Durante a produção e refino de petróleo emulsões água em óleo são formadas. Contudo, por razões econômicas e operacionais é necessário separar a água do óleo. Devido à ineficiência das técnicas atualmente disponíveis em algumas aplicações tem-se estudado a utilização de radiação micro-ondas. Assim, este trabalho tem como objetivo analisar a influência dos distintos modos de aplicação de energia micro-ondas na separação das emulsões. Para tanto, foram realizados testes de quebra com emulsões sintetizadas em laboratório. Essas emulsões foram caracterizadas quanto à distribuição do tamanho de gotas e teor de água. Em seguida, as amostras de emulsão foram processadas em reatores micro-ondas. Após o processamento, foram caracterizadas quanto ao teor de água a fim de constatar a eficiência do processo. O tempo de processamento não provocou alterações consideráveis na eficiência de separação via aquecimento monomodo, diferente do aquecimento multimodo. O sistema em fluxo contínuo, por sua vez, requer o estudo da influência de outras variáveis sobre a eficiência de separação. Em ambos os modos de aquecimento, verificou-se que o teor de água, a temperatura e, sobretudo, a energia total aplicada são parâmetros preponderantes ao se almejar maiores eficiências de processamento. O aquecimento monomodo necessitou de menores quantidades de energia que o aquecimento multimodo para atingir a mesma temperatura e/ou eficiência de separação. A presença de aditivos tende a minimizar os eventuais efeitos do modo de irradiação sobre a eficiência de separação, indicando que o uso combinado de micro-ondas e aditivos químicos constitui estratégia adequada no processamento de emulsões altamente estáveis