La evaluación de usabilidad es un componente clave en el análisis de la experiencia de usuario dentro del estudio de la Interacción Humano-Computadora. Los entornos virtuales tienen un análisis de usabilidad complejo con respecto a los sistemas tradicionales debido a varios factores entre los que se encuentra el estado cognitivo del usuario durante el momento interactivo. Este trabajo presenta la integración del nivel de carga cognitiva al proceso de evaluación de usabilidad a través de la obtención de un surrogado medido por técnicas de seguimiento ocular. El resultado final es una red bayesiana jerárquica que modela las relaciones de dependencia probabilística entre las características del usuario, las características del entorno virtual, el nivel de carga cognitiva y el resultado de una evaluación de usabilidad tradicional. Este modelo es capaz de lidiar con la limitación de tener un conjunto de datos reducido para los algoritmos de aprendizaje automático de la estructura de la red, aplicando una técnica de sobremuestreo por ajuste a distribuciones multivariadas.