Estos dispositivos son medidores de flujo volumétrico de gases, se encuentran conectados directamente a los tanques de gases después de los respectivos manómetros. Tienen la capacidad de medir flujo de gases entre 0.1 y 100 L min-1 de los gases mencionados en la sección anterior. son instrumentos que fueron calibrados por el fabricante y se cuenta con su certificado de calibración. Estos son de tipo digital y muestran la lectura de velocidad de flujo en una pantalla en el mismo dispositivo y puede transferir los valores a un registrador de datos mediante una conexión RS-232.

El generador de ozono instalado para uso en el AC-OFR es un equipo basado en la descarga corona. La descarga corona consiste en una malla cilíndrica y conductora de la electricidad. Un alto voltaje se hace pasar a través de la malla en cuyo centro atraviesa un flujo continuo de oxígeno o aire. El alto voltaje de la descarga corona provoca la fotólisis del oxígeno dando lugar a la formación de ozono, especie que después es dirigida al flujo de entrada del AC-OFR. La concentración de ozono generada depende de la velocidad de flujo de oxígeno o aire precursor y del voltaje aplicado. El generador de ozono cuenta con un regulador manual de perilla que regula el voltaje y por consecuencia la cantidad de ozono generada. La perilla se debe mantener en su valor mínimo, ya que bajo las condiciones de operación del AC-OFR es suficiente para generar concentraciones entre 5 y 30 ppm del oxidante.

El generador de aerosol o atomizador es un instrumento que dirige el flujo de un gas que ejerce presión sobre un líquido, usualmente una disolución acuosa de la sustancia de la cual se requieren generar partículas. El flujo de la disolución pasa por un orificio crítico y forma gotas finas que en mezcla con gases forma al aerosol. Posteriormente, el flujo de aerosol viaja a través de un desecador que elimina el disolvente de las partículas. Un esquema del funcionamiento de un generador de aerosol se muestra en la Figura 7 (TSI, 2025c).

El clasificador electrostático de partículas mide el tamaño de partícula en un intervalo de 10 a 1000 nm de diámetro. Se basa en la medición de la relación de movilidad eléctrica de partículas con carga simple. Un clasificador electrostático de partículas consta de una fuente radioactiva de 85Kr que genera y neutraliza las cargas de las partículas para producir aquellas con carga +1. También cuenta con un analizador de movilidad diferencial (DMA, por sus siglas en inglés) el cual consta de dos electrodos y una trayectoria de flujo en la que se mueven las partículas. Cuando se aplica un voltaje, las partículas cargadas se desvían de la trayectoria recta en el campo eléctrico resultante y se clasifican en función de su movilidad eléctrica. El acoplamiento de un clasificador electrostático y un CPC permite determinar la distribución del tamaño de partículas y se le conoce como Analizador del tamaño de partículas por movilidad de barrido (SMPS, por sus siglas en inglés) (TSI, 20255b).

Hay dos versiones del AC-OFR que se observan en la Figura 7. El SAC-OFR y el BAC-OFR, el primero tiene un volumen de 1.15 L mientras que el segundo es de 4.05 L. Consisten en un cilindro de teflón con uno de sus extremos cónico. Este último tiene una única entrada que es la alimentación del reactor, todas las especies gaseosas y/o particuladas entran mezcladas por esta abertura. El orificio de entrada es de 4 mm de diámetro. En el centro del reactor por la parte exterior se encuentra un cilindro de acrílico que se comunica con el interior del reactor. En este orificio se ubica un disco de cuarzo ultrapuro transparente a la radiación UV. Es a través de este canal que se instala el sensor de radiación UV, cuyo cable es conectado al instrumento registrador (el de color naranja en la Figura 7). La salida del AC-OFR es cilíndrica, pero contiene un cilindro de cuarzo ultrapuro en su centro donde se aloja una lámpara UV (Figura 7 derecha). En la salida se ubican las conexiones de cuatro tubos de 4 mm de diámetro. Cada canal de salida se comunica con un instrumento de medición diferente. En particular, los instrumentos que deben ser conectados son: Contador de partículas (CPC), monitor de ozono, monitor de dióxido de azufre y el espectrómetro de masas de aerosoles.

