El uso y aprovechamiento del agua para la operación, provocó un conflicto en el valle de Quillagua, el que comenzó a manifestarse en 1997, cuando se produce el primer evento de contaminación de las aguas del río Loa, con sustancias químicas como xantato e isopropanol, detergentes y metales pesados, todos elementos utilizados en los procesos del cobre, que se incorporaron al río por escurrimientos desde los tranques de relave de la empresa, provocando la muerte biótica del río e impactando el riego y el consumo humano del poblado [1]. 

Ninguna autoridad se hizo responsable del desastre ambiental. La CONAMA regional identificó como causante del colapso ambiental al viejo tranque Sloman, un antiguo embalse de sedimentos que sirvió de planta hidroeléctrica en épocas del salitre, pese a que las evidencias de los tipos de contaminantes apuntaron al tranque de relaves Talabre del mineral cobre de Chuquicamata. Estudios geológicos, por otra parte, identificaron que existen conexiones de napas subterráneas entre el embalse de relaves de cobre y el río Loa que se encuentran a corta distancia [2].

Muchos de los comuneros ante la paralización de sus actividades económicas producto de la contaminación de las aguas, debieron desplazarse del pueblo e incluso, algunos tuvieron que vender sus derechos de aprovechamientos de agua a la misma minera [1]. En efecto, después de un breve intento de dinamizar la economía a través de la producción de carbón vegetal, prohibida inmediatamente por la Corporación Nacional Forestal (CONAF), con el fin de proteger los bosques, a los pobladores de Quillagua sólo les quedó vender los derechos de aguas como solución a su crisis, haciéndolo a favor de la Sociedad Química y Minera de Chile, SOQUIMICH. De los 120 litros por segundo (l/s) inscritos en 1987, los pobladores vendieron dos tercios de sus derechos, quedándose solo con 41 l/s. [3].

La venta de los derechos de aguas les significó la incomprensión de las demás comunidades atacameñas, a las que se les hizo saber, por las autoridades, que Quillagua no tenía agua porque había vendido sus derechos de aprovechamiento [3].

El año 2000, un nuevo evento de contaminación de las aguas del Loa profundizó la crisis de Quillagua, las aguas traían ahora nuevos contaminantes. Un informe del Servicio Agrícola y Ganadero SAG, identificaba como provenientes del tranque de relaves de Chuquicamata a gran parte de las sustancias contaminantes, señalando que la alta contaminación hacía aconsejable el no uso de las aguas del Loa en Quillagua. Sin embargo, ya desde las últimas décadas, la falta de agua inclusive para riego se ha agudizado aún más ya que el río Loa ya no escurre con sus aguas hasta la localidad debido a la capturas de sus aguas más arriba,  por esta y otras mineras como SOQUIMICH. Un estudio realizado por la Dirección General de Aguas señaló que la reducción al mínimo del caudal tiene relación con las aguas tomadas en Chacance por SOQUIMICH, y en lugares no permitidos, así como a través de construcciones ilegales en el río Loa. Lo que llevó a la institución a interponer una demanda contra SOQUIMICH por uso indebido de aguas [1].

Actualmente viven 150 personas, mayoritariamente ancianos que se resisten a abandonar sus casas. No hay servicios básicos ni agua potable, la que debe ser proporcionada por el ayuntamiento de María Elena a través de camiones aljibes. El año 2000, a solicitud de la comunidad indígena atacameña del pueblo próximo de Chiu-Chiu, la Dirección General de Aguas (DGA) declaró agotada la entrega de derechos de aprovechamiento de agua en la cuenca del río Loa. Esta situación, lejos de significar el fin del conflicto, derivó en una nueva presión: la captación de agua de napas subterráneas. Así, CODELCO en su división Chuquicamata desarrolló un proyecto para extraerla del subsuelo, con impactos inciertos sobre el caudal total del río.  El año 2002, National Geographic catologó Quillagua como el lugar más seco del mundo [4].

Hasta la fecha,  estas dos compañías mineras cuentan con los derechos de aprovechamiento de los torrentes del río Loa, lo que hace que el agua ya no llegue al poblado, y la poca que queda esté contaminada con minerales desde los años 80, provocando la paulatina muerte de cultivos y ganado. Al año 2006, sólo había un poblador que no había abandonado las esperanzas de seguir con la agricultura, a pesar de que cada año la alta concentración de sustancias minerales y químicas en el agua quema las plantas y provoca pérdidas casi totales de los cultivos [referencias]. Los habitantes de Quillagua tienen en total derechos por 45 litros de agua por segundo, que pese a ser insuficientes y la tercera parte de los derechos que tenían hace 30 años, mejorarían su calidad de vida, sin embargo, a pesar de dichos derechos, esa cantidad de agua no existe [5].

Las autoridades de la Región de Antofagasta aún no dan una solución definitiva a la problemática del agua en Quillagua. La Municipalidad de María Elena abastece al pueblo con 60 mil litros de agua a la semana a través de camiones aljibes, las que se utilizan en las pocas plantaciones que subsisten, los animales y el consumo humano. Comuneros y comuneras siguen trabajando en el desarrollo de alternativas productivas y medidas para recuperar las aguas [5]. 

Las intención de CODELCO-Chuquicamta por extender sus operaciones ahora a través de explotaciones subterráneas provocó protestas y descontentos desde el año 2012. Tras casi 10 años de construcción, el 2019  Codelco celebra la inauguración de su mina Chuquicamata subterránea, con la presencia de autoridades gubernamentales, extendiendo la vida útil del proyecto al menos unos 40 años, y poniendo en funcionamiento más de 700 kilómetros de túneles y cavernas subterráneas [6].

-443.381 ton. de cobre (2011)

-6.500 empleos

-Nuevo Chuquicamata subterránea : 1.700 millones ton cobre con ley de 0,7% 340.000 ton cobre fino/año 18.000 ton molibdeno/año inversión estimada US$ 3.828 millones

-4.837 empleos túnel principal 7,5 km