Satisfazer as necessidades alimentares de uma população mundial em crescimento está se tornando cada vez mais difícil. Apesar da necessidade adicional de alimento estima-se que entre 50 a 60% dos grãos é perdida após a colheita, a um custo de cerca de US$ 1 trilhão por ano.

Insetos e fungos podem crescer em grãos armazenados, e a sua capacidade para florescer depende da temperatura e da umidade do grão armazenado.

A presença de mofo é a causa mais comum de deterioração de grãos e pode causar mudanças na aparência e na qualidade. Alguns bolores podem libertar substâncias químicas tóxicas chamadas micotoxinas que podem suprimir o sistema imune, reduzir a absorção de nutrientes, causar cancro, e até mesmo ser letais em doses elevadas. Por isso, é extremamente importante evitar a presença de micotoxinas em produtos alimentares.

Os agricultores são aconselhados a verificar semanalmente o depósito de grãos para detectar sinais de deterioração. Tradicionalmente, os grãos são verificados visualmente e pelo odor. Amostragem de grãos pode permitir a detecção precoce de insetos e fungos, mas estes métodos podem ser tediosos, demorados e acima de tudo inseguros.

Métodos rápidos e simples são necessários para a detecção precoce de deterioração e para evitar perdas de grãos.

Quando bolores e insetos crescem, e respiram, eles produzem CO2 , umidade e calor. Sensores de temperatura podem detectar aumentos na temperatura causada pelo crescimento de fungos ou infestação de insetos, que por conseguinte, indica a presença de deterioração dos grãos. No entanto, eles não são capazes de detectar aumentos de temperatura causadas por infestação, a menos que a infestação ocorra a poucos metros dos sensores.

O monitoramento de CO2 pode ser utilizado para a detecção precoce de deterioração nos grãos armazenados, bem como monitorar a qualidade de grãos armazenados. Um armazenamento de grãos, confiável, normamente apresenta concentrações de CO2 de 600 ppm, enquanto que as concentrações de 600-1500 ppm indicam o aparecimento de crescimento de bolores. Concentrações de CO2 acima de 1.500 ppm indicam a infestação grave e podendo representar a presença de micotoxinas.

O monitoramento de CO2 pode ser facilmente realizado, de forma rápida e pode detectar infestações por 3 a 5 semanas mais cedo, quando comparado ao método de monitoramento de temperatura.

Uma vez que a deterioração é detectada, o gestor do depósito de armazenamento pode resolver o problema arejando o ambiente, transformar, ou vender os grãos armazenados. Além disso, o monitoramento de CO2 pode ajudar na decisão da escolha de qual estrutura de armazenamento deve ser descarregada primeiramente.

Uma pesquisa publicada pela Universidade de Purdue e pela Universidade do Estado do Kansas confirmaram que altas concentrações de CO2 detectadas por detectores fixos ou portáteis estão associadas com níveis elevados de deterioração e a presença de micotoxinas. Além disso, eles compararam a capacidade dos sensores de temperatura e sensores de CO2 em uma unidade de armazenamento preenchida com grãos para detectar a presença de um 'ponto quente' simulado criado utilizando um sistema de gotejamento de água para encorajar o crescimento de fungos.

A concentração de CO2 no espaço de topo da unidade de armazenamento mostrou uma forte correlação com a temperatura no núcleo do ponto quente, e os sensores de CO2 foram, por conseguinte, capazes de detectar atividade biológica. Os sensores de temperatura não foram capazes de detectar o crescimento do bolor, apesar de ser inserido dentro da faixa de 0,3 a 1 metro do ponto de acesso.

Para ativar um monitoramento eficiente de deterioração de grãos é necessário adotar sensores de CO2, precisos, confiáveis e simples de operar.