmulas: para presión en MPa:
- en β ≤ βcr;
- en β ≥ βcr;
para presión en kgf / cm2;
Cómo funciona la válvula en conjunto con un tanque de expansión
El dispositivo de expansión realiza comprobaciones periódicas, pero no protege contra averías en situaciones de emergencia. A veces, el tanque no puede funcionar correctamente porque no hay aire en el interior.
El tanque no es capaz de reemplazar la válvula de explosión para proteger la caldera o viceversa. Cada uno de los elementos tiene su propio umbral de impacto en el sistema, por lo que uno de ellos no se puede utilizar en lugar del otro.
Ejemplo de equipamiento para un nodo de seguridad
La unidad de expansión puede aceptar temporalmente pequeñas cantidades de exceso, pero con una gran entrada de exceso de vapor a través de varias descargas, la estanqueidad del dispositivo se rompe y aparece una fuga constante.
La parte de seguridad solo es necesaria para emergencias cuando el sistema está sometido a una tensión extrema. Una vez que la presión ha vuelto a la normalidad, es necesario tomar medidas para eliminar las causas de tal salto.
Ambos dispositivos protegen las tuberías y la sala de calderas en caso de caídas bruscas de presión.
Requisitos para válvulas de alivio de acción directa
5.1. Las válvulas de palanca solo se pueden instalar en recipientes estacionarios. 5.2. El diseño de la válvula de carga y de resorte debería prever un dispositivo para comprobar el funcionamiento correcto de la válvula en condiciones de funcionamiento abriéndola a la fuerza durante el funcionamiento del buque. La apertura forzada debe garantizarse a una presión igual al 80% de la presión de ajuste. Se permite instalar válvulas sin dispositivos de apertura forzada, si es inaceptable por las propiedades del ambiente de trabajo (nocivo, explosivo, etc.) o según las condiciones del proceso de trabajo. En este caso, las válvulas deben revisarse periódicamente dentro de los plazos establecidos por la normativa tecnológica, pero al menos una vez cada 6 meses, siempre que se excluya la posibilidad de congelación, pegado, polimerización u obstrucción de la válvula por el medio de trabajo. 5.3. Los resortes de válvula deben protegerse del calentamiento (enfriamiento) no permitido y de la acción directa del medio de trabajo, si tiene un efecto nocivo sobre el material del resorte. 5.4. El peso de la carga y la longitud de la palanca de la válvula de peso de palanca deben seleccionarse de modo que la carga esté al final de la palanca. La relación de los brazos de palanca no debe exceder 10: 1. Cuando se usa una carga suspendida, su conexión debe ser de una pieza. El peso de la carga no debe superar los 60 kg y está indicado (estampado o fundido) en la superficie de la carga. 5.5. Debe ser posible eliminar el condensado de los lugares de su acumulación en el cuerpo de la válvula y en las tuberías de salida.
Cuando se activa la válvula
Situaciones en las que se produce una liberación de presión de emergencia:
- Hay poco refrigerante en la tubería.
- Error de llenado automático.
- La ausencia del tanque de expansión o su superposición. También afecta mucho la presión arterial.
- Avería de equipos, falta de aire en su segmento superior agrava la situación.
Funcionalidad de la válvula
Cuando la caldera funciona a una potencia muy alta, se produce una gran cantidad de vapor, que es imposible de manejar incluso con el expansor más confiable.
Cuando se necesita protección
Al instalar el equipo, es mejor instalar inmediatamente una válvula independiente.
Es necesario instalar un dispositivo en el sistema de suministro de agua caliente si el agua no se calienta mediante el método de flujo, sino desde la caldera de calefacción.
Los circuitos cerrados separados calentados por un intercambiador de calor u otra fuente de calor también se fusionan.
La válvula se necesita en varias conexiones hidráulicas que funcionan bajo presión o con una bomba de compresor.
Instalación de la válvula en el sistema de calefacción.
La válvula de seguridad se coloca inmediatamente detrás de la salida de la caldera (es suficiente para retroceder 20-30 cm). Se requiere un manómetro para control visual, monitoreando el estado del sistema.
No coloque válvulas de cierre, válvulas de compuerta o dispositivos de cierre entre la válvula y la fuente de calor principal.
Dónde está la válvula
Para eliminar el exceso de agua a través de la salida, instale una tubería de drenaje especial conectada a la alcantarilla o la línea de retorno de la tubería.
Si se instala un sistema gravitacional de tipo cerrado, entonces el fusible se coloca en el punto más alto.
Recomendaciones de selección
Las válvulas de alivio de emergencia de calidad rara vez son baratas, ya que están hechas de bronce, latón o acero inoxidable. Lo principal es ver que existe una relación calidad-precio normal.
Se permite la selección de la opción más simple, que cuesta poco, pero es problemático verificarla regularmente.
Aumenta los costos, pero mejora el indicador de desempeño de seguridad para ayudar a monitorear el estado del equipo.
