La investigación sobre la desaparición de Agostina Vega se centra en la figura de Barrelier como principal sospechoso. El delito principal que se investiga es la privación ilegítima de la libertad, un delito continuado que se habría iniciado en la casa del imputado.
La admisión de Barrelier de que Agostina estuvo en su casa lo sitúa en la escena del crimen, creando un nexo causal entre víctima y victimario. A pesar de la falta de aparición de la joven, esta declaración podría ser suficiente para una condena si no presenta una coartada sólida.