O presente trabalho apresenta o desenvolvimento de um modelo neural para a inferência da qualidade do polietileno de baixa densidade (PEBD) a partir dos valores das variáveis de processo do sistema reacional. Para tal, fez- se uso de dados operacionais de uma empresa petroquímica, cujo pré-processamento incluiu a seleção de variáveis, limpeza e normalização dos dados selecionados e preparação dos padrões. A capacidade de inferência do modelo neural desenvolvido neste estudo foi comparada com a de dois modelos fenomenológicos existentes. Para tal, utilizou-se como medida de desempenho o valor do erro médio absoluto percentual dos modelos, tendo como referência valores experimentais do índice de fluidez. Neste contexto, o modelo neural apresentou-se como uma eficiente ferramenta de modelagem da qualidade do sistema reacional de produção do PEBD.