El despliegue disruptivo de robots colaborativos, llamados cobots, en la Industria 5.0 ha puesto de relieve los aspectos de seguridad y ergonómicos de las tareas de interacción humano-robot (HRI) en la industria. En particular, el estudio de la carga mental del operador en actividades de HRI ha sido el objeto de investigación de una nueva rama de la ergonomía, llamada neuroergonomía, para mejorar el bienestar del operador y la eficiencia del sistema. Este estudio muestra el desarrollo de una evaluación combinativa para la evaluación de la carga mental en un análisis comparativo de dos escenarios de tareas de ensamblaje, sin y con interacción del robot. La evaluación de la carga mental se logra a través de una combinación de mediciones subjetivas (NASA TLX) y mediciones objetivas en tiempo real. Esta última medición se obtiene utilizando un innovador dispositivo de electroencefalograma (EEG) y la caracterización de la carga cognitiva a través de la relación de potencia de las ondas cerebrales, definida después de la fase de preprocesamiento de los datos del EEG. Finalmente, se consideran análisis observacionales respecto al rendimiento de la tarea en los dos escenarios. Los análisis estadísticos muestran cómo se logra de manera significativa la disminución de la carga mental y un mayor nivel de rendimiento, en cuanto al número de componentes ensamblados correctamente por los participantes, en el escenario con el robot.