L’attività di ricerca del prof. Arena è principalmente rivolta allo studio di aspetti fondamentali ed applicativi dell’industria energetica ed ambientale, focalizzandosi sulle nuove tecnologie di recupero di materia e di energia da combustibili alternativi, di cui si sono indagati gli aspetti impiantistici e di processo e le implicazioni per l’ambiente. L’attività si è, negli ultimi dieci anni, rivolta principalmente allo studio dei trattamenti termici di rifiuti diversi (plastiche, biomasse, CDR, pneumatici, ecc.) in reattori a letto fluido. Il “focus” dell’attività è il recupero di materia e di energia tramite processi di pirolisi, gassificazione o combustione condotti in reattori a letto fluido, del tipo “bollente” e del tipo “circolante”.
Lo studio è stato anche esteso a valutare, con l’ausilio di strumenti innovativi quali il Life Cycle Assessment-LCA o il Substance Flow Analysis-SFA, gli aspetti gestionali, tecnologici, economici ed ambientali di sistemi di gestione di rifiuti urbani e industriali ed, in particolare, di diverse forme di riciclo di imballaggi diversi (in plastica, carta, alluminio).
Il prof. Arena si occupa inoltre di rischio ambientale, con particolare riguardo alle analisi di rischio di incidenti rilevanti nell’industria ed alle conseguenti tecniche di prevenzione e mitigazione nonché alle implicazioni sulla pianificazione urbanistica e territoriale.

Umberto Arena, ingegnere chimico e dottore di ricerca in ingegneria chimica, è professore ordinario di ingegneria chimica presso la Facoltà di Scienze Ambientali della Seconda Università di Napoli. È titolare dei corsi di "Impianti di trattamento degli effluenti inquinanti", “Impianti di trattamento di rifiuti solidi”, “Valutazione del rischio industriale” e “Impianti dell’industria di processo”. Ha insegnato presso le Facoltà di Ingegneria del Politecnico di Torino, dell'Università di Perugia e dell’Università "Federico II" di Napoli.
È membro di alcuni comitati internazionali, quali l'International Scientific Committee dell'Engineering Foundation on Fluidization (a partire dal 1994) e l'International Advisory Board dell'International Conference on Circulating Fluidized Beds (a partire dal 1993).
È revisore di riviste scientifiche internazionali, quali Waste Management, Powder Technology, Canadian Journal of Chemical Engineers, Combustion Science and Technology, Chemical Engineering Sciences, Fuel, Polymer Degradation & Stability, The Chemical Engineer Journal, Journal of Loss Prevention in the Process Industries, prevalentemente su tematiche di impiantistica ambientale e di sistemi di gestione di rifiuti.
È membro di comitati nazionali e responsabile scientifico di convenzioni universitarie con diversi enti e società su temi della gestione rifiuti, dei trattamenti ambientali e dell'industria di processo. Tra gli altri ha collaborato o collabora con Sagit-Unilever, Conai, Cira, EcoBat, Asia.biz, Enitecnologie, Agip Carbone, Enichem Anic, Ansaldo Energia, Enea-Dipartimento Ambiente.
È stato responsabile scientifico di convenzioni universitarie con il Commissariato di Governo per l’Emergenza Rifiuti in Campania dal 1996, per l’elaborazione della parte impiantistica del Piano di Smaltimento Rifiuti della Regione Campania (novembre 1996-luglio 1997) e per lo sviluppo dell’analisi del ciclo di vita delle opzioni di smaltimento rifiuti in Campania (novembre 2001-dicembre 2002). È stato anche responsabile scientifico di convenzioni universitarie con diversi Comuni su problematiche di impiantisca per il trattamento e lo smaltimento di rifiuti. È stato membro del Comitato Scientifico della Regione Campania per la redazione del Piano Territoriale Regionale, di cui ha curato la parte relativa al rischio ambientale dovuto ad una cattiva gestione di rifiuti e ai potenziali incidenti rilevanti nell’industria.
È membro del Consiglio Scientifico di COMIECO, Consorzio Nazionale Recupero e Riciclo degli Imballaggi a base Cellulosica dal 2003.
È stato vice-direttore del Centro di Competenza della Regione Campania su "Analisi e Monitoraggio del Rischio Ambientale", occupandosi principalmente dei rischi ambientali da attività antropiche, in qualità di responsabile scientifico dell’Unità Operativa “Gestione Rifiuti ed Emissioni Industriali”.
È membro del Consiglio di Amministrazione nonché uno dei tre componenti del Comitato Esecutivo della società AMRA-s.c.a r.l., a carattere pubblico, con soci le 5 università campane, l’INGV e il CNR, società nata dal Centro di Competenza di cui sopra.
Partecipa o ha partecipato a diversi programmi internazionali di ricerca con Università ed enti di ricerca stranieri, quali Technical University of Vienna (Austria), Technical University of Hamburg Harburg (Germania), Technical University of Halifax (Nova Scotia, Canada), Centre for Renewable Energies, Athens (Grecia); Ciemat, Madrid (Spagna); Centre for Environmental Strategies , Guildford (Gran Bretagna).

È autore di oltre 60 lavori a stampa su riviste scientifiche internazionali (tra cui AIChE Journal, Chemical Engineering Science, Chemical Engineering Journal, J. of Industrial Ecology, Waste Management, Ind.&Eng.Chem.Res., Polymer Degradation & Stability, Powder Technology, Fuel, Combustion Science and Technology, Combustion and Flame, Canadian J. of Chemical Engineers, Japanese J. of Chemical Engineering, Int. J. of Life Cycle Assessment, J. of Loss Prevention in the Process Industries) e in atti di congressi internazionali con comitato di revisione internazionale. Ha anche scritto su alcuni libri internazionali, in particolare, il capitolo “Gas Mixing” nel libro Circulating Fluidized Beds curato da J. Grace, A. Avidan e T. Knowlton e pubblicato dalla Chapman & Hall ed il capitolo "Fluidized Bed Pyrolysis of Plastic Wastes" nel libro Feedstock Recycling and Pyrolysis of Waste Plastics, curato da J. Scheirs e W. Kaminsky e pubblicato da J. Wiley&Sons Ltd.
Ha curato alcuni volumi nazionali ed internazionali, quali Fluidization XI, per conto dell’Engineering Foundation Conf. e l’American Institute of Chemical Engineering, e Recupero di energia e materia da rifiuti solidi, per conto di AMRA s.c.a r.l..