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Em 1998, um encontro de físicos e pesquisadores de engenharia, em torno da aplicação de sensores a fibra óptica, teve como fruto o Laboratório de Sensores a Fibra Óptica da PUC-Rio. No ano seguinte, o laboratório obteve seu primeiro contrato com o Programa de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico (PADCT) para o desenvolvimento de um pig geométrico, em parceria com a empresa Pipeway. Em 2000, o laboratório obteve mais um apoio através do projeto CTDUT-FINEP.
A partir do ínicio de 2001, através da parceria do CENPES/PETROBRAS e o Laboratório de Sensores a Fibra Óptica da PUC-Rio (LSFO), foi desenvolvida uma família de transdutores para serem aplicados em sistemas de completação inteligente. No final deste mesmo ano, o primeiro transdutor para medição de pressão e temperatura em fundo do poço de petróleo passou por uma instalação experimental em Taquipe (BA ). A partir dessa experiência, dois dos sócios da empresa, Luiz Carlos Guedes Valente e Arthur Martins Barbosa, também professores da PUC Rio, identificaram a oportunidade e o nicho de mercado e participaram da 1ª fase (pré-incubadora) do edital Inovar da FINEP.
Em 2003, uma nova etapa do projeto da Petrobras incluiu a fabricação de outras 100 unidades de sensores de temperatura e pressão. Assim, os sócios decidiram fazer um “Spin-Off” do Laboratório de Sensores a Fibra Óptica do Departamento de Engenharia da PUC-Rio e fundaram a empresa Gavea Sensors, que foi incubada no Instituto Tecnológico da universidade.
Em 2005, a empresa iniciou uma parceria com a FiberSensing, empresa do mesmo ramo que atua em Portugal. Essa parceria, permitiu que as duas empresas ampliassem sua atuação no mercado e possibilitou a oportunidade de troca de conhecimento, gerando ganhos tecnológicos para ambas.
Após três anos incubada, em fevereiro de 2006, a Gavea Sensors se instalou em uma nova área em São Cristóvão, onde se encontra atualmente. No mesmo ano, a empresa obteve a licença da Petrobras para comercializar os sensores de pressão e temperatura para fundo de poço de petróleo.