Los seis años de aparente tranquilidad para la familia de Chamba, quienes sufrieron de cerca su encierro en el Ecuador, terminaron cuando Gilberto fue detenido el 1 de diciembre de 2004, acusado de haber violado y asesinado a María Isabel Bascuñana, una estudiante de la Facultad de Derecho de la Universidad de Lérida.
Bascuñana generalmente dejaba su coche estacionado en el aparcamiento del cine, pues temía la oscuridad.
La última vez que se le vio con vida fue la noche del 23 de noviembre. Sus padres hablaron con ella a las 22:00 aproximadamente, cuando les indicó que no iba a cenar en casa.
Su cuerpo fue hallado dos días después en el barrio de la Bordeta. Los familiares de la chica iniciaron una batida en su búsqueda hasta que uno de ellos encontró, ya de madrugada, el coche de la chica aparcado en la calle Ignasi Bastús de Lleida y avisó del hallazgo a los Mossos d'Esquadra.
La policía autonómica abrió el turismo de la joven y encontró en el maletero el cuerpo sin vida de María Isabel Bascuñana, envuelto en una bolsa de plástico negra y habiendo sido brutalmente violada.
Entonces surgieron varias hipótesis sobre su muerte. Algunas hablaban de un crimen pasional, otras de venganza, pero sus amigas dieron la clave para atrapar al presunto asesino.
Dentro de las investigaciones realizadas por la policía española, se pudo recopilar testimonios de las amigas de María Bascuñana, quienes entregaron datos suficientes para que pudiesen detener a Chamba.
Lo que llevó a su detención fue las huellas dactilares encontradas por la Policía Científica de los Mossos de Lleida , en la bolsa de basura negra con lo que envolvió el cuerpo de la víctima. Gran trabajo técnico de la policía Científica. Sin huellas la detención de Chamba hubiese sido difícil ya que no se conocía su historial delictivo. Estaba a punto de marchar de España había comprado un billete de avión para salir del país. Con la detención a partir de las huellas todo fue más fácil. Al final incluso el ADN encontrado en el cuerpo de la víctima también coincide con el ADN de Chamba
Según narraron a los agentes, María les había comentado que Chamba la acosaba sexualmente cuando iba a dejar o a retirar su vehículo del aparcamiento del cine. Esa versión fue complementada por las de otras muchachas que indicaron que regularmente Chamba les pedía sus números de teléfono con la excusa de que si llegaba a suceder algo malo con sus coches las llamaría inmediatamente.
Sin embargo, muchas de ellas recibieron llamadas de acoso sexual y la única explicación que encontraron es que el cuidador del aparcamiento realizaba las llamadas. Dicha hipótesis se confirmó cuando los agentes encontraron el teléfono móvil de María. Tras realizar un registro de las llamadas entrantes y salientes horas antes y después de su violación y asesinato pudieron constatar que su victimario hizo dos llamadas a líneas en donde se ofertaba sexo telefónico. Las llamadas duraron entre cinco y seis minutos.
Esa fue una de las pistas que condujo a los agentes a considerar a Chamba como el principal sospechoso de la muerte. Adicionalmente a ese dato, los agentes alegaron en el juicio haber encontrado en el interior de la guantera del vehículo de María, bolsas de basura similares a las que intentaban cubrir su cuerpo. Esas fundas eran muy similares a las que utilizaban las personas de limpieza de los cines para llevar los residuos. Inmediatamente relacionaron el hecho con Chamba, al ser él uno de los ayudantes de limpieza.
En un primer momento Chamba fue detenido únicamente para investigaciones, pues sus compañeros de trabajo, quienes fueron llamados a declarar dentro del proceso, dijeron que no notaron nada raro la noche del crimen y que el ecuatoriano no se ausentó de su lugar de trabajo. Además las versiones de vecinos y conocidos de Chamba, todos a favor del asesino en serie y que daban cuenta de una buena conducta y amabilidad, lo desvirtuaban como el presunto autor de los hechos.
Sin embargo, las pruebas de ADN realizadas en los residuos de esperma encontrados en el cuerpo de la víctima incriminaron directamente a Chamba, quien adujo que la policía creó un complot para acusarlo. Según él los agentes tomaron una muestra de esperma de un preservativo que él había usado y luego los introdujeron en la vagina de María para señalar que él era el culpable.
Realizados los análisis y pruebas correspondientes, la Fiscalía desestimó ese argumento que fue el principal elemento incriminatorio del ecuatoriano, quien recibió una pena de 45 años divididos en 20 años por el crimen de la joven estudiante española María Isabel Bascuñana, otros 12 por su violación, al tiempo que le impusieron otros 13 años por el intento de violación y asesinato de una prostituta rumana quien testificó en su contra tras ver sus imágenes y fotografías en medios locales, después de su detención.
Pero además de esas pruebas, la parte acusatoria alegó el intento de ocultamiento de información por parte de Chamba, quien en un primer momento dijo que al ser abordado por la policía dio a conocer sus antecedentes penales en Ecuador y un incidente en España en el que estuvo relacionado sobre tenencia de armas. Sin embargo, a lo largo del proceso se probó que el "monstruo de Machala" ocultó su pasado judicial hasta que cotejamientos entre la policía de España y Ecuador confirmaron que él era la misma persona sentenciada en Machala por asesinatos en serie.
