A maior parte das descobertas de reservas de petróleo realizadas nos últimos anos tem sido de reservatórios de óleos pesados, fato que tem despertado interesse das empresas no desenvolvimento de novas tecnologias que permitam aumentar a produção desses óleos e otimizar o tratamento das águas produzidas. Desse modo, um novo cenário da indústria petrolífera vem se formando e exige a adaptação das unidades de extração, tratamento e refino desses óleos, cujas reservas são abundantes, mas que ainda mostram dificuldades operacionais. Dentre as melhorias tecnológicas a serem exploradas, destaca-se o uso de hidrociclones, equipamentos que apresentam um bom desempenho no tratamento e separação de águas oleosas, atendendo as exigências ambientais. Nesse sentido, o presente trabalho tem como objetivo investigar numericamente o processo de separação do óleo pesado de uma corrente de água oleosa via hidrociclone, utilizando a técnica da fluidodinâmica computacional. Considerou-se o escoamento bifásico, tridimensional, estacionário, isotérmico e no regime turbulento. Resultados das linhas de fluxos, campos de pressão, velocidade e fração volumétrica das fases no interior do hidrociclone, bem como as eficiências mecânica e energética envolvidas no processo de separação são apresentados e analisados. Verificou-se que com o aumento da velocidade de entrada dos fluidos no hidrociclone há um aumento na queda de pressão, indicando um maior consumo de energia para o bombeamento da mistura no equipamento, e que essa variação de velocidade influencia consideravelmente na eficiência de separação das fases envolvidas no processo.