Adicionalmente, el AC-OFR cuenta con un sensor de humedad relativa, temperatura y presión, el cual puede ser posicionado en cualquiera de las cuatro saldas del reactor. Este sensor es colocado en un recipiente que comunica una de las salidas del reactor con cualquiera de los instrumentos de medición. Este sensor es controlado por una placa de tipo Arduino. El código de programación para la operación de este multisensor se describe en el Anexo I.

Existen diversas metodologías para determinar la concentración de especies gaseosas a través de métodos continuos (medición en tiempo real). Estos métodos aprovechan propiedades fisicoquímicas de las especies gaseosas para relacionarlas con su concentración por volumen de aire. En el caso particular de los monitores de ozono y dióxido de azufre gaseosos, los instrumentos operan bajo el principio de absorción en el ultravioleta (UV) y fluorescencia, respectivamente. 

Brevemente, una lámpara UV genera radiación con un pico de longitud de onda de 254 nm, cuyo haz es enviado a una celda por donde el gas muestreado fluye continuamente. El ozono presente en la muestra absorbe una proporción de la radiación UV emitida. Una válvula de tres vías es encargada de muestrear la entrada de gas de manera directa o el flujo proveniente de un destructor de ozono. Dicha válvula intercambia la fuente de gas muestreado cada 30 s. La diferencia de radiación UV entre las señales del gas muestreado y el gas filtrado con el destructor de ozono determina la concentración de ozono con respecto al volumen de aire muestreado.

El monitor de dióxido de azufre (SO2) tiene el mismo arreglo mostrado en la Figura 8, con la diferencia de que el detector determina la emisión de fotones generados por el dióxido de azufre después de la absorción de radiación UV. En este caso, no se requiere de un destructor del gas porque el mismo genera fotones en una longitud de onda diferente a la emitida por la lámpara y dicha señal puede ser medida de manera directa.

El contador de partículas por condensación (CPC) es un equipo capaz de detectar partículas presentes en el aire de hasta 5 nm de diámetro, utilizando tecnología avanzada de conteo de partículas por condensación de agua. Cuenta con una velocidad de flujo de muestra de 0.6 L min-1, lo que hace fácil la medición de concentraciones altas (250,000 partículas cm-3) y bajas de partículas (<10 partículas cm-3). Un CPC utiliza la condensación de agua alrededor de las partículas que son de un tamaño muy pequeño para dispersar suficiente luz para ser detectables mediante un detector óptico, usualmente láser. El proceso puede resumirse en las etapas mostradas en la Figura 9 (TSI, 2025a).

El Monitor de la especiación química de aerosoles (ACSM por sus siglas en inglés, Aerosol Chemical Speciation Monitor) es un instrumento diseñado para realizar mediciones en tiempo real de la composición química de aerosoles en la atmósfera. Este instrumento permite cuantificar y caracterizar las fracciones no refractarias de aerosoles de partículas finas (PM₁ o PM₂.₅), incluyendo nitratos (NO₃⁻), sulfatos (SO₄²⁻), amonio (NH₄⁺), cloruros (Cl⁻) y materia orgánica (MO), proporcionando datos continuos sobre las dinámicas y transformaciones de aerosoles en la atmósfera. el principio de operación del aCSM se describe brevemente a continuación, además, en la Figura 10 se muestra un esquema del funcionamiento del instrumento.

La muestra en aerosol se introduce a través de una línea de muestreo que incluye un impactador para seleccionar partículas finas por tamaño (generalmente PM₁ o PM₂.₅). El aire se deseca mediante un desecador Nafion para eliminar la humedad y evitar la interferencia de la condensación. Posteriormente, las partículas seleccionadas impactan sobre un cono de tungsteno para la vaporización de los componentes de las partículas (~600°C). La vaporización permite que los compuestos volátiles y semivolátiles presentes en las partículas pasen a fase gaseosa.

Después, los vapores son ionizados mediante un haz de electrones generado por una fuente de ionización por impacto electrónico (70 eV). Los iones generados son dirigidos hacia un espectrómetro de masas de cuadrupolo, donde son separados de acuerdo con su relación masa/carga (m/z). La señal generada se convierte en datos de concentración química para cada especie analizada. Finalmente, los datos de concentración se procesan mediante un software especializado que realiza la calibración y el análisis cuantitativo.

El ACSM proporciona datos continuos con alta resolución temporal (cada pocos minutos), permitiendo el estudio de la evolución temporal de la composición química de los aerosoles.