Una válvula de fuelle ayudará a que un pequeño sistema de calefacción sea autónomo.
Es importante que el mecanismo principal sea lo suficientemente confiable, pero no muy elástico, y que el ajuste sea cómodo. Es necesario verificar inmediatamente la correspondencia del diámetro del fusible y la tubería que proviene de la caldera, para que no tenga que cambiar la pieza.
Si las tuberías son de pequeño diámetro, entonces será suficiente el equipo de bola o de asiento. La válvula de gravedad se monta solo en posición horizontal y el obturador principal siempre es de tipo pétalo.
Es necesario instalar varias salidas de aire si se utiliza una caldera o un elevador. Con un tipo de calefacción por agua, se coloca un expansor en el punto más alto, que reemplaza varias salidas de aire. Pero esta opción complica el mantenimiento y ocupa mucho espacio.
Los accesorios de control se seleccionan en función del grado de comodidad que se espera, cuál es la vida útil esperada de la calefacción. Cuando se establece en el ajuste mínimo, el nivel de ruido se reduce y en una situación de calentamiento por agua, se evita la oxidación. Los elementos de la armadura reducen la carga, aumentan los valores de los recursos de la bomba de circulación.
Cuando el refrigerante es aceite, o la calefacción funciona bien, se instala una válvula de derivación que funciona constantemente, proporcionando de manera confiable el nivel de protección requerido.
La válvula de seguridad para la caldera está equipada con una marca numérica especial con las letras atm, que indica cuánta presión puede soportar un producto en particular para funcionar correctamente.
La presión de ajuste habitual para un fusible doméstico es de 3 atm. La precarga es de solo 1,5 atm y la presión de trabajo a temperaturas máximas alcanza los 2,5 atm. Esto significa que cuando se superan los parámetros indicados, la situación se convierte en emergencia y la válvula debe activarse.
Para productos de calidad, el indicador de resistencia mínima es de 4 atm, a veces se excede cuando se vierte manualmente líquido de calentamiento.
La válvula de control de seguridad estabiliza todo el sistema a un nivel seguro.
El modelo de reducción normaliza la fuerza de la entrada de refrigerante ajustando la sección interna de la parte de entrada de la tubería.
La variación del peso de la palanca asume la aplicación para tuberías grandes con una gran sección transversal, incluye un carrete que abre la válvula de cierre. El mecanismo se activa cuando el nivel de presión excede el peso de los pesos unidos al mango.
En sistemas cerrados, a veces se instala una válvula de presión, cuyo grado de funcionamiento se ajusta manualmente. Con la ayuda de un cabezal térmico ajustable y una acción mecánica sobre él, es muy conveniente ajustar el funcionamiento a través del servodrive.
El producto de derivación reduce la carga del refrigerante y estabiliza la función de calentamiento. Se instala en lugar de una válvula de alivio: se inyecta temperatura en la tubería de retorno, luego de lo cual la parte sobrante del líquido regresa a la línea común. La presión ahora está regulada.
La pieza está ubicada detrás de la bomba de circulación, conectada simultáneamente a las tuberías de suministro y retorno.
Conclusiones y video útil sobre el tema.
Cómo funciona la válvula de seguridad y en qué consiste:
Válvula de emergencia en el grupo de seguridad:
Para obtener más información sobre cómo seleccionar e instalar la válvula de seguridad óptima:
Una válvula de seguridad es un equipo simple y confiable que le permitirá proteger su hogar de emergencias imprevistas que ocurren en los sistemas de calefacción. Para hacer esto, es suficiente elegir un dispositivo de alta calidad con los parámetros adecuados y luego realizar su configuración e instalación competentes.
¿Está buscando una válvula de seguridad adecuada para su sistema de calefacción? ¿Quizás todavía tiene preguntas, cuyas respuestas no encontró en el material anterior? Pregunte a nuestros expertos dejando un comentario debajo del artículo.
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Primero, propongo entender: ¿qué es una válvula de seguridad, para qué sirve y por qué debería seleccionarse? ¿Quizás deberías tomar el más hermoso e instalarlo?
Una válvula de seguridad (definición de GOST R 52720) es una válvula de tubería que protege (de hecho, por eso es una válvula de seguridad) el equipo si la presión sube repentinamente allí (no la necesitamos, alta presión). Lo hace abriendo en el momento adecuado (de hecho, por eso es una válvula) y liberando esa presión "innecesaria", y luego se cerrará en el momento adecuado. (presión de cierre). ¿Como sucedió esto? No hay magia aquí. La válvula contiene un resorte que, durante el funcionamiento normal, (presión de trabajo antes de la válvula) cierra el pasaje con su poder (el carrete se presiona firmemente contra el asiento), y no se tira nada en ningún lado. Pero si de repente la presión comienza a subir, el resorte ya no tiene la fuerza suficiente para sostenerlo y la válvula se abre. (presión inicial de apertura), la presión se libera.