Con los rápidos avances en la tecnología de vehículos aéreos no tripulados (UAV), su integración en las operaciones logísticas ha surgido como una solución prometedora para mejorar la eficiencia y la sostenibilidad. Entre las soluciones emergentes, un modelo de entrega colaborativa que involucra drones y camiones aborda los desafíos de la entrega de última milla al aprovechar las fortalezas complementarias de ambos modos de transporte. Sin embargo, evaluar los impactos ambientales y económicos de este modo de transporte requiere un marco sistemático para capturar sus características únicas y minimizar los impactos ambientales y los costos. Este documento investiga el Problema del Viajante de Comercio con Programación Paralela de Drones (PDSTSP) para evaluar la sostenibilidad ambiental y económica de un sistema de entrega colaborativa de drones y camiones. Específicamente, se desarrolla un modelo matemático para este sistema de entrega con el fin de optimizar las operaciones de entrega conjunta. Los impactos ambientales se evalúan utilizando una Evaluación del Ciclo de Vida (LCA) integral, que incluye emisiones y ruido operativo, mientras que un Análisis de Costos del Ciclo de Vida (LCCA) cuantifica el rendimiento económico en cinco dimensiones de costo. El análisis de sensibilidad explora factores como la densidad de entrega, la congestión del tráfico y las condiciones del viento. Los resultados muestran que, en comparación con la flota de vehículos eléctricos, el modelo propuesto logra una reducción aproximada del 20% en las emisiones de carbono, al tiempo que ofrece una reducción de costos del 20-30% en relación con la flota de camiones de combustible. La eficiencia de los drones en entregas de corta distancia alivia la carga de los camiones, reduciendo los costos ambientales y operativos. Este estudio ofrece ideas prácticas y recomendaciones para implementar sistemas de entrega paralela de drones y camiones, particularmente en áreas de alta densidad de demanda.