Esta área de especialización considera el estudio de las ciencias básicas de la ingeniería química, aplicadas al desarrollo de nuevos procesos y materiales.
El objetivo de esta área es proporcionar información de propiedades físicas y químicas de la materia, así como también describir el comportamiento fisicoquímico y cinético de los sistemas asociados a la ingeniería química.
El trabajo incluye la búsqueda de información experimental de propiedades, y el modelado de propiedades y sistemas, empleando un enfoque basado en las herramientas de ciencias de la ingeniería química (balances de materia, energía, entropía, fenómenos de transporte).
A esta área pertenecen las siguientes líneas de investigación: medición experimental y modelado de propiedades termodinámicas; de estructura y transporte; análisis de procesos de transferencia de materia y difusión; análisis de estructura electrónica de materiales; termodinámica y cinética de adsorción, y espectroscopia.
El objetivo de esta área es contribuir a la sostenibilidad de la industria nacional e internacional a través de la optimización de procesos, el tratamiento y valorización de residuos líquidos, sólidos y gaseosos, así como también a través de una mejor gestión del uso de agua y energía. Esta área de especialización se aplica en los diversos sectores productivos, tales como alimentario, minero, farmacéutico, entre otros.
Existen distintas líneas de investigación según el área de aplicación: procesos mineros, procesamiento de alimentos, agua, energía, modelación de dispersión de contaminantes, tratamiento de residuos agrícolas, urbanos e industriales. En cada línea se desarrollan procesos específicos de optimización, tratamiento y valorización aplicando procesos físicos, químicos y biológicos.